专利名称：粉煤灰制的柱状竹质型材的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种粉煤灰制的柱状竹质型材。
背景技术：
柱是在工程结构中主要承受压力、有时也同时承受弯矩的竖向杆件，用以支承梁、 桁架、楼板等。柱是结构中极为重要的部分，其破坏将导致整个结构的损坏与倒坍。由于建筑及路桥施工项目的特点和质量的需要，对所使用的柱所要求的物理力学性能比较高，因此普遍使用木柱。根据建筑结构及质量的要求均是采用优质天然原木来生产的木柱，由于木材具有各向异性的特点，且常带有木节、易产生裂纹和腐朽等缺陷，直接使用时，成品率较低，一些变形弯曲的原木成材率更低，因此常常出现大材小用、优材劣用的现状。另外，现有木柱使用后不能回收利用，且重复使用性能差，浪费严重，耗能费时，不便于推广和应用。此外，世界范围内特别是我国的天然林木资源是有限的，且正在逐渐减少，这与我们对木质材料日益增长的需求形成对比。中国专利20072015M10.9公开了一种用于活动房、玻璃屏风、隔断、灯箱或展示台等连接、搭建的柱状竹质型材以及与该柱状竹质型材连接的法兰、底脚、卡装组件和端盖。柱状竹质型材为截面呈正方形的方形柱，其至少一个侧面设有至少为一条纵向连接槽， 连接槽的两侧边缘具有向内凸出的边沿，在方形柱的内侧侧壁设置四个带有螺纹的连接孔，在方形柱的四角部位设有呈直角的缺角，在直角缺角的根部带有卡槽。通过连接槽和连接孔可以与法兰、底脚、卡装组件和端盖等部件组装成隔断、屏风、灯箱和展示台、活动房等构件。中国专利2008200009 . X公开了一种仿竹铝型材，其包括基体及表层，其中表层为仿竹纹状漆层，表层设有数个竹节；该铝型材呈圆柱状。中国专利200920185725. 7公开了一种铝合金型材及使用该型材的橱柜，属于日常生活用材领域。一种铝合金型材，包括铝合金构成的柱状空心体，所述铝合金构成的柱状空心体内填充实木或合成材料。中国专利200420086413. 8公开了一种构架用钢质型材，柱状体的外表面制有的 3 4个燕尾形凸棱。柱状体内制有矩形截面的加强柱。该实用新型配以具有与燕尾角相同勾角的夹头扣件，就可以实现在同一平面上进行二维或三维“T”形或“十”形节点的连接， 而且可与夹头扣件配合，拆装、微调方便。中国专利201020522365. 8公开了一种铝合金型材的结构，其属于日常生活用材领域，其包括铝合金构成的柱状空心体，该铝合金构成的柱状空心体内填充销或钢珠。上述技术方案的缺点是，仍然无法摆脱对木材、钢材的依赖，导致森林等资源日益减少。
发明内容[0011]针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种利用粉煤灰制备的柱状竹质型材，以代替木质柱状竹质型材的使用。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种利用粉煤灰制备的柱状竹质型材，其为长条状，其横截面为正多边形、长方形(矩形柱)或圆形(圆柱)，也可为工字形、H形、T 形、L形、十字形；按重量计，其包括30% -70%的粉煤灰，20% -60%的竹屑，5% -20%的粘合剂。竹屑中的竹纤维形成板中的骨架，其吸水性差，遇水不容易膨胀，不易腐烂，且容易与粘合剂结合，使制得的柱状竹质型材具有较好的力学性能。上述柱状竹质型材作为木柱型材的替代品，具有类似木材的性质，可锯、可钻、可攻丝，制造成本低廉，且可回收利用。根据本实用新型的一实施方式，柱状竹质型材的横截面为正方形、正六边形或正八边形。根据本实用新型的另一实施方式，柱状竹质型材的外表面上设有多条轴向凹槽， 该凹槽的横截面为矩形或弧形。根据本实用新型的另一实施方式，该柱状竹质型材为一体成型，从而简化制造工艺，降低制造成本，节省制造时间。