一种多孔frp生物基质塑料混合料矩形梁的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，属于土木工程技术与材料科学领域。
【背景技术】
[0002]我国盛产竹子，且拥有量和品质均居世界首位，竹子可再生、可降解，一般3-5年即可成材，竹材的抗拉强度约为木材的2倍，抗压强度约为木材的1.5倍，竹材的比强度高于普通木材、结构用钢材、铝合金、混凝土等，竹材具有较好的弹性和韧性，变形能力强，以竹材及其与其他材料组成的复合材料代替混凝土、钢材或粘土砖等建造房屋，符合“十二五”规划部署的重大任务一一 “绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”的根本要求，也符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006— 2020年)》确定的节能降耗、开发利用农林生物质资源的重点领域及优先主题。
[0003]我国生物质资源丰富，植物种类繁多。人类生活水平的提高和多样化带来了很多塑料制品垃圾，这些塑料废弃物难降解，给环境带来压力。
[0004]现有的建筑构件多采用矿产资源或者采用木材。矿产资源有限，木材资源同样也有限，而该种材料将生物质材料和废弃的塑料生活垃圾充分利用起来形成新的建材，对节省矿产资源，保护森林，保护环境意义重大。
【发明内容】
[0005]本实用新型提出的是一种多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，其目的旨在结合现代工业产品FRP将日常生活塑料废品及我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中，达到节省矿产资源，保护森林，保护环境的目的。
[0006]本实用新型的技术解决方案:多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，其特征在于，最外层的FRP矩形筒(I)内部有不少于5个空心原生竹筒(4)，其中一个A空心原生竹筒(4)的直径大于其它空心原生竹筒(4)的直径，其它空心原生竹筒(4)间的直径相等，A空心原生竹筒(4)位于FRP矩形筒(I)正中央，其它空心原生竹筒(4)对称分布在FRP矩形筒(I)内侧的A空心原生竹筒(4)周边，所有空心原生竹筒(4)之间通过竹质连接件或木质连接件相连成竹筒群，竹筒群用绳状物(6)捆绑；FRP矩形筒(I)和空心原生竹筒(4)之间的缝隙内是由生物质填充料(2)和塑料粉碎料(5)形成的混合料。
[0007]本实用新型的优点:选材广泛，制作方便，解决部分白色污染问题；该种建筑构件具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点，并且施工工序简单，可应用于土木建筑结构领域中的受压或受弯构件，对缓解我国木材、耕地、煤炭等资源短缺和生态环境恶化的压力具有重要意义。
【附图说明】
[0008]附图1-1是多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁的结构示意图。
[0009]附图1-2是用绳状物捆绑竹筒群的多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁的结构示意图。
[0010]图中的I是FRP矩形筒、2是生物质填充料、3是竹质连接件或木质连接件、4是空心原生竹筒、5是塑料粉碎料、6是绳状物。
【具体实施方式】
[0011]对照附图，多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，其结构征在于，最外层的FRP矩形筒(I)内部有不少于5个空心原生竹筒(4)，其中一个A空心原生竹筒(4)的直径大于其它空心原生竹筒(4)的直径，其它空心原生竹筒(4)间的直径相等，A空心原生竹筒(4)位于FRP矩形筒(I)正中央，其它空心原生竹筒(4)对称分布在FRP矩形筒(I)内侧的A空心原生竹筒(4)周边，所有空心原生竹筒(4)之间通过竹质连接件或木质连接件相连成竹筒群，竹筒群用绳状物(6)捆绑，也可以不捆绑；FRP矩形筒(I)和空心原生竹筒(4)之间的缝隙内充满由生物质填充料(2)和塑料粉碎料(5)形成的混合料。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。
[0012]所述生物质填充料(2)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。
[0013]所述生物质填充料(2)包括农作物的叶、杆、茎和/或所有木质材料，所有生物质填充料(2)均经过烘干脱水处理。
[0014]所述FRP矩形筒(I)具备足够的抗拉抗剪强度，具体的量值与其分担的外界荷载产生的应力有关，要由实际结构设计计算确定，厚度不小于10mm。
[0015]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。空心原生竹筒(4)为3-6年生的笔直原竹筒；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的木材边角料加工而成；原竹筒和竹质连接件或木质连接件均经过干燥。
[0016]所述生物质填充料和塑料粉碎料形成的混合料由生物质填充料与塑料粉碎料通过胶黏剂(酚醛胶或者落叶松单宁树脂胶或不含甲醛的生态胶)均匀混合而成。
[0017]所述塑料粉碎料(5)是工业或日常生活的塑料瓶罐粉碎的碎料，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。
