间，B、C、D原生空心竹筒均匀布置在A原生空心竹筒的周围，用竹质连接件或木质连接件连接起来，形成竹筒群，用绳状物沿竹筒外围将其捆扎起来，也可以不捆扎；
第三步，将用竹质连接件或木质连接件连接起来的竹筒群固定在复合竹质圆筒或FRP圆筒内，并使A原生空心竹筒位于复合竹质圆筒或FRP圆筒内正中央，A原生空心竹筒同复合竹质圆筒或FRP圆筒(2)形成同心圆；
第四步，将工业或日常生活的塑料瓶罐粉碎成的塑料粉碎料，碎料规格:长度20mm-40mm、宽度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;清理干净塑料粉碎料表层，干燥(含水率不超过12%)；
第五步，将生物质原料自然风干或烘干(含水率不超过12%)后，经农用铡草机或锤片式打碎机或专用粉碎机粉碎，然后进行碾磨；
第六步，将生物质材料或者塑料粉碎料和生物质材料混合料用胶黏剂(酚醛胶或者落叶松单宁树脂胶或者不含甲醛的生态胶)拌合均匀，填充到复合竹质圆筒或FRP圆筒和原生空心竹筒之间的空隙里，并振捣密实，进行养护；
第七步，养护完毕，将两端裁切整齐，即为所要求的蜂窝状生物质圆构件。
[0021]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.蜂窝状生物质圆构件，其特征在于，最外层的复合竹质圆筒(2)内部是不少于4个空心原生竹筒(4)，其中一个A空心原生竹筒(4)直径分别大于其它三个B、C、D空心原生竹筒(4)的直径，B、C、D空心原生竹筒(4)的直径相等，A空心原生竹筒(4)位于FRP圆筒(2)正中央并同复合竹质圆筒或者FRP圆筒(2)形成同心圆，B、C、D空心原生竹筒(4)均匀分布在A空心原生竹筒(4)的周边，空心原生竹筒(4)之间通过竹质连接件或木质连接件相连成一整体，用绳状物(6)沿竹筒外围将其捆扎起来，或不捆扎；在复合竹质圆筒或者FRP圆筒(2 )和各空心竹筒(4)之间的缝隙内充满生物质填充料(I)或者由生物质填充料(I)和塑料粉碎料(5)形成的混合料。
2.所述的空心原生竹筒(4)除了能形成空心减轻自重外，也是重要的受力组成部分；最外层的复合竹质圆筒可用FRP圆筒替代。
3.如权利要求1所述的蜂窝状生物质圆构件，其特征在于，所述的生物质填充料(I)包括麦杆、稻草、玉米杆、高粱杆、豆杆、辣椒杆、油菜杆、亚麻杆、芦苇杆、棉杆和/或废弃的木材及其碎肩。
4.如权利要求1所述的蜂窝状生物质圆构件，其特征在于，所述的生物质填充料(I)为农作物的叶、杆、茎和/或废弃的竹材、木材及其碎肩，生物质填充料(I)经过烘干脱水处理。
5.如权利要求1所述的蜂窝状生物质圆构件，其特征在于，所述的FRP圆筒的厚度不小于10mm，复合竹质圆筒的厚度不小于18mm。
6.如权利要求1所述的蜂窝状生物质圆构件，其特征在于，所述的复合竹质圆筒(2)的制备方法包括以下步骤: ①选择3-6年生的原竹，将原竹软化平展展开，将展开的平竹片使用酚醛胶或者不含甲醛的生态胶胶合成较宽的竹板，然后将竹板旋切成竹纤维片层厚度小于1_ ; 或者将选择好的原竹筒分割成相同宽度和长度的原竹片，去青去黄后进行脱水或干燥，含水率不超过12%，然后对其进行涂胶，该胶采用酚醛胶，固含量在30%，在温度150°C左右和压力5MPa下，通过压力机将其压制成符合结构设计要求的竹材集成材，将竹材集成板材旋切成的竹纤维片层厚度小于Imm ; 或者将选择好的原竹筒分割成固定长度和宽度的竹片，去青去黄后经齿形辊碾压后呈横向不断裂、纵向较松散的竹篾，竹篾的初含水率10% ~ 12%;然后放在自行设计的常压高温热处理箱进行190°C高温热处理，接着浸胶，竹篾浸胶量为8%，绝干重量之比)，浸胶后竹篾干燥温度70°C，干燥至含水率不超过12% ;将竹篾全纵向组胚装入模具，热压采用“热进冷出”工艺，压力4.5MPa,温度140°C，通过压力机将其压制成符合建筑设计要求的竹材重组材型材，再将竹材重组材型材制作成较宽的竹材重组材板材，将竹材重组板材旋切成竹纤维片层厚度小于Imm ; ②按照建筑需要的尺寸选择圆柱形内模具，内模具为高分子纳米材料制作耐高压的可充气气囊，生产圆筒时给气囊充气形成内模具，制作圆筒完毕放气取出气囊，十分方便； ③将厚度小于Imm竹纤维片层按长度方向沿圆柱形内模具外径缠绕形成第一层，该层旋切薄竹片内竹纤维方向垂直于圆柱形内模具长度方向； ④将厚度小于Imm竹纤维片层按长度方向沿圆柱形内模具长度方向缠绕形成第二层，第二层的薄竹片内竹纤维方向平行于圆柱形内模具长度方向； ⑤制作第η层，η多3且为奇数，该层与第一层相同； ⑥制作第η+1层，η多3且为奇数，该层与第二层相同，重复步骤③④直到复合竹质圆筒所需的厚度不小于18_ ;整个复合竹质圆筒各片层竹纤维长度方向相互垂直； 如权利要求1所述的蜂窝状生物质圆构件，其特征在于，所述的空心竹筒(4)为3-6年生长的笔直原竹筒，所述的竹质连接件由原生竹片加工而成；所述的木质连接件由树枝或废弃木材边角料加工而成；所述的空心原生竹筒(4)和竹质连接件或木质连接件均经过干燥。
7.如权利要求1所述的蜂窝状生物质圆构件，其特征在于，所述的生物质材料(I)或者生物质填充料(I)和塑料粉碎料(5)形成的混合料通过胶黏剂均匀混合而成，该胶黏剂是酚醛胶或者落叶松单宁树脂胶或者不含甲醛的生态胶。
8.如权利要求1所述的蜂窝状生物质圆构件，其特征在于，所述的塑料粉碎料(5)是工业或日常生活的塑料瓶罐粉碎成的碎料，碎料规格:长度20mm-40mm、宽度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;塑料粉碎料表面无粉尘和油污。
9.如权利要求1所述的蜂窝状生物质圆构件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 第一步，选择符合建筑设计承载力要求的复合竹质圆筒或FRP圆筒及笔直的原竹筒；并制作竹质连接件或木质连接件，原竹筒与竹质连接件或木质连接件均经过烘干脱水； 第二步，选择不少于4个的原生空心竹筒，其中A原生空心竹筒直径大于其它B、C、D三个原生空心竹筒，B、C、D原生空心竹筒的直径相等，A原生空心竹筒布置在中间，B、C、D原生空心竹筒均匀布置在A原生空心竹筒的周围，用竹质连接件或木质连接件连接起来，形成竹筒群，用绳状物沿竹筒外围将其捆扎起来，或不捆扎； 第三步，将用竹质连接件或木质连接件连接起来的竹筒群固定在复合竹质圆筒或FRP圆筒内，并使A原生空心竹筒位于复合竹质圆筒或FRP圆筒内正中央，A原生空心竹筒同复合竹质圆筒或FRP圆筒(2)形成同心圆； 第四步，将工业或日常生活的塑料瓶罐粉碎成的塑料粉碎料，碎料规格:长度20mm-40mm、宽度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;清理干净塑料粉碎料表层，干燥，含水率不超过12% ； 第五步，将生物质原料自然风干或烘干，含水率不超过12%，经农用铡草机或锤片式打碎机或专用粉碎机粉碎，然后进行碾磨； 第六步，将生物质材料或者塑料粉碎料和生物质材料混合料用胶黏剂拌合均匀，并填充到复合竹质圆筒或FRP圆筒和原生空心竹筒之间的空隙里，并振捣密实，进行养护；所述胶黏剂是酚醛胶或者落叶松单宁树脂胶或者不含甲醛的生态胶， 第七步，养护完毕，将两端裁切整齐，即为所要求的蜂窝状生物质圆构件。
【专利摘要】本发明是蜂窝状生物质圆构件及制备方法，其结构是复合竹质圆筒或FRP圆筒内部是不少于4个空心原生竹筒，其中A空心原生竹筒直径大于其它三个直径相等的空心原生竹筒，A空心原生竹筒位于FRP圆筒正中央并同FRP圆筒形成同心圆，三个B、C、D空心原生竹筒均匀分布在A空心原生竹筒的周边，空心原生竹筒间通过竹质连接件或木质连接件接成整体，用绳状物沿竹筒外围将其捆扎起来；在FRP圆筒和各空心竹筒之间的缝隙内充满生物质填充料或者由生物质填充料和塑料粉碎料形成的混合料。优点：充分利用了多类材料的特点，将农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等。
【IPC分类】E04C3-36, E04C3-12, B27M3-00
【公开号】CN104631702
【申请号】CN201410837592
【发明人】李海涛, 苏靖文, 吴刚, 张齐生, 李淑恒, 苏仕文
【申请人】南京林业大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月30日