用于结构应用的竹复合材料及制造竹复合材料的方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及用于结构应用的竹复合材料及制造竹复合材料的方法，包括但不限于用作混凝土元件内的加筋系统的竹复合材料。
【背景技术】
[0002]US 7，939，156公开了复合材料混凝土 /竹结构。该结构包括由已干燥的竹段形成的层。这些段基本上不存在外节部、外皮和内膜物质。在每个层中的段的纵轴布置为大体彼此平行且还布置在模具内以围绕已固化的混凝土芯的表面。整个结构被加热、压缩并结合在一起，使得竹层围绕混凝土芯固化以形成单个完整的复合材料混凝土/竹结构。
[0003]US 2010/0178451公开了用于生产竹板及产品的方法。每个细长的竹条通过供应经过滚压机而被挤压使得形成凸起-凹槽交错的带，而且这些带连续连接至紧邻的带。
[0004]US 2011/0045243 Al公开了通过向竹与软木或其他木质纤维素或再生材料的交互层添加粘合剂而提供的工程木制品。木制品可以具有不同的外观，其中通过施加于产品的着色剂以及竖直或水平切割而获得不同的外观。
[0005]竹类植物是世界上生长最快的自然资源之一。属于禾本科，竹比林木生长得快的多。其通常是可大量获得的且容易获得。
[0006]本发明的实施方式力图提供用于结构应用的可替代的竹复合材料及制造竹复合材料的方法。
【发明内容】
[0007]根据本发明的第一方面，提供一种制造用于结构应用的复合材料的方法，该方法包括以下步骤:提供竹杆；从竹杆分离薄片或薄板，使得薄片或薄板具有沿着竹杆的纤维方向的纵轴；沿着薄片或薄板的纵轴将薄片或薄板的单独的纤维束彼此至少部分地拆开；将胶施加于薄片或薄板；以及固化已胶合的薄片或薄板。
[0008]根据本发明的第二方面，提供一种用于结构应用的复合材料，该复合材料包括:竹纤维束的薄片或薄板，薄片或薄板具有沿着纤维束的纤维方向的纵轴；以及已固化的胶，施加于薄片或薄板；其中已固化的胶填充沿着薄片或薄板的纵轴的、薄片或薄板的至少部分分离的相邻纤维束之间的间隙。
【附图说明】
[0009]通过以下仅以示例的方式并结合附图所写的说明，本发明的实施方式将被更好地理解并对本领域的普通技术人员而言显而易见，在附图中:
[0010]图1示出了根据示例性实施方式的加筋混凝土元件的剖视图，
[0011 ] 图2示出了图1的加筋混凝土元件的透视图，
[0012]图3示出了根据示例性实施方式的、用于图1的加筋混凝土元件的、竹复合材料加筋组件的部分布置的透视图，
[0013]图4示出了根据示例性实施方式的、用于图1的加筋混凝土元件的、竹复合材料加筋组件的布置的透视图，
[0014]图5示出了根据示例性实施方式的、用于图1的加筋混凝土元件的、单个加筋竹复合材料杆的透视图，
[0015]图6示出了根据示例性实施方式的、图1的加筋混凝土元件的制造过程，
[0016]图7示出了根据示例性实施方式的、在预应力加筋混凝土元件中竹复合材料加筋棒的可能的使用，
[0017]图8示出了根据示例性实施方式的、包括丢掉的模板和加筋组件的加筋混凝土壁元件的透视图，
[0018]图9示出了根据示例性实施方式的、制造如图8所示的加筋混凝土壁元件的步骤，
[0019]图10示出了根据示例性实施方式的、制造如图8所示的加筋混凝土壁元件的另一步骤，
[0020]图11示出了根据示例性实施方式的、制造如图8所示的加筋混凝土壁元件的进一步的步骤，
[0021]图12示出了根据示例性实施方式的、制造如图8所示的加筋混凝土壁元件的另一步骤，
[0022]图13示出了根据示例性实施方式的、不具有用于结构混凝土应用中的组群加筋系统的凹槽或压痕的笔直竹复合材料组件，
[0023]图14示出了根据示例性实施方式的、具有包括图13的笔直竹复合材料组件的组群加筋系统的加筋混凝土应用
[0024]图15示出了根据示例性实施方式的、具有用于结构混凝土应用中的组群加筋系统的压痕凹槽的笔直竹复合材料组件，
