[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

说明书

技术领域

本发明涉及的是FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件及制备方法，属于土木工程技术与材料科学领域。

背景技术

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——“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。

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。

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

本发明提出的是FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件及制备方法，其目的是结合现代工业产品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。

本发明的技术解决方案：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（1）和（4）之间的缝隙，从而共同形成一种复合材料构件。该类结构构件截面可以任意大，应用范围更广。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、棉秆等，可以涉及到所有植物、农作物的叶、秆、茎等，当然也包括废弃的木材及其碎屑等所有木质材料；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。

本发明的优点：选材广泛，制作方便，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

附图1是FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件的结构示意图。

图中的1是FRP圆筒或大直径复合竹质圆筒、2是生物质材料、3是钢筋或FRP筋、4是内层复合竹质圆筒、5是塑料粉碎料。

具体实施方式

对照附图1，FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件，其结构是内层复合竹质圆筒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1和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，主要依据现有原材料的情况），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。

该类结构构件截面可以任意大，应用范围更广。

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。

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均匀混合而成。

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。

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。

FRP（钢）筋增强生物基质塑料圆形空心构件的制备方法，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；