正交釘連接層積木加工裝置及其加工方法與流程
2023-06-06 09:40:16
本發明屬於建築工程技術領域，特別是涉及一種正交釘連接層積木加工裝置及其加工方法。
背景技術：
據統計，建築業消耗了地球上大約50％的能源、42％的水資源、50％的材料和48％的耕地。造成生態失衡，產生了全球24％的空氣汙染、50％的溫室效應、40％的水源汙染和50％的氯氟烴等。綠色建築在我國治理環境汙染、節能減排、調整產業結構方面起著至關重要的作用。過去我國在發展綠色建築方面，只注重鋼結構和混凝土結構而忽略了木結構綠色建築。鋼材、水泥、塑料的不可再生不可持續性已經非常明顯。現在發達國家已經公認木建築以及利用農業廢棄物加工的建材，是建築產業可持續發展的正確方向，然而我國政府部門和社會各界對於新型木建築的廣泛應用還存在著很多誤區。為此，有必要針對木結構綠色建築及其工業化進行系統性的研發，使我國建築產業真正實現全過程的綠色、可循環、可持續。古老而又現代的木結構建築，開始逐漸回到建築業的中心舞臺，主要是木結構建築具有巨大可持續發展等優勢：①綠色：森林每生長一立方米木材，可吸收大氣中的二氧化碳約850公斤；而生產一立方米鋼材排放二氧化碳12噸，一立方米混凝土排放二氧化碳3噸。另外，木結構建築室內空氣中含有大量的芬多精和被稱為空氣維他命的負離子，有益人們身心健康。②節能：木結構房屋的保溫節能性能優於任何其他結構形式，木材的隔熱值比混凝土高16倍，比鋼材高400倍，比鋁材高1600倍。③環保：木材是天然可生長材料，鋼材對水的汙染比木材大120倍。④抗震性能：木結構具有優越的柔韌性、良好的延性和耗能能力。即使強烈的地震使整個建築脫離其基礎，其結構也經常完整無損。木結構韌性大，對於瞬間衝擊荷載和周期性疲勞破壞有很強的抵抗能力，在所有結構中具有最佳的抗震性，這一點在許多大震中已得到充分證明。⑤耐久性：木材是一種穩定、壽命長、耐久性強的材料。我國眾多古代木建築經歷了上千年的風霜雪雨，依然屹立。國外大量木結構住宅已經使用了幾百年，仍發揮著較好的使用功能。⑥耐火性能：經阻燃處理的木結構具有炭化效應，其低傳導性可有效阻止火焰向內蔓延，從而保證整個木結構在很長時間內不受破壞。⑦設計靈活、使用率高：與鋼結構、混凝土結構和砌體結構相比，木結構的連接形式最為多樣，空間布局最為靈活，使用率最高。⑧施工：木結構的施工工期最短，且不受氣候影響，任何時間都可以施工。木結構建築不僅具有巨大可持續發展優勢，且具有巨大工業化優勢：①裝配化率高：混凝土結構很難超過80％，而木結構可達到100％。②標準化、通用化率高：木結構材料單一，標準化、通用化程度比混凝土結構高。③車間自動化水平高：木結構可加工性強，車間構件生產的自動化率遠高於混凝土結構。④加工成本低：木結構構件無需模具、澆築及養護，加工省時、省工、省錢。⑤加工精度高：木結構加工過程均採用工具機程控操作，加工精度高。⑥運輸成本低：木結構不僅質量輕，且外形更規整，無大量的外露鋼筋。⑦裝配速度快：裝配混凝土結構仍需要大量的溼作業，與之相比，木結構施工工期能縮短幾倍。⑧工人要求低：混凝土結構裝配需要大批高素質的專業隊伍，大量精準操作、灌漿與現澆，尤其大量的鋼筋連接，操作難度大。而木結構的安裝操作顯著簡化。⑨大部品總成裝配：由於木結構質量輕，更規整，因此可以採用大部品總成裝配，工業化程度更高。交錯層壓木材(cross-laminatedtimber，簡稱交錯層積木)，又稱交錯層級材，是一種新型木建築材料，採用窯幹的杉木(雲杉/冷杉)指接材經分揀和切割成木方，經正交(90度)疊放後，使用高強度材料膠合成實木板材，可按要求定製面積和厚度；其特點是將橫紋和豎紋交錯排布的規格木材膠合成型，強度可替代混凝土材料，經有關測試表明：以該材料組合成的木建築物抗震性能良好。交錯層積木本質上就具有很強的承重能力，並且不論是在縱向，還是橫向組合應用方面，都可以作為一種重要的承重材料。理論上講，交錯層積木可以用於高達10層木結構建築的結構材料，並且可以作為水泥或鋼材的替代材料。交錯層積木材板的加工步驟與其它的工程實木產品有相似之處。交錯層積木材板是通過將連續垂直背膠層木堆積而成；然後使用較大的水壓或真空壓力機使那些堆積的層木壓成相互緊鎖的木板；在某些情況下需再用計算機數控控制機器對壓制後的木板進行進一步加工以確定其規格大小及成形，使其最後加工成所需的建築構件。該技術在20世紀90年代問世後，因其取材天然且性能優異，一直備受綠色建築行業關注。這種自歐洲引進的新型工程木產品，不僅具有極高的強度且綠色環保，自身具備一定的防火功能，因而，可為木質建築提供靈活的設計方案、有競爭力的成本和優異的結構強度。交錯層積木屬重型木結構，大面積的交錯層壓木材板，可直接切口後，作為建築的外牆、樓板等，適合用於地面以上建築；因該技術具有高效、高速施工的優勢，且對天氣要求低，可極大地提高施工進度。交錯層積木固有極好的耐火性，這與重型木結構的特性相似：一旦發生火災，交錯層積木木板材料表層會以一定的速率緩慢地碳化並且同時能較長時間的維持內部原有的結構強度。因此這種炭化效果也能進一步保證木板的結構強度。在地震頻發的地區，在安全設計過程中考慮的重點是結構體系的抗震能力。交錯層積木作為一種建築材料與其它在建造中使用到的連接件和緊固件一起保證了整體結構具有較強的抗震能力。交錯層壓木材的優勢：取材天然，綠色環保，在整個生命周期內，可大幅減少溫室氣體排放；對施工條件要求低，建造安裝快速，節省工期，從而降低成本；相比傳統建材，其材質輕，對基礎要求不高，有利於加快施工進度且降低成本；交錯層壓木材的木結構建築防火、抗震性能優異，對居住環境無不良影響。然而，交錯層積木膠的使用年限為50年，而大多木結構能使用100餘年，有的能使用數百年甚至上千年，因此採用膠無法保證交錯層積木的超長使用年限需求；另外，一些膠也無法達到環保要求。由於採用膠連接時，需保證木材的表...