本发明涉及建筑结构工程用模板技术领域，尤其是涉及一种刚性模板材料及其制备方法、应用和应用其的主梁、次梁、竖向结构模板。
背景技术：
如今，高层建筑在我国得到了迅速的发展。模板作为高层建筑施工工艺不可缺少的一部分，起着不可替代的作用。在钢筋混凝土结构工程中，竖向结构模板工程一般采用定型组合模板或者散支散拼工艺进行施工。散支散拼工艺比较灵活，可有效解决各种非标异构的结构施工。而散支散拼模板工艺各种材质的主次梁也相继出现，应用于工程中均体现出了各自的优越性，但是同时也存在诸多弊端。竖向结构模板中钢模板自重较大、耗钢量较高(相关数据统计表明可达每平方米110kg)、对接过程的接缝缺陷以及模板安装拆卸困难等弊端一直存在，导致装拆工作量较大，且在吊装过程中受风力影响而使得安全程度相对降低，有时还会影响到施工进度。不仅需要较大的一次性投资，而且由于模板面积较大，对于堆场的要求也相应较高。木质模板则由于其整体刚度较小，严重影响混凝土的成型质量，另外其周转次数少，加大了摊销费用，也造成了大量木材资源的浪费，对环境污染严重。
因此，开发一种既满足模板刚性需求，又避免浪费资源，且安装拆卸方便、安全程度较高的竖向结构模板尤为重要。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一个目的在于提供一种刚性模板材料，该刚性模板材料的弹性模量接近钢材，密度却远远小于钢材，具有较高的整体刚度和韧性，同时具有低密度的特点，能够满足竖向结构模板的装配要求。
本发明的第二个目的在于提供上述刚性模板材料的制备方法，该方法工艺简单，操作方便，能够节约大量的人力和物力，有效提高生产效率，且制备得到的刚性模板材料具有高刚性、高韧性和低密度的优点。
本发明的第三个目的在于提供一种主梁，以缓解现有技术中存在的钢制主梁自重大、安装拆卸困难且安全性较低，木制主梁刚度较小、周转次数少、易造成资源浪费的技术问题。
本发明的第四个目的在于提供一种次梁，以缓解现有技术中存在的钢制次梁自重大、安装拆卸困难且安全性较低，木制次梁刚度较小、周转次数少、易造成资源浪费的技术问题。
本发明的第五个目的在于提供一种竖向结构模板，以缓解现有技术中存在的竖向结构模板重量大、成本高、安装拆卸困难且安全性较低或整体刚度不足、周转次数少、施工质量达不到预期目的的技术问题。
本发明提供了一种刚性模板材料，所述刚性模板材料包括：竹材纤维、藤纤维和胶黏剂。
进一步地，所述刚性模板材料包括：竹材纤维40-90份、藤纤维5-35份和胶黏剂5-25份；
优选地，所述刚性模板材料包括：竹材纤维50-80份、藤纤维10-30份和胶黏剂10-20份；
优选地，所述刚性模板材料包括：竹材纤维60-70份、藤纤维15-25份和胶黏剂12-18份；
优选地，所述胶黏剂为热熔型胶黏剂。
本发明还提供了上述的刚性模板材料的制备方法，所述制备方法包括：
取配方量的各原料混合均匀进行热压处理，制备得到所述刚性模板材料。
进一步地，所述原料中竹材纤维和藤纤维的含水率为5％-15％，优选为8％-12％，更优选为10％。
进一步地，所述热压处理的压力为600-1000吨，优选为700-900吨，更优选为750-850吨；和/或，
所述热压处理的温度为180-260℃，优选为200-240℃，更优选为210-230℃；和/或，
所述热压处理的时间为10-50min，优选为20-40min，更优选为25-35min。
本发明还提供了述的刚性模板材料或采用上述的刚性模板材料的制备方法制备得到的刚性模板材料在制备主梁和/或次梁中的应用。
本发明还提供了一种主梁，包括上述的刚性模板材料或采用上述的刚性模板材料的制备方法制备得到的刚性模板材料。
本发明还提供了一种次梁，包括上述的刚性模板材料或采用上述的刚性模板材料的制备方法制备得到的刚性模板材料。
另外，本发明还提供了一种竖向结构模板，包括面板、连接件、上述的主梁和上述的次梁。
进一步地，所述面板与次梁通过木螺钉连接，所述主梁与次梁通过锁扣连接。
