CN111236430A - 结构用竹基纤维复合材的新用途、建筑物及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种结构用竹基纤维复合材的新用途、建筑物及其建造方法。该结构用竹基纤维复合材的新用途为用结构用竹基纤维复合材作为材料制作建筑物。该建筑物部分或全部采用结构用竹基纤维复合材材料建成。该建筑物建造方法，包括如下步骤：准备结构用竹基纤维复合材；将结构用竹基纤维复合材作为材料构建建筑物。本申请解决了现有技术中的建筑物不绿色环保且抗震能力差、不能防火防蚁的技术问题，并通过采用结构用竹基纤维复合材制作的建筑物，具有抗震抗风、自然健康、利于设计、冬暖夏凉、防潮防虫等优势，同时该建筑物的建造采用预制装配方式，简单快捷，易于运输和装配，安全环保，提高了建筑物制造效率同时降低了建造成本。

Description

结构用竹基纤维复合材的新用途、建筑物及其建造方法

技术领域

本申请涉及建筑领域，尤其是涉及一种结构用竹基纤维复合材的新用途、建筑物及其建造方法。

背景技术

目前，建筑物的建造主要采用钢筋、水泥石砖，这些建造材料对环境有很大的破坏和污染、且抗震性差。还有一部分建筑物的建造采用木结构，虽然节能环保，但易腐易燃，且不能很好的保温、隔热、防潮，不适宜大面积推广使用，而且建造木结构房屋的工艺较为复杂，建造成本较高。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种结构用竹基纤维复合材的新用途、建筑物及其建造方法，以解决现有技术中的建筑物不绿色环保且抗震能力差、不能防火防蚁的技术问题。

根据本申请的一个方面，本申请实施例提供了结构用竹基纤维复合材的一种新用途，用所述结构用竹基纤维复合材作为材料制作建筑物，其中，所述结构用竹基纤维复合材为，将竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的过程生产而成，并经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工，形成的复合材料。

可选地，所述建筑物部分或全部采用结构用竹基纤维复合材建成，其中，所述结构用竹基纤维复合材为，将竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的过程生产而成，并经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工，形成的复合材料。

可选地，所述建筑物包括由所述结构用竹基纤维复合材制成的结构件，所述结构件包括构件和/或连接件。

可选地，所述构件之间通过榫卯结构或连接件连接。

可选地，所述连接件包括拼接柱连接件和/或工程连接件，其中，所述拼接柱连接件具有多个用于拼接所述构件的拼接部，所述工程连接件包括多个用于固定所述构件的固定部。

可选地，所述构件包括框架梁、框架柱、墙体、屋架、屋面中的一种或多种。

根据本申请的另一个方面，本申请实施例还提供了一种建筑物建造方法，包括如下步骤：将竹子经过生产加工工艺制作形成所述结构用竹基纤维复合材料；其中，所述生产加工工艺包括：取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的生产工艺，和裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工工艺；将结构用竹基纤维复合材作为材料构建建筑物。

可选地，将结构用竹基纤维复合材作为材料构建建筑物包括：将结构用竹基纤维复合材材料形成预制的结构件；将预制的结构件以装配方式形成建筑物。

可选地，所述预制的结构件包括：预先制备的多个框架梁、框架柱、墙体、屋架、屋面；将预制的结构件以装配方式形成建筑物，包括：在地基上安装框架柱；安装框架梁，所述框架梁与所述框架柱远离地基的一端连接；安装墙体，所述墙体安装于所述框架梁和所述框架柱形成的框架结构上；安装屋架，所述屋架设置于所述墙体远离地基的一侧上；安装屋面，所述屋面设置于所述屋架上。

根据本申请的再一个方面，本申请实施例还提供了一种制造用于建筑物制造应用的结构用竹基纤维复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：提供竹子；将所述竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的生产工艺，形成竹材原料；将所述竹材原料经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工工艺，形成可直接应用于装配式建筑的复合材料。

本申请通过采用结构用竹基纤维复合材制作的建筑物，具有抗震抗风、自然健康、利于设计、冬暖夏凉、防潮防虫等优势，解决了现有技术中的建筑物不绿色环保且抗震能力差的技术问题，同时该建筑物的建造采用预制装配方式，简单快捷，易于运输和装配，安全环保，提高了建筑物制造效率同时降低了建造成本。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种可选的结构用竹基纤维复合材制作的建筑物的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种可选的结构用竹基纤维复合材建筑物的组成结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种可选的结构用竹基纤维复合材建筑物的主次梁链接示意图；

图4为本申请实施例提供的一种可选的结构用竹基纤维复合材建筑物的梁柱链接示意图；

图5为本申请实施例提供的一种可选的结构用竹基纤维复合材建筑物的墙体结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种可选的结构用竹基纤维复合材建筑物的连接件结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种可选的结构用竹基纤维复合材建筑物的连接件结构示意图；

