一種由生物質(zhì)樹脂復(fù)合材料加工的用于組裝式梁、柱的組件的制作方法
【專利說明】
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種組裝式承重受力結(jié)構(gòu)件的組裝件，具體地說是一種由生物質(zhì)樹脂復(fù)合材料(即木塑材料)加工的用于組裝式梁、柱的組裝件(即組件)。
二、技術(shù)背景
[0002]橫梁、立柱(簡稱梁、柱)是建筑物承重受力的結(jié)構(gòu)件，通常由結(jié)構(gòu)材料加工。目前市場上流通的木塑復(fù)合材料(木塑材料)，其力學(xué)性能GB/T20418-2012規(guī)定的指標(biāo):彎曲強(qiáng)度18?20MPa、彎曲模量1800?2000MPa、無缺口沖擊強(qiáng)度彡3.5KJ/M2，硬度彡60，這就限制了木塑復(fù)合材料只能作為裝飾材料，而不能作為結(jié)構(gòu)材料。
[0003]本實用新型所稱的生物質(zhì)樹脂復(fù)合材料是申請人開發(fā)的一種由改性植物纖維增強(qiáng)的木塑材料。所述的改性植物纖維是以硅酸鈉溶液、十二烷基苯磺酸鈉和軟脂酸進(jìn)行改性的植物纖維。以改性植物纖維和熱塑性聚烯烴樹脂為原料，輔以加工助劑相容劑、潤滑劑等經(jīng)共混、造粒得到改性植物纖維增強(qiáng)的木塑材料，本材料彎曲強(qiáng)度25?45MPa、彎曲模量3000?5500MPa無缺口沖擊強(qiáng)度5?12KJ/M2，硬度彡70。遠(yuǎn)高于GB/T20418-2012規(guī)定的指標(biāo)。因此本材料不僅可作為裝飾材料，而且可以作為結(jié)構(gòu)材料，用來加工輕型建筑物承重受力的結(jié)構(gòu)件，如梁、柱等。該材料及改性方法已申請了中國發(fā)明專利，申請?zhí)?01510577874.5。
[0004]所述輕型建筑指區(qū)別于傳統(tǒng)磚混或鋼混結(jié)構(gòu)建筑而采用新型建筑材料組成的一類建筑體量較小、自重較輕的建(構(gòu))筑物，如移動建筑、集成建筑、景觀建筑小品等。
[0005]隨著我過旅游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，輕型建筑物作為休閑、娛樂、餐飲、度假等場所倍受風(fēng)景區(qū)、度假村的歡迎，因為其造價低、投資少、見效快。但是作為固定建筑物要與時倶進(jìn)地適時進(jìn)行改建、擴(kuò)建較為困難。如果能將主要受力構(gòu)件梁、柱加工成組裝式結(jié)構(gòu)，像積木一樣在縱向和橫向方向上任意變化，則改建、擴(kuò)建的施工就方便多了。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型旨在方便輕型建筑物的建筑施工、特別是改、擴(kuò)建的施工，所要解決的技術(shù)問題是將主要受力構(gòu)件的梁、柱加工成組裝式結(jié)構(gòu)，即組裝式梁、柱。
[0007]本實用新型為組裝式梁、柱提供的組件由插接柱I和榫插銷2所構(gòu)成，插接柱的截面呈平行四邊形，如正方形、矩形或菱形等，在四個側(cè)平面上各開有燕尾槽3，在插接柱內(nèi)有至少三只對稱分布的軸向通孔4;榫插銷截面呈兩個底邊相連的梯形形狀，雷同啞鈴，立體形狀雷同“工”字型材；榫插銷和燕尾槽卯榫配合。
[0008]本組件由生物質(zhì)樹脂復(fù)合材料加工制備。所述的生物質(zhì)是木本或草本植物纖維以硅酸鈉溶液、十二烷基苯磺酸鈉和軟脂酸改性得到的改性植物纖維，所述的樹脂選自熱塑性聚烯烴樹脂，如聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)等。本復(fù)合材料各組分有以下質(zhì)量份:改性植物纖維40?60、聚烯烴樹脂20?30、無機(jī)粉體輕質(zhì)碳酸鈣或滑石粉10?25、相容劑I?5、潤滑劑0.2?1、抗氧劑0.1?0.5、紫外線吸收劑0.1?I。此夕卜，還可加入0.1?5份無機(jī)顏料。(參見201510577874.5)。
[0009]本復(fù)合材料按公知的木塑成型工藝加工型材，即混配、造粒和擠出成型?；炫渚褪菍⑴浔鹊母鹘M分投入高速攪拌釜內(nèi)混合均勻，然后用平行雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行造粒，最后將粒料導(dǎo)入擠出機(jī)進(jìn)料罐，在140-180°C溫度下擠出組件插接柱和榫插銷。