本发明提供的刚性模板材料，包括竹材纤维、藤纤维和热熔胶。其中，竹材纤维是一种纤维增强复合材料，包括作为增强作用的维管束和作为基体的薄壁细胞，这些维管束有很强的机械性能。本发明选择竹材纤维作为原料，利用其具有质轻而坚韧的特性，使得本发明提供的刚性模板材料具有较高的整体刚度和韧性，同时具有低密度的特点。同时，藤纤维具有细长柔韧的特性，较一般植物纤维耐受力强、不易磨损、使用寿命长。本发明选择竹材纤维和藤纤维作为原料配合使用制备刚性模板材料，通过竹材纤维和藤纤维相互交缠的立体结构，可以有效改善刚性模板材料的机械性能，使刚性模板材料兼具韧性与整体刚度，同时具有低密度的特点，此外，还具有降低成本、绿色环保环保等优点，能够满足竖向结构模板的装配要求。
本发明提供的刚性模板材料的制备方法，包括取配方量的各原料混合均匀进行热压处理。该方法工艺简单，操作方便，能够节约大量的人力和物力，有效提高生产效率，且制备得到的刚性模板材料具有高刚性、高韧性和低密度的优点。
本发明提供的主梁及次梁，包括本发明提供的刚性模板材料或采用本发明提供的刚性模板材料的制备方法制备得到的刚性模板材料。本发明提供的主梁及次梁的刚度较大，弹性模量接近钢材，且自重较小，安装拆卸方便，安全性高，此外，还具有较多的周转次数，降低了成本。
本发明提供的竖向结构模板，包括本发明提供的主梁和次梁，其具有与主梁及次梁相同的有益效果，安拆便捷、简单实用、经济实惠，又有较高的推广价值。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种刚性模板材料，包括：竹材纤维、藤纤维和胶黏剂。
其中，竹材纤维是一种纤维增强复合材料，包括作为增强作用的维管束和作为基体的薄壁细胞，这些维管束有很强的机械性能。对竹材纤维的种类不做限定，例如可以为，但不限于竹浆纤维、竹炭纤维或竹原纤维。本发明选择竹材纤维作为原料，利用其具有质轻而坚韧的特性，使得本发明提供的刚性模板材料具有较高的整体刚度和韧性，同时具有低密度的特点。同时，藤纤维具有细长柔韧的特性，较一般植物纤维耐受力强、不易磨损、使用寿命长。对藤纤维的种类不做限定，例如可以为，但不限于土厘藤、红藤、白藤或黄藤。本发明选择竹材纤维和藤纤维作为原料配合使用制备刚性模板材料，通过竹材纤维和藤纤维相互交缠的立体结构，可以有效改善刚性模板材料的机械性能，使刚性模板材料兼具韧性与整体刚度，同时具有低密度的特点，此外，还具有降低成本、绿色环保环保等优点，能够满足竖向结构模板的装配要求。
在一个优选的实施方式中，刚性模板材料包括：竹材纤维40-90份、藤纤维5-35份和胶黏剂5-25份。其中，竹材纤维例如可以为，但不限于40份、50份、60份、70份、80份或90份，藤纤维例如可以为，但不限于5份、10份、15份、20份、25份、30份或35份，胶黏剂例如可以为，但不限于5份、10份、15份、20份或25份。当竹材纤维、藤纤维和胶黏剂的用量在上述范围内时，所得刚性模板材料具有刚度高、韧性大、密度低的特点。
优选地，刚性模板材料包括：竹材纤维50-80份、藤纤维10-30份和胶黏剂10-20份。当竹材纤维、藤纤维和胶黏剂的用量在上述优选范围内时，所得刚性模板材料刚度更高、韧性更大，同时兼具密度低的特点。
优选地，刚性模板材料包括：竹材纤维60-70份、藤纤维15-25份和胶黏剂12-18份。当竹材纤维、藤纤维和胶黏剂的用量在上述优选范围内时，所得刚性模板材料刚度更高、韧性更大，同时兼具密度低的特点。
优选地，所述胶黏剂为热熔型胶黏剂，例如可以为，但不限于聚酰胺(pa)、聚酯(pes)、聚乙烯(lope和hdpe)和聚酯酰胺(pea)等。优选为热熔型胶颗粒。
本发明还提供了上述的刚性模板材料的制备方法，包括：
取配方量的各原料混合均匀进行热压处理，制备得到刚性模板材料。
该方法工艺简单，操作方便，能够节约大量的人力和物力，有效提高生产效率，且制备得到的刚性模板材料具有高刚性、高韧性和低密度的优点。
在一个优选的实施方式中，原料中竹材纤维和藤纤维的含水率为5％-15％，例如可以为，但不限于5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％，优选为8％-12％，更优选为10％。当竹材纤维和藤纤维的含水率在上述优选范围内时，制备得到的刚性模板材料刚度更高、韧性更大，同时兼具密度低的特点。
