一種竹質(zhì)增強frp生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，屬于土木工程技術(shù)與材料科學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國盛產(chǎn)竹子，且擁有量和品質(zhì)均居世界首位，竹子可再生、可降解，一般3-5年即可成材，竹材的抗拉強度約為木材的2倍，抗壓強度約為木材的1.5倍，竹材的比強度高于普通木材、結(jié)構(gòu)用鋼材、鋁合金、混凝土等，竹材具有較好的彈性和韌性，變形能力強，以竹材及其與其他材料組成的復(fù)合材料代替混凝土、鋼材或粘土磚等建造房屋，符合“十二五”規(guī)劃部署的重大任務(wù)一一 “綠色發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的根本要求，也符合《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006— 2020年)》確定的節(jié)能降耗、開發(fā)利用農(nóng)林生物質(zhì)資源的重點領(lǐng)域及優(yōu)先主題。
[0003]我國生物質(zhì)資源豐富，植物種類繁多。人類生活水平的提高和多樣化帶來了很多塑料制品垃圾，這些塑料廢棄物難降解，給環(huán)境帶來壓力。
[0004]現(xiàn)有的建筑構(gòu)件多采用礦產(chǎn)資源或者采用木材。礦產(chǎn)資源有限，木材資源同樣也有限，而該種材料將生物質(zhì)材料和廢棄的塑料生活垃圾充分利用起來形成新的建材，對節(jié)省礦產(chǎn)資源，保護(hù)森林，保護(hù)環(huán)境意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型提出的是一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其目的旨在結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品FRP將日常生活塑料廢品及我國蘊藏量豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源應(yīng)用到土木建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，達(dá)到節(jié)省礦產(chǎn)資源，保護(hù)森林，保護(hù)環(huán)境的目的。
[0006]本實用新型的技術(shù)解決方案:一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其特征在于，最外層的是FRP圓筒(1)，最內(nèi)層的是空心原生竹筒(2)，所述空心原生竹筒(2)位于截面中央，空心原生竹筒(2)同F(xiàn)RP圓筒(I)形成同心圓，弧狀原生竹片(5)均布在FRP圓筒(I)的內(nèi)側(cè)，由生物質(zhì)填充料(3)和塑料粉碎料(4)形成的混合料充滿FRP圓筒(I)和空心原生竹筒(2)之間的縫隙。所述的空心原生竹筒(2)除了能形成空心減輕自重外，也是重要的受力組成部分。
[0007]本實用新型的優(yōu)點:選材廣泛，制作方便，該種建筑構(gòu)件具有自重輕、剛度大、延性好、自恢復(fù)能力強、經(jīng)濟性能好、抗震性能優(yōu)越等優(yōu)點，并且施工工序簡單，可應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的受壓或受彎構(gòu)件，對緩解我國木材、耕地、煤炭等資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化的壓力具有重要意義。
【附圖說明】
[0008]附圖1是一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖中的I是FRP圓筒、2是空心原生竹筒、3是生物質(zhì)材料、4塑料粉碎料、5是原生竹片。
【具體實施方式】