根据本实用新型的另一实施方式，横截面为正多边形或长方形的柱状竹质型材， 其横截面上的各个角为圆角过渡，以提高其力学性能。根据本实用新型的另一实施方式，该柱状竹质型材为等截面或变截面。根据本实用新型的另一实施方式，柱状竹质型材的表面贴装有三聚氰胺浸渍胶膜纸，该表面贴装具体可将三聚氰胺浸渍胶膜纸热压到柱状竹质型材上，也可将三聚氰胺浸渍胶膜纸直接贴到柱状竹质型材上，从而得到表面为不同颜色或纹理的柱状竹质型材。根据本实用新型的另一实施方式，柱状竹质型材的内部设有一个或多个中空通道，用于减轻型材的重量，节约材料，或用于布置管线槽。优选地，在柱状竹质型材的内部中央设置有一个中空通道。根据本实用新型的另一实施方式，柱状竹质型材的端部设有与其它柱状竹质型材进行连接的连接结构。该连接结构具体可为卡扣连接结构或者公母连接结构。在本实用新型中，粉煤灰可为煤粉炉的粉煤灰或循环流化床锅炉的粉煤灰。其中， 煤粉炉的粉煤灰为玻璃球状；循环流化床锅炉的粉煤灰为海绵絮状，且为多孔结构，孔隙率一般在60% -78%，比表面积较大，具有较强的吸附能力，其对粘合剂具有较强的吸附作用，从而使各原料颗之间能更好地结合，使制得的建筑模板具有更高的强度。因而循环流化床锅炉的粉煤灰更适于用作制造建筑模板的原料，本发明优选为循环流化床锅炉的粉煤灰。在本实用新型中，按重量计，作为原料的粉煤灰包括48 % -52 %的二氧化硅、 6% -7%的氧化钙、20% 的三氧化二铝、5% -7. 2%的三氧化二铁、1.8% -2. 的氧化镁、-1. 25%的三氧化硫。在本实用新型中，所制得的柱状竹质型材的密度为0. 6g/cm3-0. 9g/cm3，其优选为 0. 7g/cm3-0. 86g/cm3。在本实用新型中，所用粘合剂为酚醛树脂或三聚氰胺。在本实用新型中，粉煤灰经过脱碳处理，其含碳量不高于5%，优选为-5%。[0027]在本实用新型中，粉煤灰的粒度为沈0目-360目，竹屑的粒度为20目-100目。本实用新型的柱状竹质型材可通过以下方法制得①按重量计，将30% -70%的粉煤灰、20% -60%的竹屑、5% -20%的粘合剂混合；②搅拌步骤①中所得的混合物；③对步骤②中搅拌后的混合物加热处理；④将步骤③中加热后的混合物放入不同形状的模具内机压成型为不同形状的柱状竹质型材。步骤①中的粉煤灰经过脱碳处理，其含碳量不大于5%，其粒度为沈0目-360目； 竹屑的粒度为20目-100目。另外，根据最终产品规格的需要及生产的具体情况，可以在成型后进行砂光等表面处理。通过上述制备方法，不仅可以利用粉煤灰制造柱状竹质型材，代替木质的柱状竹质型材，从而节省木材的使用；而且可以在模具内一体成型，简化了柱状竹质型材的制造工艺，缩短了制造时间，节省了制造成本。在上述制备方法中，粉煤灰为经过脱碳处理的粉煤灰，该脱碳处理包括如下步骤A、向粉煤灰原料中加入浮选剂和/或捕收剂，形成混合物料；B、在浮选设备中使步骤A中所得的混合物料从浮选设备的上部下落；C、在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤B中落下的混合物料形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；D、收集步骤C中未通过浮选设备之浮选板的颗粒物，即经过脱碳处理的粉煤灰。在脱碳处理中，步骤A中所使用的浮选剂可以为松醇油或碳八芳烃或其它任何类型的浮选剂，所使用的捕收剂可以为轻质柴油或柴油等。实际上，浮选剂和/或捕收剂的添加并不是必要的；根据粉煤灰原料的具体情况，有时也可以不添加任何浮选剂或捕收剂； 但是，为了提高脱碳效率，优选添加少量的浮选剂和/或捕收剂，例如所添加的浮选剂和捕收剂的总量可以为粉煤灰原料总重量的0.1-10%。