在一个优选的实施方式中，热压处理的压力为600-1000吨，例如可以为，但不限于600吨、700吨、800吨、900吨或1000吨，优选为700-900吨，更优选为750-850吨。当热压处理的压力在上述优选范围内时，制备得到的刚性模板材料刚度更高、韧性更大，同时兼具密度低的特点。
在一个优选的实施方式中，热压处理的温度为180-260℃，例如可以为，但不限于180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃或260℃，优选为200-240℃，更优选为210-230℃。当热压处理的温度在上述优选范围内时，制备得到的刚性模板材料刚度更高、韧性更大，同时兼具密度低的特点。
在一个优选的实施方式中，热压处理的时间为10-50min，例如可以为，但不限于10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min或50min，优选为20-40min，更优选为25-35min。当热压处理的时间在上述优选范围内时，制备得到的刚性模板材料刚度更高、韧性更大，同时兼具密度低的特点。
本发明还提供了上述的刚性模板材料或采用上述的刚性模板材料的制备方法制备得到的刚性模板材料在制备主梁和/或次梁中的应用。
本发明还提供了一种主梁，包括上述的刚性模板材料或采用上述的刚性模板材料的制备方法制备得到的刚性模板材料。
本发明还提供了一种次梁，包括上述的刚性模板材料或采用上述的刚性模板材料的制备方法制备得到的刚性模板材料。
本发明提供的主梁及次梁的刚度较大，弹性模量接近钢材，且自重较小，安装拆卸方便，安全性高，此外，还具有较多的周转次数，降低了成本。
将本发明提供的主梁和次梁任意组合拼装，可分别满足墙模板、柱模板、梁模板、顶板模板的施工要求，具有适用性广的优点。
另外，本发明还提供了一种竖向结构模板，包括面板、连接件、上述的主梁和次梁。
本发明提供的竖向结构模板，其具有刚性较强、自重较小，安装拆卸方便，安全性高的优点，此外，还具有较多的周转次数，降低了成本的有益效果，简单实用、经济实惠，有较高的推广价值。
其中，对面板的种类不做限定，例如可以为，但不限于胶合板面板。
在一个优选的实施方式中，面板与次梁通过木螺钉连接，主梁与次梁通过锁扣连接。通过本发明提供的连接件和连接方式，能够有效避免对接过程的接缝缺陷。
下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种刚性模板材料，包括：
竹材纤维40份、藤纤维35份和聚酰胺胶黏剂5份。
实施例2
本实施例提供了一种刚性模板材料，包括：
竹材纤维90份、藤纤维5份和聚酯酰胺胶黏剂25份。
实施例3
本实施例提供了一种刚性模板材料，包括：
竹材纤维50份、藤纤维30份和聚酰胺胶黏剂10份。
实施例4
本实施例提供了一种刚性模板材料，包括：
竹材纤维70份、藤纤维15份和聚乙烯胶黏剂18份。
实施例5
本实施例提供了一种刚性模板材料，包括：
竹材纤维65份、藤纤维20份和聚酰胺胶黏剂15份。
实施例6
本实施例提供了一种刚性模板材料，包括：
竹材纤维35份、藤纤维40份和聚酰胺胶黏剂2份。
实施例7-12
本实施例提供了一种刚性模板材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)调整竹材纤维和藤纤维的含水率为10％；
(b)取实施例1-6提供的刚性模板材料的各原料混合均匀，在压力为800吨，温度为220℃的条件下进行热压处理30min，制备得到刚性模板材料。
实施例13
本实施例提供了一种刚性模板材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)调整竹材纤维和藤纤维的含水率为5％；
(b)取实施例5提供的刚性模板材料的各原料混合均匀，在压力为1000吨，温度为180℃的条件下进行热压处理50min，制备得到刚性模板材料。
