一种竹基复合空腔结构板及施工工艺
技术领域
本发明涉及建筑板材
技术领域
，尤其涉及绿色建筑环保复合板，具体是一种竹基复合空腔结构板及施工工艺。背景技术
现有的竹基复合板设计方案有：
重组竹方案：是一种将竹材重新组织并加以强化成型的一种竹质新材料，也就是将竹材加工成长条状竹篾、竹丝或碾碎成竹丝束，经干燥后浸胶，再干燥到要求含水率，然后铺放在模具中，经高温高压热固化而成的型材。
竹缠绕方案：竹缠绕城市综合管廊是具有核心知识产权的“中国制造”产品，区别于世界各国普遍采用的钢管、混凝土等管廊，它是以竹子为主要原料，采用热固性树脂做胶粘剂，通过缠绕工艺制作的新型管廊。竹缠绕城市综合管廊与混凝土管廊从材料性能上相比，其抗压强度与C30混凝土管廊强度同等，并满足城市综合管廊工程技术规范要求。在同等埋深和受压条件下，竹缠绕城市综合管廊的抗震、抗沉降能力、保温防冻性、耐腐蚀性等，均优于混凝土管廊。另外竹缠绕城市综合管廊还具有重量轻、施工安装方便、使用寿命长、防火保温、抗渗漏、耐腐蚀、抗地质沉降、运输便捷、资源可再生、低碳环保等突出优点。经试验分析结果表明，在埋地1米深，地面车载90吨的情况下，竹缠绕城市综合管廊最大竖向变形量不到1％，远低于3％的控制标准，使用寿命可达100年以上。
现有技术存在如下缺点：
重组竹方案：含胶量高，工艺复杂，造价很高，耐久性较差。重组竹用于结构构件时，其承载力高，但由于稳定性问题，构件不能做的太薄、太小，导致构件偏大，承载力难以发挥，从而造成极大浪费，结构造价远高于常规建筑。比如采用重组竹做成空心楼板，上面板仅需1mm就可以满足承载力要求，但显然其稳定性、刚度、舒适度无法满足应用要求，此时就不得不得不加大重组竹厚度，一般至少需要10mm厚，这造成承载力远远超出使用要求，从而造成造价大幅度提高。
竹缠绕方案：工业与民用建筑墙板对于房屋施工工期、造价、舒适度与质量影响较大。竹缠绕技术适合于制作管道，但对于在厚度较薄的建筑墙板来说，应用起来比较困难。而且价格较高、工艺较复杂、现场连接施工较为困难，同传统墙板比较没有综合优势。尤其是对于非承重墙体来说，建筑用量大，传统墙板造价低，不适合竹缠绕技术的推广。
上述现有技术仅关注竹筋组胚结构和组胚方式，未充分考虑竹筋之间连接处的节点连接强度问题，也未考虑复合板构造节点的连接性能问题，导致存在发生竹筋脱节、板材破坏、复合板垮塌的可能。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种竹基复合空腔结构板及施工工艺，主要用于墙板、楼板，以解决现有技术中的一个或多个问题。
本发明是这样实现的：
本发明首先提供一种竹基复合空腔结构板，由上、下面板和肋板构成空间竹筋骨架，并浇筑外包胶凝材料，形成空腔结构板，并且：
所述上、下面板由纵向竹筋组坯形成，所述纵向竹筋对接处间隔一定距离，对接处采用浇筑环氧树脂形成环氧树脂套筒式接头连接，所述环氧树脂套筒式接头两端完全包裹两侧纵向竹筋一定长度；
所述肋板由竖向短竹筋组坯形成，肋板伸出有肋板内竹筋，所述肋板内竹筋与上、下面板胶凝连接。
较佳的，所述纵向竹筋单层组胚、无横向竹筋，两侧纵向竹筋对接处形成有环氧树脂薄层粘接层，环氧树脂薄层粘接层厚3-5mm；无横向竹筋，纵向竹筋单向组胚，工艺简单，施工快；通过两侧纵向竹筋端面之间的环氧树脂薄层粘接层，对两侧的纵向竹筋从竹筋的端面进一步形成一定强度的粘结连接，提高节点连接强度。
优选的，所述环氧树脂套筒式接头为长方形空腔环氧树脂柱体，壁厚2-3mm，每侧长度2-5cm。
较佳的，所述纵向竹筋单层组胚、有横向竹筋，横向竹筋穿设在两侧纵向竹筋之间的对接处，并与两侧纵向竹筋间隔一定距离，在横向竹筋与两侧纵向竹筋之间形成有环氧树脂薄层粘接层，环氧树脂薄层粘接层厚3-5mm；横向竹筋与纵向竹筋一同构成竹筋桁架，使板材具有双向承载强度，同时兼顾了节点处的连接强度。