[0018]其制备方法，包括以下步骤:
[0019]第一步，选择符合建筑设计承载力要求的FRP矩形筒及较为笔直的原竹筒；并根据实际需要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需烘干脱水；
[0020]第二步，根据实际需要，选择相应数量的原生空心竹筒(不少于5个，并且其中一个直径较大，其余直径较小且相互之间基本相等)，将直径较大的原生空心竹筒布置在中间，其余较小直径的竹筒对称布置在大竹筒周围，并用竹质连接件或木质连接件连接起来，形成竹筒群，竹筒群用绳状物捆绑，也可以不捆绑；
[0021]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FRP矩形筒内，并且使直径较大的竹筒位于正中央；
[0022]第四步，将工业或日常生活的塑料瓶瓶罐罐等粉碎碎料。碎料规格:长度20mm-40mm、宽度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;清理干净表层，干燥；
[0023]第五步，气干、分离、破碎、干燥、分选生物质材料；
[0024]第六步，将塑料粉碎料和生物质材料用胶拌合均匀，填充到FRP矩形筒和原竹筒之间的空隙里，并振捣密实，进行养护；
[0025]第七步，养护完毕，将两端裁切整齐，即为所要求的矩形建筑构件。
[0026]FRP矩形筒I必须具备足够的抗拉抗剪强度，厚度不小于10mm。空心竹筒2为3_6年生的原竹筒，要求原竹筒笔直。竹质连接件由原生竹片加工而成；木质连接件由树枝或者废弃的木材边角料加工而成；原竹筒和竹质连接件或木质连接件均需干燥，可以炭化，也可以不炭化。
[0027]小竹筒与大竹筒之间的径向竹质连接件或木质连接件连接长度基本相等，小竹筒与小竹筒之间的环向竹质连接件或木质连接件连接长度基本相等。
[0028]生物基质塑料粉碎料由生物质材料与塑料粉碎料通过胶黏剂均匀混合而成。
[0029]生物质填充料2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、棉杆等，可以涉及到所有植物、农作物的叶、杆、茎等，当然也包括废弃的木材及其碎肩等所有木质材料；可以涉及到所有植物、农作物的叶、杆、茎等，当然也包括废弃的竹材、木材及其碎肩等所有木质材料。所有这些生物质材料均需经过烘干脱水处理。
[0030]塑料粉碎料5由工业或日常生活的塑料瓶瓶罐罐等粉碎碎料。碎料规格:长度20mm-40mm、宽度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm ;塑料粉碎料表面不能有粉尘和油污，以提高其同生物质材料的粘结力。
[0031]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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.多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，其特征在于，最外层的FRP矩形筒(I)内部有不少于5个空心原生竹筒(4)，其中一个A空心原生竹筒(4)的直径大于其它空心原生竹筒(4)的直径，其它空心原生竹筒(4)间的直径相等，A空心原生竹筒(4)位于FRP矩形筒Cl)正中央，其它空心原生竹筒(4)对称分布在FRP矩形筒(I)内侧的A空心原生竹筒(4)周边，所有空心原生竹筒(4)之间通过竹质连接件或木质连接件相连成竹筒群，竹筒群用绳状物(6)捆绑；FRP矩形筒(I)和空心原生竹筒(4)之间的缝隙内是由生物质填充料(2)和塑料粉碎料(5)形成的混合料。
2.如权利要求1所述的多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，其特征在于，所述的FRP矩形筒(I)的厚度不小于10mm。
3.如权利要求1所述的多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，其特征在于，所述的空心原生竹筒(4)为3-6年生的笔直原竹筒。
4.如权利要求1所述的多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，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的碎料，碎料规格:长度20mm-40mm、宽度2mm-6mm、厚度 0.2mm-2mm0
【专利摘要】本实用新型是一种多孔FRP生物基质塑料混合料矩形梁，其结构是最外层的FRP矩形筒内有不少于5个空心原生竹筒，其中A空心原生竹筒的直径大于其它空心原生竹筒的直径，其它空心原生竹筒间的直径相等，A空心原生竹筒位于FRP矩形筒正中央，其它空心原生竹筒对称分布在A空心原生竹筒周边，各空心原生竹筒间通过竹质连接件或木质连接件相连成竹筒群，竹筒群用绳状物捆绑；FRP矩形筒和空心原生竹筒间的缝隙内是由生物质填充料和塑料粉碎料形成的混合料。优点：选材广泛，制作方便；该种建筑构件自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优，并且施工工序简单，可应用于土木建筑结构领域中的受压或受弯构件。
【IPC分类】E04C3-29, E04C3-36
【公开号】CN204418521
【申请号】CN201420851612
【发明人】李海涛, 苏靖文, 吴刚, 苏仕文, 李淑恒
【申请人】南京林业大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月30日