碳纤维改性速生杨木的施工工艺制造技术

本发明专利技术属于速生板材改性技术领域，尤其涉及一种碳纤维改性速生杨木的施工工艺。包括以下有效步骤：a、选材；b、切割；c、深处理；d、晾干；e、热改性；f、烘干；g、裁剪；h、配置碳布胶；i、浸渍；j、组合；k、养护。与现有技术相比，本发明专利技术的优点和积极效果在于，本发明专利技术提供了一种碳纤维改性速生杨木的施工工艺，通过碳纤维、碳布胶以及一系列施工工艺对速生杨木加工、粘结、养护、预压、后处理等方法进行改性处理，进而改变速生杨木的抗压强度、弹性模量、变形率、抗震性能等力学性能，使之满足建筑结构构件(柱、梁、板、墙)的使用要求。

Construction technology of carbon fiber modified fast-growing poplar

The invention belongs to the technical field of fast growing plate modification, in particular to a construction technology of carbon fiber modified fast-growing poplar. It includes the following effective steps: A, material selection, B, cutting, C, deep processing, D, air drying, e, thermal modification, F and drying, G, tailoring, h, carbon cloth, I, impregnation, J, combination, K and maintenance. Compared with the prior art, the invention has the advantages that the positive effect, the invention provides a construction process for carbon fiber modified poplar wood, the carbon fiber, carbon cloth glue and a series of construction technology of poplar wood processing, bonding, maintenance, preloading, postprocessing method etc. the modification and change the poplar compressive strength, elastic modulus, deformation rate, seismic performance and other mechanical properties, so as to meet the structural component (column, beam, plate and wall) use requirements.