[0010]本實用新型不同四邊形截面的插接柱配合榫插銷可根據(jù)結(jié)構(gòu)件受力的需要拼接組裝成所需長度、高度和斷面形狀的梁、柱，拼接時如同搭積木，既方便，又快捷，極大地提高了輕型建筑物的施工效率。本實用新型同時滿足了結(jié)構(gòu)件受力和快速組裝的工程需要。
四、【附圖說明】
[0011]圖1是插接柱結(jié)構(gòu)示意圖。A為立體圖，B為橫截面圖。
[0012]圖2是榫插銷結(jié)構(gòu)示意圖。A為立體圖，B為橫截面圖。
[0013]圖3是雙柱組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是四柱組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
五、【具體實施方式】
[0015]非限定實施例敘述如下:
[0016]1.植物纖維改性
[0017]將木本或草木植物纖維粉碎過60?100目篩得到粉體，或者經(jīng)破碎后用搓揉機(jī)搓揉成絲條狀，長2?10_，長徑比5:1?50:1。
[0018]將粉狀或絲狀植物纖維投入高速攪拌釜內(nèi)，以植物纖維的質(zhì)量計，先加入0.5?5%的硅酸鈉溶液，在100?120°C下攪拌10?30分鐘，然后加入0.1?2%十二烷苯基磺酸鈉和0.5?3%軟脂酸(正十六烷酸)，在同一溫度下繼續(xù)攪拌，30分鐘后測定含水率，至含水率< 3%時冷卻、降溫、出料、即得改性植物纖維。
[0019]所述的硅酸鈉溶液(水玻璃，俗稱泡花堿)為模數(shù)不小于2、質(zhì)量百分濃度10?20%的工業(yè)水玻璃。(參見201510577874.5)。
[0020]2.組件的加工
[0021]現(xiàn)以插接柱截面為正方形、插接柱內(nèi)有五只對稱分布的軸向通孔為例，非限定實施例敘述如下:
[0022]取改性植物纖維50份、HDPE30份、無機(jī)粉體12份、相容劑830H4.5份、潤滑劑EBS0.2份、抗氧劑10100.2份、紫外線吸收劑0.1份，無機(jī)顏料3份，投入高速攪拌釜內(nèi)攪拌混合均勻，然后用平行雙螺桿造粒機(jī)造粒，最后將粒料導(dǎo)入擠出機(jī)進(jìn)料罐，在140?180°C下擠出，通過插接柱模具和榫插銷模具分別得到插接柱和榫插銷。
[0023]本復(fù)合材料按GB/T20418-2012規(guī)定的方法檢測，彎曲強(qiáng)度42KPa、彎曲模量5200KPa、無缺口沖擊強(qiáng)度7KJ/M2。本組件完全適合構(gòu)建輕型建筑物的組裝式梁、柱。
【主權(quán)項】
1.一種由生物質(zhì)樹脂復(fù)合材料加工的用于組裝式梁、柱的組件，其特征在于:本組件由插接柱(I)和榫插銷(2)所構(gòu)成；插接柱(I)的截面呈平行四邊形，在四個側(cè)面上各開有燕尾槽(3)，在插接柱(I)內(nèi)有至少三只對稱分布的軸向通孔(4);榫插銷(2)的截面呈兩底邊相連的梯形，榫插銷(2)和燕尾槽(3)榫卯配合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于:插接柱(I)的截面正方形。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于:插接柱(I)內(nèi)有五只對稱分布的軸向通孔⑷。
【專利摘要】一種由生物質(zhì)樹脂復(fù)合材料加工的用于組裝式梁、柱的組件，由插接柱(1)和榫插銷(2)所構(gòu)成，插接柱(1)的截面呈平行四邊形，在四個側(cè)面各開有燕尾槽(3)。在插接柱(1)內(nèi)有至少三只對稱分布的軸向通孔(4)；榫插銷(2)截面呈兩底面相連的梯形，榫插銷(2)和燕尾槽(3)榫卯配合。本生物質(zhì)樹脂復(fù)合材料是一種用硅酸鈉溶液、十二烷基苯磺酸鈉和軟脂酸對植物纖維進(jìn)行改性得到的改性植物纖維增強(qiáng)的木塑材料，其彎曲強(qiáng)度25～45MPa、彎曲模量3000～5500MPa、遠(yuǎn)高于GB/T20418-2012規(guī)定的指標(biāo)。本材料不僅可作為裝飾材料，也可作為結(jié)構(gòu)材料，用來加工輕型建筑物承重受力的結(jié)構(gòu)件梁、柱等。
【IPC分類】E04C3/36, C08L97/02, C08L23/12, E04C3/28, C08L23/06, C08L27/06, C08K3/34, C08K3/26
【公開號】CN204940701
【申請?zhí)枴緾N201520772616
【發(fā)明人】桂曉天, 徐凌秀, 張人勤, 呂常青, 何理, 桂先倫
【申請人】李金東, 呂常青, 張人勤, 桂曉天
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月30日