优选的，所述环氧树脂套筒式接头为八边形空腔环氧树脂柱体，壁厚2-3mm，沿横向竹筋每侧长度1-2cm，沿每侧纵向竹筋长度2-5cm。八边形截面的环氧树脂套筒式接头能够为两方向的竹筋都提供较为牢固的粘结强度，同时以纵向长度为主，横向长度为辅。
较佳的，所述纵向竹筋单层组胚、无横向竹筋、有横向环氧树脂带，横向环氧树脂带穿设浇筑在两侧纵向竹筋对接处，并紧贴两侧纵向竹筋；以横向环氧树脂带代替横向竹筋，横向环氧树脂带紧贴两侧纵向竹筋，一方面能够起到粘接接头的作用，借助横向环氧树脂带一次性将两侧纵向竹筋对接起来，横向环氧树脂带同时具有类似于横向竹筋的横筋桁架的效果，与纵向竹筋一同构成竹筋桁架，使板材具有双向承载强度。
优选的，所述环氧树脂套筒式接头为八边形空腔环氧树脂柱体，壁厚2-3mm，沿横向环氧树脂带每侧长度1-2cm，沿每侧纵向竹筋长度2-5cm。
较佳的，所述纵向竹筋可以错缝组胚，也可以不错缝组胚，所述横向环氧树脂带通长设置。
较佳的，所述纵向竹筋双层双向组胚，上、下层纵向竹筋连接节点与单层组胚相同，上、下层竹筋之间填充胶凝材料粘结，或者整体外包胶凝材料。
较佳的，所述上、下面板设置有面板封边竹筋，两面板封边竹筋之间具有间隙，所述肋板内竹筋的两端插入上、下面板上的两面板封边竹筋之间的间隙中，并在肋板内竹筋与两面板封边竹筋之间的间隙中采用环氧树脂粘结。借助上、下面板自身的面板封边竹筋，将肋板与上下面板牢牢固定，无需增设额外结构，定位后整体浇筑外包胶凝材料，工艺简单，施工便捷。
较佳的，所述上、下面板向内对应间隔设置有面板凹槽，面板凹槽内预先灌注一定量的环氧树脂，所述肋板内竹筋的两端插入上、下面板上的面板凹槽内，通过环氧树脂粘结。通过在浇筑上下面板时预留凹槽，将肋板插入凹槽，一方面凹槽能够作为施工肋板时的临时定位和固定措施，另一方面肋板两端被封在凹槽内，通过环氧树脂粘结，连接强度和整体性更好。
本发明一种竹基复合空腔结构板的一体化浇筑施工工艺，包括如下步骤：
步骤一，面板竹筋组胚，面板竹筋采用浇筑环氧树脂形成环氧树脂套筒式接头连接，形成面板竹筋桁架；
步骤二，肋板竹筋组胚，形成肋板竹筋桁架，并且肋板竹筋间隔一定距离伸出有肋板内竹筋；
步骤三，面板竹筋桁架定位，将两片面板竹筋桁架按照上、下面板位置定位；
步骤四，肋板竹筋桁架定位，将肋板内竹筋插入两面板封边竹筋之间并用环氧树脂粘接；
步骤五，形成空间竹筋骨架，支模、浇筑胶凝材料，养护，得到空腔结构板。
本发明另一种竹基复合空腔结构板的插槽式粘接施工工艺，包括如下步骤：
步骤一，面板竹筋组胚，面板竹筋采用浇筑环氧树脂形成环氧树脂套筒式接头连接，形成面板竹筋桁架；
步骤二，浇筑胶凝材料，与肋板连接处设置面板凹槽，养护，得到上、下面板；
步骤三，肋板竹筋组胚，形成肋板竹筋桁架，并且肋板竹筋间隔一定距离伸出有肋板内竹筋，肋板内竹筋与面板凹槽位置对应；
步骤四，浇筑胶凝材料，养护，得到肋板；
步骤五，将下面板放置在平台上，并在面板凹槽内灌注环氧树脂；
步骤六，在下面板上与肋板连接处涂刷1mm以下薄层树脂，将肋板内竹筋的一端插入面板凹槽并压紧，依靠环氧树脂与薄层树脂粘接牢靠；
步骤七，将上面板放置在平台上，面板凹槽朝上，并在面板凹槽内灌注环氧树脂；
步骤八，在上面板上与肋板连接处涂刷1mm以下薄层树脂；
步骤九，将此前得到的下面板与肋板翻转，肋板内竹筋的另一端插入上面板的面板凹槽并压紧，依靠环氧树脂与薄层树脂粘接牢靠，空腔结构板制作完成。
与现有技术相比，本发明提供的一种竹基复合空腔结构板及施工工艺具有以下优势：
1、面板内竹筋之间的节点连接强度高，结构承载力高、稳定性好：