【技术实现步骤摘要】
碳纤维改性速生杨木的施工工艺
本专利技术属于速生板材改性
，涉及速生杨木改性，尤其涉及一种碳纤维改性速生杨木的施工工艺。
技术介绍
木材及木质材料作为社会经济建设中的重要生产资源，不仅广泛应用于日常生活中的各个领域，还广泛应用于交通、建筑和航天等工业领域。随着世界范围内森林资源日益短缺，特别是珍贵木材数量日益锐减，近年来大量的速生树木被广泛种植。速生树木具有出材时间短、产量高等优点，但由于其生长年限较短，例如：一般人工速生杨木成材时间为5～6年，所以大部分速生树木具有密度低、木质松软、物理力学强度差、含水率高且分布不均和易产生干缩变形等缺陷，从而限制了速生树木品种的使用范围，通常人工速生林多用来生产纸浆，一次性筷子等低经济附加值产品，而在高附加值加工领域的应用较少。随着国家颁布相关政策大力推行绿色建筑、装配式施工，并在文件中特别提到关于木结构装配化施工的问题。但现如今木结构的发展却因为天然木材的禁止采伐而受到限制。大部分速生木材却因力学性能较差其应用范围受到限制。速生杨木本身具有纹理直、易加工、生长快、环境适应性强等特点，且具有环保、美观等优势，且在我国具有广泛的种植基础。但是速生杨木由于其力学性能较低，耐腐蚀能力差和不稳定性大等特点，一直没有应用于建筑结构中。目前，如何通过碳纤维改性将速生杨木应用于建筑结构构件中，拓宽其应用范围的研究较少。
技术实现思路
本专利技术针对上述的将速生杨木应用于建筑结构构件中所存在的技术问题，提出一种设计合理、工艺简单、加工方便且物理强度高、耐腐朽的碳纤维改性速生杨木的施工工艺。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，本专利技术提供一种碳纤维改性速生杨木的施工工艺，包括以下有效步骤：a、选材：选取速生杨木树干通直、树径20cm左右原木，并放于阴凉处放置；b、切割：将选好的速生杨木切割成厚度为10mm的板材，剔除不满足要求的板材，处理板长、宽为构件所需尺寸；c、深处理：将处理好的板材进行深加工处理，在板材表面做凹槽和凸起设置；d、晾干：将深加工处理后的板材放于阴凉处晾干3-5天或采用烘干机在65℃-85℃作用下烘干8h以上；e、热改性：将处理过后的板材置放入氮气室内，升温氮气室温度至180℃～260℃对板材做热改性处理；f、烘干：将热改性处理后的板材用烘干箱在105℃烘干24h以上，进行含水率试验测试，控制含水率在9～15％之间，备用；g、裁剪：根据板材上凹槽的尺寸裁剪相应大小的碳纤维布，备用；h、配置碳布胶：碳布胶包括A、B两组重要组份，其中，A组为改性环氧树脂，B组为乙二胺改性的酚醛氨固化剂和芳香胺固化剂的混合剂，按照质量比A:B＝3：1，将A、B两组份混合均匀，备用；i、浸渍：将烘干后的板材放入到真空浸渍罐内，加入部分配置好的碳布胶，控制真空浸渍罐为1MPa，控制温度75℃，浸渍3h；j、组合：将浸渍过后的板材取出，快速刮去板材表面的碳布胶，将g步骤中裁剪好的碳纤维布快速的涂覆到板材的凹槽内，并另取一块板材，使其凸起部镶嵌在凹槽内，使两块板材之间的凹槽和凸起配合形成一个整体，依此类推，组合好所需要的厚度；k、养护：将组合好的板材用模具将板材压紧，控制温度在40～50℃进行养护，养护时间为1～2周的时间，即得到所需的成品。作为优选，所述c步骤中，所述凹槽沿板材的长边方向间隔设置。作为优选，所述c步骤中，所述凹槽沿板材的短边方向交错设置。作为优选，所述c步骤中，所述凸起设置在板材设有凹槽一面的背面，所述凸起与凹槽配合设置。作为优选，所述e步骤中，首先将处理过后的板材置放入氮气室内，然后升温氮气室温度至140℃，开始注入氮气，控制温度在180℃～260℃，保温2h，然后关闭氮气注入，关闭温度控制，放置使氮气室温度降至40℃后，将板材取出。作为优选，所述B组份乙二胺改性的酚醛氨固化剂和芳香胺固化剂按照质量比1:2～5的比例混合。作为优选，所述i步骤中，首先将板材放入到真空浸渍罐内，然后用真空泵将真空浸渍罐抽成-0.2MPa真空，然后就打开进口阀门，利用大气压将碳布胶压入到真空浸渍罐内，待碳布胶浸没板材后，将真空浸渍罐调到1MPa，控制温度75℃，浸渍3h。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：本专利技术提供了一种碳纤维改性速生杨木的施工工艺，通过碳纤维、碳布胶以及一系列施工工艺对速生杨木加工、粘结、养护、预压、后处理等方法进行改性处理，进而改变速生杨木的抗压强度、弹性模量、变形率、抗震性能等力学性能，使之满足建筑结构构件(柱、梁、板、墙)的使用要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1提供的杨木改性成品后的爆炸图；图2为实施例2提供的杨木改性成品后的爆炸图；以上各图中，1、板材；2、凹槽；3、凸起。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。实施例1，如图1所示，本实施例提供一种碳纤维改性速生杨木的施工工艺，包括以下有效步骤：首先，选材，考虑到本实施例所提供的改性速生杨木是用于建筑中，故在本实施中，材料的选择对后期的成品的强度也起到至关重要的作用，首先，选取速生杨木树干通直、树径20cm左右原木，并放于阴凉处放置，选用树干通直的杨木主要是考虑到树干通直的杨木其在加工时要更为方便，选用树径20cm左右原木主要考虑到本实施例施工所需，而放置阴凉处设置，主要是为了避免暴晒，造成杨木的开裂，影响其强度。然后，将选好的速生杨木切割成厚度为10mm的板材1，剔除不满足要求的板材，处理板长、宽为构件所需尺寸，在本实施例中，需要配置的长度2400mm，宽度为140mm的板材，如果板材的长度和宽度无法达到相应尺寸，可以通过粘结的方式得到所需板材的尺寸，粘结为现有速生板材常用的手段，故在本实施例中，不进行详细的描述。将处理好的板材1进行深加工处理，在板材1表面做凹槽2和凸起3设置，其实就是在板材1的表面做凹槽2，凹槽2的两侧就是凸起3，当然，在同一块板材的前后两个面上的凹槽和凸起是相对设置的，这样设置主要是为了使相邻的两块板材形成榫卯的结构，增加两个板材1之间的强度，在本实施例中，凹槽2沿板材1的长边方向间隔设置，凹槽2沿板材1的短边方向交错设置，这样，在板材上就形成纵横交错的凹槽2，由于交错设置，这样，板材的凹槽2和凸起3不用根据每块板材单独设置，反过来就可以使得两个板材扣合在一起，当然，处于最外部的两块板材的外表面是不需要做凹槽设置的。为了进一步增加板材的强度，除去板材的水分，将深加工处理后的板材放于阴凉处晾干3～5天或采用烘干机在65℃～85℃作用下烘干8h以上，进行除水处理，这样做的目的，主要使水分能够缓慢的从板材中挥发出来，避免水分快速的流失，造成板材的开裂。接着，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维改性速生杨木的施工工艺，其特征在于，包括以下有效步骤：a、选材：选取速生杨木树干通直、树径20cm左右原木，并放于阴凉处放置；b、切割：将选好的速生杨木切割成厚度为10mm的板材，剔除不满足要求的板材，处理板长、宽为构件所需尺寸；c、深处理：将处理好的板材进行深加工处理，在板材表面做凹槽和凸起设置；d、晾干：将深加工处理后的板材放于阴凉处晾干3‑5天或采用烘干机在65℃‑85℃作用下烘干8h以上；e、热改性：将处理过后的板材置放入氮气室内，升温氮气室温度至180℃～260℃对板材做热改性处理；f、烘干：将热改性处理后的板材用烘干箱在105℃烘干24h以上，进行含水率试验测试，控制含水率在9～15％之间，备用；g、裁剪：根据板材上凹槽的尺寸裁剪相应大小的碳纤维布，备用；h、配置碳布胶：碳布胶包括A、B两组重要组份，其中，A组为改性环氧树脂，B组为乙二胺改性的酚醛氨固化剂和芳香胺固化剂的混合剂，按照质量比A:B＝3：1，将A、B两组份混合均匀，备用；i、浸渍：将烘干后的板材放入到真空浸渍罐内，加入部分配置好的碳布胶，控制真空浸渍罐为1MPa，控制温度75℃，浸渍3h；j、组合：将浸渍过后的板材取出，快速刮去板材表面的碳布胶，将g步骤中裁剪好的碳纤维布快速的涂覆到板材的凹槽内，并另取一块板材，使其凸起部镶嵌在凹槽内，使两块板材之间的凹槽和凸起配合形成一个整体，依此类推，组合好所需要的厚度；k、养护：将组合好的板材用模具将板材压紧，控制温度在40～50℃进行养护，养护时间为1～2周的时间，即得到所需的成品。...

