[发明专利]生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件及制备方法

权利要求书

1.生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件，其特征在于，最外层为复合竹质圆筒或FRP筒（1），最内层为空心竹筒（2），空心竹筒（2）在正中央同复合竹质圆筒或FRP筒（1）形成同心圆，生物质填充料（3）或者由生物质填充料（3）和塑料粉碎料（5）形成的混合料充满复合竹质圆筒或FRP筒（1）和空心竹筒（2）之间的缝隙；若布置竹片的话，弧状原生竹片（4）均布在紧邻复合竹质圆筒或FRP筒（1）的内侧。

2.如权利要求1所述的生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件，其特征在于，如果想增强构件承载能力，在紧邻复合竹质圆筒或FRP筒（1）的内侧均布弧状原生竹片（4）。

3.如权利要求1所述的生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件，其特征在于，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、芦苇秆或棉秆和/或废弃的木材及其碎屑。

4.如权利要求1所述的生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件，其特征在于，所述的生物质填充料（3）为农作物的叶、秆、茎和/或木质材料。

5.如权利要求1所述的生物质材料空心原竹双壁圆形结构件，其特征在于，所述的复合竹质圆筒或FRP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18mm。

6.如权利要求1所述的生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件，其特征在于，所述的空心竹筒（2）为3-6年生笔直的原竹筒，该原竹筒经过干燥，可以炭化。

7.如权利要求1所述的生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件，其特征在于，所述的弧状原生竹片（4）宽度不小于80mmm。

8.如权利要求1所述的生物质材料空心原竹双壁圆形结构件，其特征在于，所述的生物质材料（3）或者生物质填充料（3）和塑料粉碎料（5）形成的混合料用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，生物质填充料（3）经过烘干脱水处理。

9.如权利要求1的生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步，制作复合竹质圆筒；

第二步，挑选3-6年生笔直原生空心竹筒，并将其固定在复合竹质圆筒的中间，原生空心竹筒在中央同复合竹质圆筒或FRP筒（1）形成同心圆；按需布置原竹片，挑选笔直的原竹筒，切割成宽度不小于80mmm，长度依据构件的长度而定的弧状原竹片，并干燥或炭化；

第三步，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；将生物质材料或者生物质填充料（3）和塑料粉碎料（5）形成的混合料用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筒和原生空心竹筒之间的空隙里，并振捣密实，进行养护；

第四步，养护完毕，将两端裁切整齐，即为所要求的生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件。

10.如权利要求9所述的生物质材料空心原竹双壁圆形结构构件的制备方法，其特征在于，所述的第一步制作复合竹质圆筒，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，将展开的平竹片胶合成较宽的竹板，然后将竹板旋切成较薄的竹纤维片层；所述胶使用酚醛胶或者不含甲醛的生态胶；

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的方向垂直于圆柱形内模具长度的方向；

④ 将薄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的方向；

⑤制作第n层，n≥3且为奇数，该层与第一层相同；

⑥制作第n+1层，n≥3且为奇数，该层及往后各层与第二层工艺相同，重复步骤③④，直到复合竹质圆筒达到所需的厚度不小于18mm；整个复合竹质圆筒各片层竹纤维长度方向相互垂直。