用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了提出一种用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材及其制备方法，所述竹质工程材由原竹和发泡材料组成，发泡材料置于原竹内部；所述原竹设置在轻型木结构墙体材料、屋面材料或楼面材料的覆面板之间，并通过螺钉与覆面板连接，原竹的直径与墙体材料、屋面材料或楼面材料的厚度相匹配，原竹间距根据力学性能的要求设定，原竹与覆面板之间形成的空隙填充有保温阻燃材料。本发明专利技术将国内量大面广的竹材用于木结构，替代轻型木结构中墙体的规格材龙骨，不但有利于加快木结构房屋的国产化进程，提高人们的居住水平，还有利用降低材料成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涉及木结构领域，特别是涉及一种用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材及其制备方法。
技术介绍
在以美国、日本和加拿大等为典型代表的发达国家和地区，木材是建筑常用的材料，原木结构、轻型木结构和重型木结构一直是其国家居民的主流住所。其中，轻型木结构是将间距紧密的规格材作墙骨和以木基结构板材做覆面板联合使用，形成的结构骨架。结构的承载力、刚度和整体性通过主要结构构件（骨架构件）和次要结构构件（墙面板、楼面板和屋面板）共同作用得到。墙骨主要采用横截面名义尺寸为2’’×4’’，即实际截面尺寸为38mm×89mm的规格材建造而成，是流行于北美的住宅建筑方法。该结构具有保温、隔热、建造能耗低、排放等效二氧化碳少、水污染指数及生态资源耗用指数低等突出优点。自我国实行木材进口零关税以来，欧美等发达国家对中国的木结构建筑市场高度重视，各国木结构行业积极参与，大量木结构用外优质材料和先进技术传入国内，但由于国情原因，国内仍面临着实现木结构材料、构件的本土化，降低成本、价格，降低或避免国外优质进口材的安全隐患等任务。竹材生长迅速，材质优良，在我国的加工利用历史悠久，是优良的建筑材料，我国在集约经营、新品种培育和新产品开发方面处于国际领先地位，但截至目前为止，竹材主要用作人造板、工艺品、竹木复合材料、制浆造纸、竹炭和竹醋液等领域，目前已有将竹材用作工程材的研究，如胶合竹等，但存在着竹材展平困难、需去除竹青竹黄等复r>杂工序等问题，因此在建筑结构领域一直未加以有效利用。如能根据原竹构造特点，加以利用，将其用于木结构建筑领域，替代轻型木结构中墙体材料、屋面材料或楼面材料的规格材龙骨，有利于加快木结构房屋的国产化进程，提高人们的居住水平，降低材料成本；另外，从产量上看，我国已是木材加工大国，在木制品加工使用过程中，有大量的木材加工废弃物，如刨花、纤维、木粉等锯屑，目前基本用作低附加值的新炭材直接用以燃烧取暖，也在建筑中并未加以有效利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提出一种用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材及其制备方法，将强度较大的竹材用作承载构件，将木材加工废弃物用作保温隔热阻燃材料，可实现轻型木结构墙体材料、屋面材料或楼面材料中龙骨的国产化和低成本化。本专利技术采用的技术方案为：一种用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材，包括原竹和发泡材料，所述发泡材料置于原竹内部，所述原竹设置在墙体材料、屋面材料或楼面材料的覆面板之间，并通过螺钉连接，原竹的直径与墙体材料、屋面材料或楼面材料尺寸相匹配，原竹与覆面板之间形成的空隙填充有保温阻燃材料。作为优选，所述原竹竹壁厚度在6mm以上。上述用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材的制备方法，包括以下步骤：（1）原材料准备：准备与墙体材料、屋面材料或楼面材料尺寸相匹配的原竹，发泡胶粘剂，40～100目的木材加工废弃物；（2）原竹预加工：将原竹内竹隔去除后，将其含水率控制在8%～20%范围内；（3）发泡材料制备：按照质量百分比20%～70%的比例将木材加工废弃物加入到发泡胶粘剂中，混合均匀后置于原竹内部并进行发泡处理；（4）竹质工程材制备：对内部填充有发泡材料的原竹进行尺寸加工，加工出沿其长度方向等宽的工程材。作为优选，根据墙体材料、屋面材料或楼面材料尺寸确定并选择合适长度范围的原竹，当原竹长度不能满足墙体高度要求时，通过原竹大小端套接的接长方式接长。作为优选，被插入原竹进行接长的原竹，接长后在其套接接长端应施加金属或FRP材质的套箍进行环向约束。作为优选，所述发泡胶粘剂为聚氨酯、苯酚-甲醛胶粘剂或三聚氰胺-尿素-甲醛树脂。作为优选，所述木材加工废弃物包括木刨花、木纤维和木粉。作为优选，原竹等宽加工的宽度由墙体材料、屋面材料或楼面材料的尺寸确定，且宽度的两个平面其宽度在25mm以上。