[發(fā)明專利]生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410834875.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN104612325A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李海濤;蘇靖文;張齊生;蔣身學(xué);許斌;李淑恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C3/00
• 分類號(hào): E04C3/00
• 代理公司: 南京君陶專利商標(biāo)代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

1.生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征在于，最外層為復(fù)合竹質(zhì)圓筒或FRP筒（1），最內(nèi)層為空心竹筒（2），空心竹筒（2）在正中央同復(fù)合竹質(zhì)圓筒或FRP筒（1）形成同心圓，生物質(zhì)填充料（3）或者由生物質(zhì)填充料（3）和塑料粉碎料（5）形成的混合料充滿復(fù)合竹質(zhì)圓筒或FRP筒（1）和空心竹筒（2）之間的縫隙；若布置竹片的話，弧狀原生竹片（4）均布在緊鄰復(fù)合竹質(zhì)圓筒或FRP筒（1）的內(nèi)側(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征在于，如果想增強(qiáng)構(gòu)件承載能力，在緊鄰復(fù)合竹質(zhì)圓筒或FRP筒（1）的內(nèi)側(cè)均布弧狀原生竹片（4）。

3.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征在于，所述的生物質(zhì)填充料（3）包括麥稈、稻草、玉米稈、高粱稈、豆稈、辣椒稈、油菜稈、亞麻稈、蘆葦稈或棉稈和/或廢棄的木材及其碎屑。

4.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征在于，所述的生物質(zhì)填充料（3）為農(nóng)作物的葉、稈、莖和/或木質(zhì)材料。

5.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)件，其特征在于，所述的復(fù)合竹質(zhì)圓筒或FRP筒（1）具備足夠的抗拉、抗剪強(qiáng)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(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算確定；FRP圓筒的厚度不小于10mm，復(fù)合竹質(zhì)圓筒的厚度不小于18mm。

6.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征在于，所述的空心竹筒（2）為3-6年生筆直的原竹筒，該原竹筒經(jīng)過干燥，可以炭化。

7.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其特征在于，所述的弧狀原生竹片（4）寬度不小于80mmm。

8.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)件，其特征在于，所述的生物質(zhì)材料（3）或者生物質(zhì)填充料（3）和塑料粉碎料（5）形成的混合料用酚醛膠或者落葉松單寧樹脂膠或者不含甲醛的生態(tài)膠拌合均勻，生物質(zhì)填充料（3）經(jīng)過烘干脫水處理。

9.如權(quán)利要求1的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

第一步，制作復(fù)合竹質(zhì)圓筒；

第二步，挑選3-6年生筆直原生空心竹筒，并將其固定在復(fù)合竹質(zhì)圓筒的中間，原生空心竹筒在中央同復(fù)合竹質(zhì)圓筒或FRP筒（1）形成同心圓；按需布置原竹片，挑選筆直的原竹筒，切割成寬度不小于80mmm，長度依據(jù)構(gòu)件的長度而定的弧狀原竹片，并干燥或炭化；

第三步，將生物質(zhì)原料自然風(fēng)干或烘干，含水率不超過12%，經(jīng)農(nóng)用鍘草機(jī)或錘片式打碎機(jī)或?qū)Ｓ梅鬯闄C(jī)粉碎，然后進(jìn)行碾磨；將生物質(zhì)材料或者生物質(zhì)填充料（3）和塑料粉碎料（5）形成的混合料用酚醛膠或者落葉松單寧樹脂膠或者不含甲醛的生態(tài)膠拌合均勻，填充到復(fù)合竹質(zhì)圓筒或FRP筒和原生空心竹筒之間的空隙里，并振搗密實(shí)，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

第四步，養(yǎng)護(hù)完畢，將兩端裁切整齊，即為所要求的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

10.如權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)材料空心原竹雙壁圓形結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述的第一步制作復(fù)合竹質(zhì)圓筒，包括以下步驟：

①選擇3-6年生的原竹，將原竹軟化平展展開，將展開的平竹片膠合成較寬的竹板，然后將竹板旋切成較薄的竹纖維片層；所述膠使用酚醛膠或者不含甲醛的生態(tài)膠；

或者將選擇好的原竹筒分割成相同寬度和長度的原竹片，去青去黃后進(jìn)行脫水或干燥，含水率不超過12%，然后對(duì)其進(jìn)行涂用酚醛膠，固含量在30%，在溫度150℃和壓力5MPa下，通過壓力機(jī)將其壓制成符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的竹材集成材，將竹材集成板材旋切成較薄的竹纖維片層；

或者將選擇好的原竹筒分割成固定長度和寬度的竹片，去青去黃后經(jīng)齒形輥碾壓后呈橫向不斷裂、縱向較松散的竹篾，竹篾的初含水率10%?~?12%；然后放在自行設(shè)計(jì)的常壓高溫?zé)崽幚硐溥M(jìn)行190℃高溫?zé)崽幚恚又z，竹篾浸膠量為8%?，絕干重量之比),?浸膠后竹篾干燥溫度70℃,?干燥至含水率不超過12%；將竹篾全縱向組胚裝入模具，熱壓采用“熱進(jìn)冷出”工藝,?壓力4.?5MPa,?溫度140℃，通過壓力機(jī)將其壓制成符合建筑設(shè)計(jì)要求的竹材重組材型材，再將竹材重組材型材制作成較寬的竹材重組材板材，將竹材重組板材旋切成較薄的竹纖維片層；

②?按照建筑需要的尺寸選擇圓柱形內(nèi)模具，內(nèi)模具為高分子納米材料制作耐高壓的可充氣氣囊，生產(chǎn)圓筒時(shí)給氣囊充氣形成內(nèi)模具，制作圓筒完畢放氣就可以取出氣囊，十分方便；

③?將薄竹纖維片層按長度方向沿圓柱形內(nèi)模具外徑纏繞形成第一層，該層旋切薄竹片內(nèi)竹纖維的方向垂直于圓柱形內(nèi)模具長度的方向；

④?將薄竹纖維片層按長度方向沿圓柱形內(nèi)模具長度方向纏繞形成第二層，第二層的薄竹片內(nèi)竹纖維方向平行于圓柱形內(nèi)模具長度的方向；

⑤制作第n層，n≥3且為奇數(shù)，該層與第一層相同；

⑥制作第n+1層，n≥3且為奇數(shù)，該層及往后各層與第二層工藝相同，重復(fù)步驟③④，直到復(fù)合竹質(zhì)圓筒達(dá)到所需的厚度不小于18mm；整個(gè)復(fù)合竹質(zhì)圓筒各片層竹纖維長度方向相互垂直。