环氧树脂套筒式接头对两侧的纵向竹筋从竹筋的外表面和端面构成全方位的粘结连接；
面板内横向桁架布置灵活，可不采用横向竹筋，也可采用横向竹筋或横向环氧树脂带，纵向和横向两方向都能获得较高的连接强度和承载强度；
环氧树脂套筒式接头形式合理、参数合理，兼顾了接头处两方向的粘结强度和板材的整体厚度要求。
2、空腔结构板内各部分之间的连接强度高，结构承载力高、稳定性好：
上、下面板与肋板之间既可借助面板封边竹筋粘结并采用一体化整体浇筑外包胶凝材料，将肋板与上下面板牢牢固定，工艺简单，施工便捷；又可先浇筑形成上、下面板，尔后采用插槽式连接肋板，凹槽作为施工肋板时的临时定位和固定措施，同时可获得更好的连接强度和整体性。
3、竹基复合空腔结构板作为建筑墙板、楼板，具有重量轻、承载力高、保温性能好、防火性能好、耐潮湿耐久性好、抗裂性好、后期免维护等优点。通过大型板材的使用，可解决普通板材拼缝多、易开裂的缺点。
4、竹基复合空腔结构墙板、楼板现场湿作业少，绿色环保；构件重量轻，尺寸规则，运输效率高，现场吊装施工方便，节省工期和施工费用。
5、竹筋外包环氧树脂、胶凝材料，大大提高了竹筋的耐久性。外包胶凝材料还解决了竹材、木材的防火问题。
6、竹筋与胶凝材料互相配合，能够充分发挥竹筋的承载力，并通过胶凝材料提高了整体高度、舒适度等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1是一种实施方式面板平面结构示意图；
图2是图1的面板局部放大示意图；
图3是图2的1-1剖面图；
图4是图2的1A-1A剖面图；
图5是另一种实施方式面板平面结构示意图；
图6是图5的面板局部放大示意图；
图7是图6的2-2剖面图；
图8是图6的2A-2A剖面图；
图9是又一种实施方式面板平面结构示意图；
图10是图9的面板局部放大示意图；
图11是图10的3-3剖面图；
图12是图10的3A-3A剖面图；
图13是再一种实施方式面板平面结构示意图(错峰组胚)；
图14是一种实施方式空腔结构板结构示意图；
图15是图14的A-A剖面图；
图16是图15的1区放大图；
图17是图14的另一种实施方式A-A剖面图；
图18是图17的2区放大图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“包括/包含”、“由……组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。
以下结合较佳的实施方式对本发明的实现进行详细的描述。
首先参见图1，为了制作本发明的竹基复合空腔结构板，本发明首先提供一种竹筋板，由纵向竹筋1组坯形成，纵向竹筋1在纵向上首尾连接，对接处间隔一定距离，对接处采用浇筑环氧树脂形成环氧树脂套筒式接头2连接，环氧树脂套筒式接头2两端完全包裹两侧纵向竹筋1一定长度；通过环氧树脂套筒式接头2在纵向竹筋1的一定长度范围内形成粘结，对两侧的纵向竹筋1从竹筋的外表面形成一定强度的粘结连接。
关于纵向竹筋1的组胚方式，发明人此前的专利中已有公开，本发明中不再详细阐述，纵向竹筋1之间均匀间隔排布，间隙内浇筑胶凝材料3，组坯竹筋的上、下表面贴附纤维网格布，纤维网格布从四周完全包裹组坯竹筋的侧面和端面，并且胶凝材料同时浇筑于纤维网格布外侧上、下表面和四周侧面，如此形成竹筋板，可在后续结构中作为面板使用，也可作为肋板。
如图1-4，在一个实施例中，本发明的纵向竹筋1单层组胚、无横向竹筋，两侧纵向竹筋1对接处形成有环氧树脂薄层粘接层21，环氧树脂薄层粘接层21厚3-5mm。通过两侧纵向竹筋1端面之间的环氧树脂薄层粘接层21，对两侧的纵向竹筋1从竹筋的端面进一步形成一定强度的粘结连接，环氧树脂套筒式接头对两侧的纵向竹筋从竹筋的外表面和端面构成全方位的粘结连接。