图8至图12为本申请实施例提供的一种可选的结构用竹基纤维复合材建筑物的建造方法的各步骤的示意图。

图标：10-建筑物；101-结构用竹基纤维复合材；1-屋面；11-瓦片；12-屋面防水板；13-复合屋面板；14-檐口板；2-主体；21-屋架；22-框架柱；23-楼层板；24-次梁；25-连接件；26-框架梁；3-墙体；31-外墙装饰板；32-呼吸纸；33-复合墙体板；331-SPF龙骨；332-水泥纤维板；333-玻璃纤维棉；334-水泥纤维板；41-地基；42-墙体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供的结构用竹基纤维复合材的一种新用途，该新用途为用结构用竹基纤维复合材作为材料制作建筑物，其中，结构用竹基纤维复合材为，将竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的过程生产而成，并经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工，形成的复合材料。

采用本申请，通过结构用竹基纤维复合材材料制作建筑物，由于结构用竹基纤维复合材具有绿色环保，原料可循环利用，不破坏生态环境、且结构用竹基纤维复合材材料的建筑物具有良好的抗震能力，解决现有技术中的建筑物不绿色环保且抗震能力差的技术问题。

本申请中的结构用竹基纤维复合材。它采用的竹子作为原料经一些列生产加工而成，该竹子可以采用毛竹、楠竹、丛生竹等竹子材料，优选3-5年生的毛竹。由于竹子经过了取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的过程，并经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工，使得到的复合材料在强度、韧性、防火阻燃、抗腐蚀、经久耐用等方面具有较大优势，可以作为一种新型的经济环保型材料使用。

本申请中的建筑物包括但不限于别墅、楼房、大厦、亭子，还包括多种其他形式的建筑物结构，优选本申请的建筑物为一种房屋结构。

采用结构用竹基纤维复合材材料制作建筑物，由于结构用竹基纤维复合材具有一定的强度和较高的韧性，该建筑物能够经受住强震的考验，具有强大的抗震抗风性能。同时，结构用竹基纤维复合材材料自然健康，没有化学、放射材料对人体的危害，相反该材料还可散发一种沁人心脾的天然香气，因此，采用该材料制作的建筑物污染小、极有益于身心健康。

当然，除了上述抗震抗风和污染小两个优点外，采用结构用竹基纤维复合材材料制作的建筑物还具有如下优势：比如，具备个性化的屋内设计的优势，由于木结构建筑物室内的内隔墙一般较少用于承重，内隔墙的位置可以随意改变，因此可以依据个人的喜好该表建筑物内的空间组合；又比如，建筑物具有冬暖夏凉的优势，由于结构用竹基纤维复合材具有极强的隔热保温性，能抵御从严寒到酷暑的极端气候，该结构用竹基纤维复合材建筑物即好像一座天然的空气调节器，住在屋里感觉就犹如四季如春，冬暖夏凉；再比如，具备较强的防火安全性的优势，因为要将一根木材引燃是极其困难的，因此结构用竹基纤维复合材建筑物不易引燃，另外，还可在此基础上附加使用防火涂料，以更好地阻断了火焰与结构用竹基纤维复合材的接触，轻松达到一般的耐火极限要求；再比如，具备较好的防潮防虫和透气性的优势，由于用来建造木屋木材的平均含水率较低，保证了建造材料的干燥，虫子不易存活。

在一个优选的实施方式中，该新用途为，采用结构用竹基纤维复合材作为材料，并采用预制装配方式来制作建筑物，形成预制装配式建筑物。

通过上述优选的实施例，采用先制造结构用竹基纤维复合材结构的预制件或预制结构件，然后通过装配的方式进行拼接或组装形成建筑物，这样预制装配的方式简单快捷，预制构件易于运输和装配，提高了建筑物制造效率同时降低了建造成本。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种建筑物建造方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1，将竹子经过生产加工工艺制作形成结构用竹基纤维复合材料；其中，生产加工工艺包括：取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的生产工艺，和裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工工艺；

步骤S2，将结构用竹基纤维复合材材料构建建筑物，如图8至图12所示。

通过本申请的建筑物建造方法，通过结构用竹基纤维复合材材料制作建筑物，由于结构用竹基纤维复合材具有绿色环保，原料可循环利用，不破坏生态环境、且结构用竹基纤维复合材材料的建筑物具有良好的抗震能力，解决现有技术中的建筑物不绿色环保且抗震能力差、不能防火防蚁的技术问题。

在上述步骤S1中，该结构用竹基纤维复合材优选采用3-5年生毛竹，经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模等一系列过程生产而成，并经裁切、铣型、开孔、表面处理等后期加工成为可直接应用于装配式建筑物的梁柱构件。该生产方式毛竹的利用率高，达到90％以上，是传统生产方式50％的原料利用率的1.8倍左右。经过重组加工的竹材，成为国际标准规格的结构用竹基纤维复合材方料和板材，重组加工后完全能弥补天然竹材所存在的缺陷。

