专利名称：替代中国古建筑材料的一种复合材料与工艺及部分装备的制作方法
替代中国古建筑材料的一种复合材料与工艺及部分装备本发明属于中国古建筑木结构材料技术、墙体与门窗技术与施工技术领域。在本技术发明前，中国古建筑木结构材料与主要装修材料均依赖大量木质材料， 不利于森林绿化保护；不利于防火安全；无法建设大布局高层建筑，无法适应中国古建在 现代建筑技术的空间发展，以及空间多样化、生活化的社会需求；无法实现古建规模化、标 准化建设；施工缓慢，工期超长；综合成本过高；更无法创新发展中国古代传统建筑艺术在 世界建筑领域的推广与普及。本发明主要突破和解决了 1.通过金属结构为主的复合材料以取代传统的中国古建大木材料，在保证不降低 传统大木的承重特点外，提高了承重能力1-3倍；使用寿命超过了传统大木材料；消除了火 灾隐患；提高了防腐与抗震能力；本发明在复合材料生产中外观颜色一次成型，减除了复 杂的油漆工艺，确保了复合材料的外观与木材的质感，以及表面上色后的质感相近，并延长 了维护时间。附图二至附图五2.通过保留吸收传统古建中的榫卯结构，利用铸造与加工技术，实现五金件连接， 使古建施工快捷、方便，节约了传统古建建设期3-10倍，突破了传统古建施工工期过长的 问题。附图二、三、四、八3.通过吸收中国古建传统建造技法和现代标准化技术，在复合材料生产、加工、安 装中，实现了材料、五金件、施工的标准化，利于使用现代技术进行分段质量控制与质量检 验；突破了传统古建建设中无法分阶段进行质量监控的问题，为中国古建筑艺术在世界推 广奠定了技术基础。附图二、三、四、五4.通过新的复合材料创新出新的生产工艺、加工工艺、安装工艺，其中生产工艺 中的配方工艺，大量使用了废弃物为填充剂，包括木屑、秸秆、粉煤灰、废塑料等，降低了材 料成本，扩充了原料适用范围，为大量使用再生资源提供了新的复合材料途径。附图二、三、 四5.通过新工艺流程和二次加工工厂化布局，创新出配套的生产加工机具、设备，以 及安装机具与设备，以适应工业化、标准化生产和现场安装施工。附图七、八、九、十、i^一实施方法与步骤1.通过复合材料挤出工艺完成初级材料断面几何尺寸的成型、定型，其工艺包括 配方工艺、混料工艺O、预热工艺@、挤出工艺 、模具成型工艺@、模具冷却定型 工艺 、再通过牵引拉伸工艺 和切割工艺@完成材料的长度定型，通过化学 稳定性和物理指标，进行产品质量检验工艺@完成最后复合材料出品；其产品类别配置 按古建材料需求标准设置。附图六、图九2.根据用户要求，依据对古建材料尺寸与结构要求，通过二次加工工艺完成对复 合材料的定尺切割,定位钻孔 、定位开槽@、金属连接件装配<§);完成物理检验 @)，包括几何尺寸检验、外观检验；完成包装与运输。附图七、图九
3.通过自制设备@和在现场施工进行吊装，包括立柱、砌体、门窗、连接板、 托架梁、抱头梁、檩梁、三架梁(五架梁)、廊柱，檩条铺设、屋面板铺设等工序，最终完成古 建全部结构建设和部分墙体与门窗的安装。附图八、十、i^一
1.