[0025]图16示出了根据示例性实施方式的、具有包括图15的笔直竹复合材料组件的组群加筋系统的加筋混凝土应用
[0026]图17示出了根据示例性实施方式的、具有光滑表面结构的U形竹复合材料组件，该U形竹复合材料组件用于结构应用中的组群加筋系统，
[0027]图18示出了根据示例性实施方式的、具有包括图17的U形竹复合材料组件的组群加筋系统的加筋混凝土应用
[0028]图19示出了根据示例性实施方式的、具有光滑表面结构的L形竹复合材料组件，该L形竹复合材料组件用于结构应用中的组群加筋系统，
[0029]图20示出了根据示例性实施方式的、结构应用中的、具有包括图19的L形竹复合材料组件的组群加筋系统的加筋混凝土应用。
[0030]图21示出了说明根据示例性实施方式的、制造用于结构应用的复合材料的方法的流程图。
[0031]图22示出了根据示例性实施方式的、用于挤压薄片或薄板的滚压机。
[0032]图23是说明根据示例性实施方式的竹薄片或薄板的截面图的示意图。
[0033]图24是说明根据示例性实施方式的竹薄片或薄板的俯视图的示意图。
[0034]图25是说明根据示例性实施方式的用于镶板技术的刨削机的示意图。
[0035]图26是说明根据示例性实施方式的用于镶板技术的镶板机的示意图。
【具体实施方式】
[0036]所描述的示例性实施方式提供用于结构应用的竹复合材料及制造竹复合材料的方法，包括但不限于用作混凝土元件内的加筋系统的竹复合材料。其他结构应用包括将竹材料用作单独的结构材料用于例如建筑业、汽车和航天工业或产品设计。
[0037]在以下描述中，提供细节以进一步解释可能的应用的实施方式。然而，对本领域的技术人员而言应该显而易见的是，可以在不存在这样的细节的情况下实施这些实施方式。
[0038]在图中所示的实施方式的一些部分具有相似的部分。相似的部分具有相同的名称或相似的部件编号，而该相似的部件编号具有基本符号或具有字母符号。在适当的情况下，通过参考其他相似的部分，也适用对这样相似的部分的描述，从而在不限制本公开的情况下减少文本的重复。
[0039]图1和2示出了加筋混凝土元件10的示例性实施方式，加筋混凝土元件10包括多个竹复合材料加筋组件11和围绕竹复合材料加筋组件11的已固化的混凝土混合料12。将认识到的是，加筋混凝土元件10作为一个整体可以称为竹复合材料，至少包括竹、施加于竹的胶以及混凝土。还将认识到的是，复合材料加筋组件11可以单独地称为竹复合材料，至少包括竹和施加于竹的胶。
[0040]加筋混凝土元件10可以以任何形式、形状、尺寸、长度、厚度或高度出现。
[0041]竹复合材料组件11用作用于结构应用的加筋系统，在本文中用作加筋混凝土中的加筋系统，并且竹复合材料组件11包括一个或多个竹复合材料杆13和一个或多个相应的竹复合材料连接件14。在本文中连接件14也称为间隔件。应注意的是，在不同实施方式中间隔件可以由除竹之外的其他材料制成。例如，间隔件可以由钢、塑料等制成。间隔件14主要将竹复合材料杆13保持在适当的位置并用作箍筋加筋件。
[0042]每个竹复合材料杆13用作用于加筋混凝土元件10的加筋系统。如图3中所看到的，竹复合材料杆13具有大体细长矩形块的形状，具有多个凹槽或压痕15，而凹槽或压痕15沿着竹复合材料杆13的纵轴的方向设置。竹复合材料杆13的纵轴平行于竹复合材料杆13中的纤维方向。
[0043]每个竹复合材料连接件14具有细长矩形块的形状，具有相应的槽16以提供与竹复合材料杆13的牢固配合。
[0044]上述压痕15和上述槽16定尺寸为使得优选地需要一定量的压力以克服用于将每个压痕15放入其对应的槽16中的摩擦力。在本实施方式中该摩擦力的布局使加筋杆13固定至竹复合材料连接件14。
[0045]在不同的实施方式中，将竹复合材料加筋组件11布置为或结合为用作用于结构混凝土应用的加筋系统的不同方式是可能的。竹复合材料连接件14还可以给予不同的形式和形状以用作箍筋加筋件。此处所示的应用示例还可以包括图13-20中所示的竹复合材料组群加筋组件的教导。