在脱碳处理中，步骤C中向上吹送的气体为压力高于大气压的气体，优选为表压 1-6个大气压、更优选1-2个大气压的气体。在脱碳处理中，由于粉煤灰的主要成分为碳颗粒及灰分，加入浮选剂和/或捕收剂和/或其它助剂后，粉煤灰中的颗粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的碳颗粒选择性地粘附于气泡，并被携带上升，实现浮选，而可浮性差的灰分则向下沉。特别地，由于向上吹送的气体呈紊流状态，碳颗粒与气泡的接触时间长，接触更加充分，粉煤灰颗粒破碎为碳颗粒和灰分颗粒的几率大大增加，从而使得脱碳效果更好，脱碳
效率更高。在脱碳处理中，浮选设备的浮选板可以为单层或多层，例如，2-5层；其中，步骤D 所收集的经过脱碳处理的粉煤灰，为未通过浮选设备之浮选板、从浮选设备的尾灰出口排出的颗粒物。本实用新型的柱状竹质型材的密度为0. 60g/cm3-0. 90g/cm3,优选为0. 70g/
5cm3-0. 86g/cm3。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果本实用新型利用粉煤灰制备的柱状竹质型材作为木质型材的替代品，具有类似木材的性质，可锯、可钻、可攻丝，但其制造成本低廉，且可回收利用。其原料中的粉煤灰经过脱碳处理，含碳量低，使制得的型材含碳量低，吸水性小，强度高，阻燃性好；竹屑中的竹纤维形成板中的骨架，其吸水性差，遇水不容易膨胀，不易腐烂，且容易与粘合剂结合，使制得的型材具有较好的力学性能。另外，该柱状竹质型材可以在模具内一体成型，简化了柱状竹质型材的制造工艺，缩短了制造时间，节省了制造成本。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型利用粉煤灰制备的实施例1的横截面示意图；图2是本实用新型利用粉煤灰制备的实施例2的横截面示意图；图3是本实用新型利用粉煤灰制备的实施例3的结构示意图；图4是图3沿A-A方向的截面示意图；图5是本实用新型利用粉煤灰制备的实施例4的横截面示意图；图6是本实用新型利用粉煤灰制备的实施例5的横截面示意图。
具体实施方式
实施例1 (等截面圆柱型材)如图1所示，本实施例为等截面圆柱型材，其为长条状，其横截面为圆形。其外表面上设有多条(8条)弧形的轴向凹槽1。该圆柱型材的内部设有多个0个)中空通道4， 用于节省材料、减轻重量，及布置管线槽。另外，该圆柱型材的表面贴装有三聚氰胺浸渍胶膜纸。本实施例利用粉煤灰制造圆柱型材，其所用的粉煤灰为循环流化床锅炉的粉煤灰。在制造型材之前，先对粉煤灰进行脱碳处理，使其含碳量不大于5% (重量)。该脱碳处理包括如下步骤A向粉煤灰原料中加入浮选剂和/或捕收剂，形成混合物料；B在浮选设备中使步骤A中所得的混合物料从浮选设备的上部下落；C在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤B中落下的混合物料形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；D收集步骤C中未通过所述浮选设备之浮选板的颗粒物，即经过脱碳处理的粉煤灰。本实施例利用脱碳处理后的粉煤灰制备圆柱型材的步骤如下①按重量计，将36%脱碳后的粉煤灰、54%的竹屑、10%的三聚氰胺混合；②搅拌步骤①中所得的混合物；③对步骤②中搅拌后的混合物加热处理；④将步骤③中加热后的混合物放入圆柱形模具内机压成型为圆柱型材；⑤表面处理。[0069]其中，步骤①中的粉煤灰的粒度为观0目，竹屑为60目。实施例2 (等截面方柱型材)如图2所示，本实施例为等截面方柱型材，其为长条状，其横截面为正方形。其外表面上设有多条(8条)矩形的轴向凹槽2，其四角为圆角3过渡。