[发明专利]FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件及制备方法

权利要求书

1.FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件及制备方法，其特征在于，内层复合竹质圆筒（4）位于截面正中央，同FRP圆筒或外层复合竹质圆筒（1）形成同心圆，钢筋或FRP筋（3）均布在FRP圆筒或外层复合竹质圆筒（1）和内层复合竹质圆筒（4）之间，由生物质填充料（2）和塑料粉碎料（5）形成的混合料充满FRP圆筒或外层复合竹质圆筒（1）和内层复合竹质圆筒（4）之间的缝隙，从而共同形成一种复合材料构件；所述生物质填充料（2）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所有木质材料；塑料粉碎料（5）由工业或生活垃圾中的塑料质瓶瓶罐罐粉碎而成。

2.根据权利要求1所述的钢FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件及制备方法，其特征是FRP圆筒或外层复合竹质圆筒（1）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；FRP圆筒的厚度不小于10mm，复合竹质圆筒的厚度不小于20mm。

3.根据权利要求1所述的FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件及制备方法，其特征是所述生物基质塑料粉碎料由生物质材料与塑料粉碎料是通过胶黏剂，所述的胶黏剂由酚醛胶或落叶松单宁树脂胶或不含甲醛的生态胶均匀混合而成。

4.根据权利要求1所述的FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件及制备方法，其特征是所述生物质填充料（2）均需经过烘干，含水率不超过12%，脱水处理。

5.根据权利要求1所述的FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件及制备方法，其特征是所述塑料粉碎料（5）由工业或日常生活的塑料瓶瓶罐罐粉碎碎料，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。

6.如权利要求1的FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步，选择符合结构设计承载力要求的FRP圆筒；

第二步，按结构设计要求制作复合竹质圆筒：① 选择3-6年生长的笔直原竹，将原竹软化平展展开，将展开的平竹片胶合成较宽的竹板，胶使用酚醛胶或者不含甲醛的生态胶，然后将竹板旋切成较薄的竹纤维片层，厚度小于1mm；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，采用酚醛胶，固含量在30%，在145-155℃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，厚度小于1mm；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℃左右高温热处理，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，厚度小于1mm）；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，该层及以下各层的工艺相同，直到所需的厚度，厚度不小于20mm；整个复合竹质圆筒各片层竹纤维长度方向相互垂直；

第三步，将挑选的复合竹质圆筒固定在试件截面的正中央同FRP圆筒或外层复合竹质圆筒（1）形成同心圆；将钢筋或FRP筋均匀布置并固定在FRP圆筒或外层复合竹质圆筒（1）和内层复合竹质圆筒（4）之间；

第四步，将工业或日常生活的塑料瓶瓶罐罐粉碎碎料，其碎料规格：长度20mm-40mm、宽度2mm-6mm、厚度0.2mm-2mm；清理干净表层，干燥；

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，将塑料粉碎料和生物质材料用胶，该胶用酚醛胶或者落叶松单宁树脂胶或不含甲醛的生态胶拌合均匀，填充到FRP圆筒或外层复合竹质圆筒和内层复合竹质圆筒之间的空隙里，并振捣密实，进行养护；

第七步，养护完毕，将两端裁切整齐，即为所要求的圆形结构构件。