图1是替代中国古代建筑大木材料与联接工艺的一种复合材料各联接件及生产与 安装工艺
2.图2是复合屋面板与檩条联接图及与梁连接图
3.图3是复合材料梁架、梁柱、廊柱与配套工艺联接件
4.图4是复合梁、柱与复合连板窗(门)大框、窗、窗台板墙体工艺联接图及单体结 构图。
5.图5是专用仿古建复合材料联接件
6.图6是替代中国古建筑材料复合材料生产工艺流程及设备流程图
7.图7是复合梁、柱、连板、门窗材料二次加工装配工艺流程与设备流程图
8.图8是柱、墙体、窗台、大框、联板、梁、檩、屋面板安装
9.图9是金属衬加热输送带与二次加工输送线
10.图10是现场安装设备(立柱车)
11.图11是现场安装设备二(大梁安装模块化组合式升降架车)
权利要求
1.本发明申请保护权利要求如下ι.申请保护图三中展示的③、@、O、 、Θ，④、@、 ，图四展示的⑥、 Θ，⑦、⑧、⑨一种替代中国古代建筑大木材料的复合材料，其复合材料结构由图三中展示 的Α. B. C.组成或A与C或A与B组成，A代表改性聚氯乙烯——简称upvc ；B代表各类填充 剂，包括木粉、秸秆、粉煤灰、轻质碳酸钙、废塑料与废橡胶等；C代表金属衬，包括钢材、铁 材、铝材、铜材等。申请保护的尺寸范围是直径或宽度在6公分至100公分，换算成中国古 代建筑尺寸是2寸至3尺；其中A的厚度尺寸为0. 2毫米-3毫米，C的厚度尺寸为0. 5毫 米-5毫米；申请保护的断面外形包括柱子的断面外形圆状、方状、长方状、八角状、圆弧状 等；梁的断面外形包括方型、倒角方型、圆形；申请保护的外观颜色范围包括深红、紫红、 土红、大红、枣红、本木色、紫檀色、深绿、草绿、墨绿。
2.申请保护的梁柱与檩条配套封盖注塑件包括方型、圆形、多角形见图二展示中的 、(g)，图三展示中的@和图五展示的(B。
3.申请保护图二中展示的①、②、O、图四展示的⑤、@、@替代中国古代建筑中的 檩材、屋面板材、窗台材与门窗材料的复合材料，其复合材料由图二、图四中展示的A. B组 成，A代表改性聚氯乙烯——简称upvc ；B代表填充剂，包括木粉、秸秆、粉煤灰、轻质碳酸 钙、废塑料与废橡胶等。申请保护的尺寸范围是屋面板厚度为1公分至3公分，其中A的 厚度为0. 1毫米至2毫米，屋面板的宽度为6公分至30公分，长度为3米至6米；檩条的厚 度或直径为3公分至6公分，其中A的厚度为0. 1至2毫米，檩条的宽度为3公分至10公 分，长度为1米至3米；窗台板或过木的厚度为3公分至10公分，其中A的厚度为0. 1毫米 至3毫米，窗台板的宽度为15公分至30公分，长度为1米至6米。申请保护的断面外形包 括圆形、方型、长方形。申请保护的颜色范围包括深红、紫红、土红、大红、枣红、本木色、 紫檀色、深绿、草绿、墨绿。
4.申请保护图四中展示的由窗(门)大框、窗框、窗扇、窗台板、砌体组成的与上述1、2 相同复合材料的组合工艺，以及断面形式。
5.申请保护图三中的@、@，图五中的@、@、⑩连接复合建材的金属连接件，包括结构形式、部分几何形状，几何形状包括圆柱状、矩形、方型、十字状、T型、米字 状。
6.申请保护组成上述复合材料的填充配方工艺配方，配方工艺包括35%的废弃塑 料、32 %的秸秆粉或木粉，30 %的粉煤灰或轻质碳酸钙和3 %的石蜡。
7.申请保护图六、图九显示的@在复合材料生产中使用的自制自动化设备——金属 材料预加热箱的原理与方法 ，即一种带燃烧喷嘴的加热箱，原理是通过对金属材料均 勻预加热，使其达到与塑化材料同等的加热温度；方法是在保温辖箱内设置燃气喷嘴，在 自动输送带下通过喷嘴加热。
8.申请保护在图七、图九显示的(§)在复合材料二次加工中自行设计的自动化流水线 的尺寸范围长15米——30米，宽5米——14. 4米，高80厘米——110厘米；两条自动化 输送带的间距为1米——2米；中间加工区的间距为3米到8米。
9.申请保护在图八、图十、显示的在复合材料组装施工现场使用的改装后的专用吊装车@，包括@)、@、@、@组成的结构。其中包含两个弧度不同的铲面组成的液压抓 斗@)、 、 、180度旋转头，该转头由定位盘 和水平移动液压缸组组成@)， 包含@>、 、θ ;前端弯曲的吊装臂@、⑤。
10.保护图八、图十一的一种三阶梯组合式模块化升降车@，包括升降车(§)与升降合 @、@组成的结构形式。
全文摘要
本发明通过复合材料技术解决了中国古建筑领域中木结构使用大量木材料、防火安全、难以工厂化生产与标准化，以及施工周长的问题。该材料技术主要通过复合挤出技术、工厂化二次加工技术和现场装配技术实现。
文档编号E04C2/02GK102080425SQ200910191658
公开日2011年6月1日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者张晓南 申请人:张晓南, 曾茗