[0010]對照附圖1，一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其結(jié)構(gòu)在于，最外層的是FRP圓筒(1)，最內(nèi)層的是空心原生竹筒(2)，所述空心原生竹筒(2)位于截面中央，空心原生竹筒(2)同F(xiàn)RP圓筒(I)形成同心圓，弧狀原生竹片(5)均布在FRP圓筒(I)的內(nèi)側(cè)，由生物質(zhì)填充料(3 )和塑料粉碎料(4 )形成的混合料充滿FRP圓筒(I)和空心原生竹筒(2)之間的縫隙。所述的空心原生竹筒(2)除了能形成空心減輕自重外，也是重要的受力組成部分。
[0011]所述生物質(zhì)填充料(3)包括麥桿、稻草、玉米桿、高粱桿、豆桿、辣椒桿、油菜桿、亞麻桿、蘆葦桿或棉桿，也包括廢棄的木材及其碎肩木質(zhì)材料。
[0012]所述生物質(zhì)填充料(3)是農(nóng)作物的葉、桿、莖和/或木質(zhì)材料，可以涉及到所有生物質(zhì)材料。
[0013]所述FRP圓筒(I)具備足夠的抗拉抗剪強度，具體的量值與其分擔(dān)的外界荷載產(chǎn)生的應(yīng)力有關(guān)，要由實際結(jié)構(gòu)設(shè)計計算確定，厚度不小于10mm。
[0014]所述空心原生竹筒(2)為3-6年生的原竹筒，原竹筒筆直；所述的原生竹片為寬度(不小于70_)的弧狀原生竹片；原竹筒和原生竹片均需干燥或可以炭化；空心原生竹筒
(2)具備的受壓受拉和抗剪，具體的量值與其分擔(dān)的外界荷載產(chǎn)生的應(yīng)力有關(guān)，要由實際結(jié)構(gòu)設(shè)計計算確定。
[0015]所述的生物質(zhì)填充料(3)和塑料粉碎料(4)形成的混合料由生物質(zhì)材料與塑料粉碎料通過膠黏劑(酚醛膠或者落葉松單寧樹脂膠或不含甲醛的生態(tài)膠)均勻混合而成。
[0016]所述的塑料粉碎料(4)為工業(yè)或日常生活的塑料瓶罐粉碎的碎料，碎料規(guī)格:長度20mm-40mm、寬度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;塑料粉碎料表面無粉塵和油污。
[0017]其制備方法，包括以下步驟:
[0018]第一步，選擇符合建筑設(shè)計承載力要求的FRP圓筒及較為筆直的原竹筒，將部分原竹筒劈裂為寬度較寬的長竹片(寬度不小于70mm);原竹筒和原竹片均需烘干脫水；
[0019]第二步，將挑選的原生空心竹筒固定在FRP圓筒的中間，可在正中央同F(xiàn)RP圓筒I形成同心圓；將原生長竹片均勻固定在緊鄰FRP圓筒I的內(nèi)側(cè)；
[0020]第三步，工業(yè)或日常生活的塑料瓶瓶罐罐等粉碎碎料。碎料規(guī)格:長度20mm-40mm、寬度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;清理干凈表層，干燥；
[0021]第四步，將生物質(zhì)原料自然風(fēng)干或烘干(含水率不超過12%)后，經(jīng)農(nóng)用鍘草機或錘片式打碎機或?qū)Ｓ梅鬯闄C粉碎，然后進(jìn)行碾磨；
[0022]第五步，將塑料粉碎料和生物質(zhì)材料用膠(酚醛膠或者落葉松單寧樹脂膠或不含甲醛的生態(tài)膠)拌合均勻，填充到FRP圓筒和原竹筒之間的空隙里，并振搗密實，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；
[0023]第六步，養(yǎng)護(hù)完畢，將兩端裁切整齊，即為所要求的圓形建筑構(gòu)件。
[0024]FRP圓筒I必須具備足夠的抗拉抗剪強度，具體的量值與其分擔(dān)的外界荷載產(chǎn)生的應(yīng)力有關(guān)，要由實際結(jié)構(gòu)設(shè)計計算確定，厚度不小于10_。所述的空心原生竹筒除了能形成空心減輕自重外，也是重要的受力組成部分?？招闹裢?為3-6年生的原竹筒，要求原竹筒筆直。竹片為寬度較寬的原生竹片(寬度不小于70_);原竹筒和原竹片均需干燥，可以炭化，也可以不炭化?？招闹裢?除了形成空心減輕自重外，還是重要的受力材料，需具備足夠的受壓受拉和抗剪能力。
[0025]生物基質(zhì)塑料粉碎料由生物質(zhì)材料與塑料粉碎料通過膠黏劑均勻混合而成。
[0026]生物質(zhì)填充料3包括麥桿、稻草、玉米桿、高粱桿、豆桿、辣椒桿、油菜桿、亞麻桿、蘆葦桿、棉桿等，可以涉及到所有植物、農(nóng)作物的葉、桿、莖等，當(dāng)然也包括廢棄的木材及其碎肩等所有木質(zhì)材料；可以涉及到所有植物、農(nóng)作物的葉、桿、莖等，當(dāng)然也包括廢棄的竹材、木材及其碎肩等所有木質(zhì)材料。所有這些生物質(zhì)材料均需經(jīng)過烘干脫水處理。