作为优选，所述发泡材料的密度为150～300kg/m3。作为优选，所述发泡胶粘剂与木材加工废弃物混合的同时，还添加可选的阻燃材料。本专利技术根据原竹纵向强度大、中空等构造特点，将木材加工废弃物预先置入原竹内部并进行发泡处理，发泡材料密度和空气孔隙率可控，同时添加阻燃剂，赋予发泡材料阻燃防火功能，因此将国内量大面广的竹材用于木结构，替代轻型木结构中墙体材料、屋面材料或楼面材料的龙骨，不但有利于加快木结构房屋的国产化进程，提高人们的居住水平，还有利用降低材料成本。本专利技术的有益效果：专利产品充分利用了竹材顺纹抗压强度较大的特点，将其用作轻型木结构中墙体材料、屋面材料或楼面材料骨架承重材料。在其内部填充木材加工废弃物后发泡处理，可锯切、可钉钉；产品内预植入管材，后期使用过程中能放置电线，隐蔽性强，装饰性好；原材料选用竹材和木材加工废弃物，成本低、获得简便；原竹内发泡材料的密度和空气孔隙率可控，具有自重轻、良好的吸音、保温隔热功能。附图说明图1为原竹在墙体材料、屋面材料或楼面材料内应用的原竹根部示意图；图2为原竹在墙体材料、屋面材料或楼面材料内应用的原竹稍部示意图；图3为未加工原竹横截面示意图；图4为内部填充发泡材料后原竹横截面示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式和附图对本专利技术做进一步说明：实施例1如图1～4所示，一种用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材，包括原竹和发泡材料2，所述发泡材料2置于原竹内部，所述原竹设置在墙体材料、屋面材料或楼面材料的覆面板4之间，并通过螺钉1连接，原竹的直径与墙体材料、屋面材料或楼面材料尺寸相匹配，原竹与覆面板4之间形成的空隙可有选择性地填充保温阻燃材料5。所述原竹竹壁3厚度在8mm～10mm范围内。上述用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材的制备方法，包括以下步骤：（1）原材料准备：准备与墙体材料尺寸相匹配的原竹，发泡胶粘剂，40目的木材加工废弃物；（2）原竹预加工：将原竹内竹隔去除后，将其含水率控制在8%～15%范围内；（3）发泡材料制备：按照质量百分比20%的比例将木材加工废弃物加入到发泡胶粘剂中，混合均匀后置于原竹内部并进行发泡处理；（4）竹质工程材制备：对内部填充有发泡材料的原竹进行尺寸加工，加工出沿其长度方向等宽的工程材。根据墙体高度确定并选择合适长度范围的原竹，当原竹长度不能满足墙体高度要求时，通过原竹大小端套接的接长方式接长。被插入原竹进行接长的原竹，接长后在其套接接长端施加金属套箍进行环向约束。所述发泡胶粘剂为聚氨酯；所述木材加工废弃物为木本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材，其特征在于：包括原竹和发泡材料，所述发泡材料置于原竹内部，所述原竹设置在墙体材料、屋面材料或楼面材料的覆面板之间，并通过螺钉连接，原竹的直径与墙体材料、屋面材料或楼面材料厚度相匹配，原竹与覆面板之间形成的空隙填充有保温阻燃材料。

【技术特征摘要】
1.一种用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材，其特征在于：包括原竹和发
泡材料，所述发泡材料置于原竹内部，所述原竹设置在墙体材料、屋面材料或楼面材料
的覆面板之间，并通过螺钉连接，原竹的直径与墙体材料、屋面材料或楼面材料厚度相
匹配，原竹与覆面板之间形成的空隙填充有保温阻燃材料。
2.根据权利要求1所述用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材，其特征在于：
所述原竹竹壁厚度在6mm以上。
3.权利要求1或2所述用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材的制备方法，
其特征在于：包括以下步骤：
（1）原材料准备：准备与墙体材料、屋面材料或楼面材料尺寸相匹配的原竹，发
泡胶粘剂，40～100目的木材加工废弃物；
（2）原竹预加工：将原竹内竹隔去除后，将其含水率控制在8%～20%范围内；
（3）发泡材料制备：按照质量百分比20%～70%的比例将木材加工废弃物加入到发
泡胶粘剂中，混合均匀后置于原竹内部并进行发泡处理；
（4）竹质工程材制备：对内部填充有发泡材料的原竹进行尺寸加工，加工出沿其
长度方向等宽的工程材。
4.根据权利要求3所述用作轻型木结构龙骨的多功能型竹质工程材的制备方法，
其特征在于：根据墙体材料、屋面材料或楼面材料尺寸确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳孔，刘伟庆，陆伟东，霍瑞丽，王磊磊，夏蛟，方智锐，张伟康，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32