[发明专利]弧状竹片增强复合竹质圆筒生物质构件及制备方法

权利要求书

1.弧状竹片增强复合竹质圆筒生物质构件，其特征在于，B复合竹质圆筒（4）位于正中央同A复合竹质圆筒（1）形成同心圆，弧状原生竹片（2）均布在A复合竹质圆筒（1）与B复合竹质圆筒（4）之间，生物质填充料（3）充满在A复合竹质圆筒（1）和B复合竹质圆筒（4）之间的缝隙，从而共同形成一种复合材料构件，所述的A复合竹质圆筒（1）的厚度大于B复合竹质圆筒（4）的厚度；所述的生物质填充料（3）包括麦秆、稻草、玉米秆、高粱秆、豆秆、辣椒秆、油菜秆、亚麻秆、芦苇秆、棉秆中的一种或二种以上，若二种以上其配比任意，也包括废弃的木材及其碎屑木质材料。

2.如权利要求1的弧状竹片增强复合竹质圆筒生物质构件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步，根据结构设计要求制作不同厚度和直径的复合竹质圆筒；

第二步，挑选3-6年生笔直原竹筒，切割成宽而长的弧状竹片，宽度不小于100mm，并干燥含水率不超过12%或炭化；

第三步，将B复合竹质圆筒固定在A复合竹质圆筒的正中央，同A复合竹质圆筒（1）形成同心圆；

第四步，将弧状竹片布置到A复合竹质圆筒和B复合竹质圆筒之间的空隙里，并使弧状竹片向外凸出；

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；用酚醛胶或者落叶松单宁树脂胶拌合均匀，填充到A复合竹质圆筒和B复合竹质圆筒之间的空隙里，并振捣密实，进行养护；

第六步，养护完毕，将两端裁切整齐，即为所要求的圆形结构构件。

3.如权利要求1的弧状竹片增强复合竹质圆筒生物质构件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

① 选择3-6年生长的原竹，将原竹软化平展展开，将展开的平竹片胶合，使用酚醛胶或者不含甲醛的生态胶成宽竹板，然后将竹板旋切成较薄的竹纤维片层；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%，然后对其进行涂用酚醛胶，固含量在30%，在适当温度150℃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较薄的竹纤维片层；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℃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℃, 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℃，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较薄的竹纤维片层；

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，制作圆筒完毕放气就可以取出气囊，十分方便；

③ 将薄竹纤维片层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 将薄竹纤维片层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 制作第三层，该层同第一层；

⑥ 制作第四层，该层同第二层，第四层往后的各层重复步骤③④，直到所需的厚度不小于16mm；整个复合竹质圆筒各片层竹纤维长度方向相互垂直。

4.根据权利要求3的弧状竹片增强复合竹质圆筒生物质构件的制备方法，其特征在于，复合竹质圆筒具备足够的抗压、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，外筒壁厚度不小于20mm，内筒壁厚度不小于16mm；竹片为宽度较宽的弧状原生竹片；原竹片需干燥，含水率不超过12%或炭化。