该方柱型材的内部设有多个0个)中空通道4，用于节省材料、减轻重量，及布置管线槽。另外，该方柱型材的表面贴装有三聚氰胺浸渍胶膜纸。本实施例是利用脱碳处理后的循环流化床锅炉的粉煤灰制造方柱型材，其脱碳处理的过程与实施例1相同。本实施例利用脱碳处理后的粉煤灰制备方柱型材的步骤如下①按重量计，将45 %脱碳后的粉煤灰、45 %的竹屑、10 %的酚醛树脂混合；②搅拌步骤①中所得的混合物；③对步骤②中搅拌后的混合物加热处理；④将步骤③中加热后的混合物放入方柱形模具内机压成型为方柱型材；⑤表面处理。其中，步骤①中的粉煤灰的粒度为340目，竹屑为80目。实施例3 (变截面正六边形柱状竹质型材)如图3-图4所示，本实施例为变截面正六边形柱状竹质型材，其为长条状，其横截面为正六边形，其上下两端均有两级呈台阶状的截面突变。该柱状竹质型材的内部设有多个(6个)中空通道4，用于节省材料、减轻重量、或布置线缆。另外，该变截面正六边形柱状竹质型材的表面贴装有三聚氰胺浸渍胶膜纸。本实施例的制造方法与实施例1相似，在此不再赘述。实施例4 (等截面圆柱型材)如图5所示，本实施例为等截面圆柱型材，其为长条状，其横截面为圆形。其外表面上设有多条(8条)弧形的轴向凹槽1。该圆柱型材的内部中央设有一个中空通道4，用于节省材料、减轻重量。另外，该圆柱型材的表面贴装有三聚氰胺浸渍胶膜纸。本实施例的制造方法与实施例1相似，在此不再赘述。实施例5 (等截面方柱型材)如图6所示，本实施例为等截面方柱型材，其为长条状，其横截面为正方形。其外表面上设有多条(8条)矩形的轴向凹槽2，其四角为圆角3过渡。该方柱型材的内部中央设有一个中空通道4，用于节省材料、减轻重量。另外，该方柱型材的表面贴装有三聚氰胺浸渍胶膜纸。本实施例的制造方法与实施例1相似，在此不再赘述。虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的改进， 即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的发明范围所涵盖。
权利要求1.一种利用粉煤灰、竹屑、粘合剂制备的柱状竹质型材，其特征在于，其为长条状，其横截面为正多边形、长方形或圆形。
2.如权利要求1所述的柱状竹质型材，其特征在于，其横截面为正方形、正六边形或正八边形。
3.如权利要求1所述的柱状竹质型材，其特征在于，其外表面上设有多条轴向凹槽。
4.如权利要求3所述的柱状竹质型材，其特征在于，所述凹槽的横截面为矩形或弧形。
5.如权利要求1所述的柱状竹质型材，其特征在于，所述横截面为正多边形或长方形的柱状竹质型材，其横截面上的各个为圆角过渡。
6.如权利要求1所述的柱状竹质型材，其特征在于，所述柱状竹质型材为等截面或变截面。
7.如权利要求1所述的柱状竹质型材，其特征在于，所述柱状竹质型材的表面贴装有三聚氰胺浸渍胶膜纸。
8.如权利要求1-7之一所述的柱状竹质型材，其特征在于，所述柱状竹质型材的内部设有一个或多个中空通道。
9.如权利要求1-7之一所述的柱状竹质型材，其特征在于，所述柱状竹质型材的端部设有与其它柱状竹质型材进行连接的连接结构。
10.如权利要求9所述的柱状竹质型材，其特征在于，所述连接结构为卡扣连接结构或者公母连接结构。
专利摘要本实用新型公开了一种粉煤灰制的柱状竹质型材，其为长条状，其横截面为正多边形、长方形或圆形。该柱状竹质型材具有类似木材的性质，可锯、可钻、可攻丝，其制造成本低廉，且可回收利用，可作为木质柱状竹质型材的替代品，能大大节省木材及森林资源。
文档编号C04B18/08GK202248532SQ20112034143
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者许闽清 申请人:福建省龙岩龙能粉煤灰综合利用有限公司