较佳的，环氧树脂套筒式接头2壁厚2-3mm，每侧长度2-5cm。经过计算和验证，该尺寸在提供必要的粘结强度的前提下，不至于使板的厚度在接头处过于突出，影响板材的整体厚度和美观。
环氧树脂套筒式接头2具体长度大小根据受力计算，要求满足强节点、弱构件的设计要求。
再如图5-8，在另一个实施例中，纵向竹筋1单层组胚、有横向竹筋4，横向竹筋4穿设在两侧纵向竹筋1之间的对接处，并与两侧纵向竹筋1间隔一定距离，在横向竹筋4与两侧纵向竹筋1之间形成有环氧树脂薄层粘接层21，环氧树脂薄层粘接层21厚3-5mm。
较佳的，环氧树脂套筒式接头2为八边形空腔环氧树脂柱体，壁厚2-3mm，沿横向竹筋4每侧长度1-2cm，即从纵向竹筋1外边沿向横向竹筋4两方向延伸包裹横向竹筋4长度1-2cm，沿每侧纵向竹筋1长度2-5cm，即从横向竹筋4外边沿向纵向竹筋1两方向延伸包裹纵向竹筋1长度2-5cm。经过计算和验证，该尺寸能够在纵横向竹筋两方向提供必要的粘结强度。
环氧树脂套筒式接头2具体大小根据受力计算，要求满足强节点、弱构件的设计要求。
再如图9-12，在又一个实施例中，纵向竹筋1单层组胚、无横向竹筋、有横向环氧树脂带5，横向环氧树脂带5与横向竹筋4对应，横向环氧树脂带5穿设浇筑在两侧纵向竹筋1对接处，所不同的是，横向环氧树脂带5与两侧纵向竹筋1之间并不间隔开，而是紧贴两侧纵向竹筋1，横向环氧树脂带5一方面能够起到粘接接头的作用，借助横向环氧树脂带5一次性将两侧纵向竹筋1对接起来，横向环氧树脂带5同时具有类似于横向竹筋的横筋桁架的效果，与纵向竹筋一同构成竹筋桁架，使板材具有双向承载强度。
较佳的，环氧树脂套筒式接头为八边形空腔环氧树脂柱体，壁厚2-3mm，沿横向环氧树脂带每侧长度1-2cm，沿每侧纵向竹筋长度2-5cm。
纵向竹筋1可以错缝组胚，如图13所示，也可以不错缝组胚，横向环氧树脂带5取代横向竹筋4，其横截面与横向竹筋4截面相当，横向环氧树脂带5通长设置，同纵向竹筋1组合成为竹排，提高竹筋的整体性。此方案加工更加便捷。
本发明中，纵向竹筋1也可以双层双向组胚，双层双向组胚时，上、下层纵向竹筋连接节点与单层组胚相同，上、下层竹筋之间填充胶凝材料粘结，提高竹筋整体性，或者整体外包胶凝材料，此时亦可不填充胶凝材料粘结。
在以上竹筋连接的基础上，本发明提出一种竹基复合空腔结构板，参见图14，由上、下面板100、200和肋板300构成空间竹筋骨架，并浇筑外包胶凝材料，形成空腔结构板，并且：
上、下面板100、200由纵向竹筋1组坯形成，纵向竹筋1采用前述的连接方式连接组胚，即对接处采用浇筑环氧树脂形成环氧树脂套筒式接头2连接，环氧树脂套筒式接头2两端完全包裹两侧纵向竹筋1一定长度；
肋板300由竖向短竹筋组胚形成，肋板300伸出有肋板内竹筋301，肋板内竹筋301与上、下面板100、200胶凝连接。
本发明的空腔结构板上、下面板采用环氧树脂套筒式接头连接，面板本身连接强度高，肋板通过肋板内竹筋与上、下面板胶凝连接，空腔结构板整体连接强度高，空腔结构板具有重量轻、强度高、延性好，内填充轻质保温材料保温隔声性能好、防水防潮性能好，竹条、纤维布变形协调无滑移、抗裂性能好、防火防腐性能好，施工安装便捷等特点。
如图15-16所示，在一个实施例中，空腔结构板采用一体化浇筑工艺施工形成，上、下面板100、200设置有面板封边竹筋101，两面板封边竹筋101之间具有间隙，肋板内竹筋301间隔20-100cm，肋板内竹筋301的两端插入上、下面板100、200上的两面板封边竹筋101之间的间隙中，并在肋板内竹筋301与两面板封边竹筋101之间的间隙中采用环氧树脂102粘结，从而上下面板与肋板形成空间竹筋骨架，之后浇筑外包胶凝材料，形成完整的空腔结构板。借助上、下面板自身的面板封边竹筋，将肋板与上下面板牢牢固定，无需增设额外结构，定位后整体浇筑外包胶凝材料，工艺简单，施工便捷。