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维改性速生杨木的施工工艺，其特征在于，包括以下有效步骤：a、选材：选取速生杨木树干通直、树径20cm左右原木，并放于阴凉处放置；b、切割：将选好的速生杨木切割成厚度为10mm的板材，剔除不满足要求的板材，处理板长、宽为构件所需尺寸；c、深处理：将处理好的板材进行深加工处理，在板材表面做凹槽和凸起设置；d、晾干：将深加工处理后的板材放于阴凉处晾干3-5天或采用烘干机在65℃-85℃作用下烘干8h以上；e、热改性：将处理过后的板材置放入氮气室内，升温氮气室温度至180℃～260℃对板材做热改性处理；f、烘干：将热改性处理后的板材用烘干箱在105℃烘干24h以上，进行含水率试验测试，控制含水率在9～15％之间，备用；g、裁剪：根据板材上凹槽的尺寸裁剪相应大小的碳纤维布，备用；h、配置碳布胶：碳布胶包括A、B两组重要组份，其中，A组为改性环氧树脂，B组为乙二胺改性的酚醛氨固化剂和芳香胺固化剂的混合剂，按照质量比A:B＝3：1，将A、B两组份混合均匀，备用；i、浸渍：将烘干后的板材放入到真空浸渍罐内，加入部分配置好的碳布胶，控制真空浸渍罐为1MPa，控制温度75℃，浸渍3h；j、组合：将浸渍过后的板材取出，快速刮去板材表面的碳布胶，将g步骤中裁剪好的碳纤维布快速的涂覆到板材的凹槽内，并另取一块板材，使其凸起部镶嵌在凹槽内，使两块板材之间的凹槽和凸起配合形成一个整体，依此类推，组合好所需要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉镯，曹加林，赵秀云，李雪玲，黄颖，
申请(专利权)人：山东协和学院，
类型：发明
国别省市：山东,37