[0027]塑料粉碎料4由工業(yè)或日常生活的塑料瓶瓶罐罐等粉碎碎料。碎料規(guī)格:長度20mm-40mm、寬度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;塑料粉碎料表面不能有粉塵和油污，以提高其同生物質(zhì)材料的粘結(jié)力。
[0028]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其特征在于，最外層的是FRP圓筒(1)，最內(nèi)層的是空心原生竹筒(2)，所述空心原生竹筒(2)位于截面中央，空心原生竹筒(2)同F(xiàn)RP圓筒(I)形成同心圓，F(xiàn)RP圓筒(I)的內(nèi)側(cè)是弧狀原生竹片(5)，F(xiàn)RP圓筒(I)和空心原生竹筒(2)之間的縫隙內(nèi)是由生物質(zhì)填充料(3)和塑料粉碎料(4)形成的混合料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其特征是所述的生物質(zhì)填充料(3)包括麥桿、稻草、玉米桿、高粱桿、豆桿、辣椒桿、油菜桿、亞麻桿、蘆葦桿或棉桿，也包括廢棄的木材及其碎肩木質(zhì)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其特征是所述生物質(zhì)填充料(3)是農(nóng)作物的葉、桿、莖和/或木質(zhì)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其特征是所述FRP圓筒(I)厚度不小于1mm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其特征是所述的空心原生竹筒(2)除了能形成空心減輕自重外，也是重要的受力組成部分； 空心原生竹筒(2)為3-6年生的原竹筒，原竹筒筆直；所述的原生竹片為寬度不小于70mm ;原竹筒和原生竹片均需干燥或炭化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其特征是所述的生物質(zhì)填充料(3)和塑料粉碎料(4)形成的混合料由生物質(zhì)材料與塑料粉碎料通過膠黏劑酚醛膠或者落葉松單寧樹脂膠或不含甲醛的生態(tài)膠均勻混合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其特征是所述的塑料粉碎料(4)為工業(yè)或日常生活的塑料瓶罐粉碎的碎料，碎料規(guī)格:長度20mm-40mm、寬度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;塑料粉碎料表面無粉塵和油污。
【專利摘要】本實用新型是一種竹質(zhì)增強FRP生物基質(zhì)塑料空心原竹圓形梁或柱，其結(jié)構(gòu)是空心竹筒位于截面中間部分同F(xiàn)RP圓筒形成同心圓，原生竹片均布在緊鄰FRP圓筒的內(nèi)側(cè)，由生物質(zhì)填充料和塑料粉碎料形成的混合料充滿在FRP圓筒和空心竹筒之間的縫隙，共同形成一種復(fù)合材料構(gòu)件。空心竹筒除了形成空心減輕自重外，還是重要的受力材料，需具備足夠的受壓受拉和抗剪能力。優(yōu)點：充分利用了4類材料的特點，將日常生活塑料廢品及我國蘊藏量豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源應(yīng)用到土木建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。該種建筑構(gòu)件具有自重輕、剛度大、延性好、自恢復(fù)能力強、經(jīng)濟性能好、抗震性能優(yōu)越等優(yōu)點，并且施工工序簡單，可應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的受壓或受彎構(gòu)件。
【IPC分類】E04C3-12, E04C3-36
【公開號】CN204418511
【申請?zhí)枴緾N201420851242
【發(fā)明人】李海濤, 吳剛, 蘇靖文, 張文華, 姜旭, 李淑恒
【申請人】南京林業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年12月30日