如图17-18所示，在另一个实施例中，空腔结构板采用插槽式粘接工艺施工形成，上、下面板100、200向内对应间隔设置有面板凹槽103，面板凹槽103内预先灌注一定量的环氧树脂102，肋板内竹筋301的两端插入上、下面板上的面板凹槽内，通过环氧树脂粘结。通过在浇筑上下面板时预留凹槽，将肋板插入凹槽，一方面凹槽能够作为施工肋板时的临时定位和固定措施，另一方面肋板两端被封在凹槽内，通过环氧树脂粘结，连接强度和整体性更好。
较佳的，该实施方式中还进一步在上下面板上与肋板连接处预先涂刷1mm以下薄层树脂，通过面板凹槽内的环氧树脂与面板上的薄层树脂将上下面板与肋板牢牢粘接成为整体。
本发明还提供一种竹基复合空腔结构板的一体化浇筑施工工艺，包括如下步骤：
步骤一，面板竹筋组胚，面板竹筋采用浇筑环氧树脂形成环氧树脂套筒式接头连接，形成面板竹筋桁架；
步骤二，肋板竹筋组胚，形成肋板竹筋桁架，并且肋板竹筋间隔一定距离伸出有肋板内竹筋；
步骤三，面板竹筋桁架定位，将两片面板竹筋桁架按照上、下面板位置定位；
步骤四，肋板竹筋桁架定位，将肋板内竹筋插入两面板封边竹筋之间并用环氧树脂粘接；
步骤五，形成空间竹筋骨架，支模、浇筑胶凝材料，养护，得到空腔结构板。
一体化浇筑加工工艺适合于单向肋板空腔板，单向肋板可采用抽芯支模易于实现，其显著的优点是一体化浇筑整体性好，整体养护，无需考虑过多的面板与肋板连接节点。
本发明还提供一种竹基复合空腔结构板的插槽式粘接施工工艺，包括如下步骤：
步骤一，面板竹筋组胚，面板竹筋采用浇筑环氧树脂形成环氧树脂套筒式接头连接，形成面板竹筋桁架；
步骤二，浇筑胶凝材料，与肋板连接处设置面板凹槽，养护，得到上、下面板；
步骤三，肋板竹筋组胚，形成肋板竹筋桁架，并且肋板竹筋间隔一定距离伸出有肋板内竹筋，肋板内竹筋与面板凹槽位置对应；
步骤四，浇筑胶凝材料，养护，得到肋板；
步骤五，将下面板放置在平台上，并在面板凹槽内灌注环氧树脂；
步骤六，在下面板上与肋板连接处涂刷1mm以下薄层树脂，将肋板内竹筋的一端插入面板凹槽并压紧，依靠环氧树脂与薄层树脂粘接牢靠；
步骤七，将上面板放置在平台上，面板凹槽朝上，并在面板凹槽内灌注环氧树脂；
步骤八，在上面板上与肋板连接处涂刷1mm以下薄层树脂；
步骤九，将此前得到的下面板与肋板翻转，肋板内竹筋的另一端插入上面板的面板凹槽并压紧，依靠环氧树脂与薄层树脂粘接牢靠，空腔结构板制作完成。
插槽式粘接是在预制好面板、肋板基础上，将面板与肋板通过特定构造连接在一起，对于模板要求较低，而且适用于单向、双向肋板空腔板，应用范围广，便于工业化生产。
本发明的竹基复合空腔结构板施工工艺，构件在工厂内批量生产，工艺简单，工业化生产程度高；现场湿作业少，绿色环保；构件重量轻，尺寸规则，运输效率高，现场吊装施工方便，节省工期和施工费用。
构件在生产和使用工程中，无毒无害无刺激性气体产生，使用安全，可加工性好，可低温成型，四季皆可生产，制品工艺简单，易于生产，应用领域广，价格低廉，是一种理想的绿色环保建筑材料，可广泛应用于建筑领域或其他领域。
竹筋复合结构墙板、楼板空腔内可填充岩棉、挤塑板等轻质保温材料，填充材料既可以保温隔热隔声等，又可充当浇筑墙板、楼板的内模，在工厂整体浇筑成型；墙板、楼板也可采用抽芯工序，亦可通过板材粘接成型。空腔墙板、楼板可广泛应用于工业与民用建筑的内、外墙和楼板中。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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