实施例14
本实施例提供了一种刚性模板材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)调整竹材纤维和藤纤维的含水率为15％；
(b)取实施例5提供的刚性模板材料的各原料混合均匀，在压力为600吨，温度为260℃的条件下进行热压处理10min，制备得到刚性模板材料。
实施例15
本实施例提供了一种刚性模板材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)调整竹材纤维和藤纤维的含水率为2％；
(b)取实施例5提供的刚性模板材料的各原料混合均匀，在压力为1200吨，温度为150℃的条件下进行热压处理60min，制备得到刚性模板材料。
对比例1
本对比例提供了一种刚性模板材料，包括：
藤纤维20份和聚酰胺胶黏剂15份。
对比例2
本对比例提供了一种刚性模板材料，包括：
竹材纤维65份和聚酰胺胶黏剂15份。
对比例3
市售钢材。
实验例
为了对本发明提供的刚性材料进行进一步的说明，分别将本发明实施例1-15及对比例1-3提供的刚性模板材料制备规格为200×300mm的次梁，并分别根据ios1183检测标准、ios527检测标准、ios178检测标准和ios180检测标准进行密度、拉伸强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度的测试、各检测指标结果如表1所示。
表1刚性材料性能指标
从上表的数据可知，本发明实施例1-15提供的刚性模板材料，通过各原料特定组分之间的协同配合，其密度均低于对比例，而拉伸强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度均高于对比例或相当于现有的钢材，显示出良好的刚性和韧性。
其中，实施例7-12提供的刚性模板材料为应用本发明提供的制备方法制备得到，实施例1-6单纯应用本发明提供的刚性模板材料为原料，其拉伸强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度均略逊色于实施例7-12提供的刚性模板材料的相应指标。说明应用本发明提供的刚性模板材料的制备方法制备得到的刚性模板材料的刚性和韧性更好。
实施例1-6提供的刚性模板材料中各原料种类相同。其中，实施例1-5提供的刚性模板材料的拉伸强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度均大大高于实施例6提供的刚性模板材料的相应指标，说明原料在本发明优选配比范围内的刚性模板材料，通过各原料特定组分和配比之间的协同配合，其刚性和韧性更好。
实施例7、13-15提供的刚性模板材料，均采用本发明提供的刚性模板材料的制备方法制备得到。其中，实施例7、13和14提供的刚性模板材料的拉伸强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度均大大高于实施例15提供的刚性模板材料的相应指标，说明在原料组分和配比相同的条件下，应用本发明优选范围内的制备条件制备得到的刚性模板材料的刚性和韧性更好。
实施例5与对比例1和2提供的刚性模板材料相同组分的配比相同，但对比例1中缺少竹材纤维，对比例2中缺少藤纤维。实施例5提供的刚性模板材料的拉伸强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度均大大高于对比例1和2提供的刚性模板材料的相应指标，说明在同一组分相同配比下，只有通过各原料特定组分之间的协同配合，得到的刚性模板材料的刚性和韧性才更好。
综上所述，本发明选择竹材纤维和藤纤维作为原料配合使用制备刚性模板材料，通过竹材纤维和藤纤维相互交缠的立体结构，可以有效改善刚性模板材料的机械性能，使刚性模板材料兼具韧性与整体刚度，同时具有低密度的特点，此外，还具有降低成本、绿色环保环保等优点，能够满足竖向结构模板的装配要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。