上述步骤S1中的“竹子”，优选但不限于毛竹，优选但不限于3-5年生毛竹。

上述步骤S1中的“取丝”工艺，优选但不限于将竹子纤维定向分离，使竹子的竹青和竹黄分离。竹子经过取丝后，形成竹丝，优选将竹丝捆扎形成竹丝束。具体地，该取丝工艺可以为，将毛竹纤维定向分离后，将毛竹据截成竹筒，疏解成竹束。上述竹筒长度以2.6m为佳。

上述步骤S1中的“干燥、碳化”工艺，优选但不限于将取丝后形成的竹丝束，置于水蒸气保护氛围下进行热处理，优选处理温度200℃，处理时间2h，将竹束的含水率干燥至6％-8％。上述干燥、碳化的工艺，又可以统称为热处理工艺。

上述步骤S1中的“浸胶”工艺，优选但不限于将干燥至含水率为6％-8％竹丝束置于装有20％固含的酚醛树脂胶中浸渍，浸渍时间约为4-6分钟。通过浸胶、淋胶时间控制浸胶量，浸胶量控制在14％左右。

上述步骤S1中的“压制”工艺，优选但不限于：组胚后热压成型。

其中，组胚可以为：将干燥至含水率为11％-12％的竹束帘/竹束按顺纹组坯，采用对称铺装，近青层朝外，竹黄面朝向中芯层。根据预设密度计算板坯质量，将称量好的竹束,均匀、松散地铺装成板坯，以完成组胚过程。

其中，热压成型可以为：将板坯用模具固定后放入压机进行加压固定。优选采用“冷进冷出”工艺，热压温度为145℃，热压压力为0.35-0.40MPa，保温保压时间为1.0min/mm；卸板时，热压板温度为55-60℃，板材厚度为18mm，板材密度控制为1.1g/cm³。

上述步骤S1中的“固化、脱模”工艺，优选但不限于：加压后高温固化，固化后24小时脱模，再锯切整理，具体可将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后，经裁边、砂光形成结构用竹基纤维复合材。

在一个具体的实施例中，结构用竹基纤维复合材的制备工艺可以包括如下步骤：

1)单元制备。纤维定向分离，将毛竹锯截成竹筒，疏解制成竹束。优选将毛竹据截成2.6m长的竹筒。

2)竹束热处理。将竹束置于水蒸气保护氛围下进行热处理，优选处理温度200℃，处理时间2h。

3)浸胶。将干燥至含水率为6％-8％竹束置于装有20％固含的酚醛树脂胶中浸渍，浸渍时间约为4-6分钟。通过浸胶、淋胶时间控制浸胶量，浸胶量控制在14％左右。

4)组坯。将干燥至含水率为11％-12％的竹束帘/竹束按顺纹组坯，采用对称铺装，近青层朝外，竹黄面朝向中芯层。根据预设密度计算板坯质量，将称量好的竹束,均匀、松散地铺装成板坯。

5)热压成型。采用“冷进冷出”工艺，热压温度为145℃，热压压力为0.35-0.40MPa，保温保压时间为1.0min/mm；卸板时，热压板温度为55-60℃，板材厚度为18mm，板材密度控制为1.1g/cm³。

6)锯切。将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后，经裁边、砂光形成户外重组竹基材。

在步骤S2中，将结构用竹基纤维复合材材料构建建筑物，包括：

步骤S21，将结构用竹基纤维复合材材料形成预制的结构件；

步骤S22，将预制的结构件装配形成建筑物。

可选的，上述实施例中的装配包括但不限于拼接或组装的形式。

本申请中的预制装配式建筑物，是指用工业化的生产方式来建造房屋，是将房屋的部分或全部构件在工厂预制完成，然后运输到施工现场，将构件通过可靠的连接方式组装而建成的建筑物。

上述的预制装配式建筑物，是为了探索利用预制技术和新的建筑施工方法和材料的尝试，以便能够建造低成本、高质量、现场适应性和程序适应性强的建筑物。

这种预制装配式建筑物可以组装运输，即以组件或构件形式运输，例如，将整个结构分解并作为在现场组装的组件分拆进行运输；也可以是以结构完整的并可以通过卡车或海运或铁路整合运输到现场的方式，例如把建筑模块通过卡车运输到现场，用起重机吊起并堆放在单个建筑物中，比如，每栋房子均有几个模块组成，但是落地窗和室内固定装置和饰面如石膏板，瓷砖，浴室等非现场完成。

如上所指的运输方式可以用集装箱，即用集装箱大小的模块进行快速建筑搭建，将建筑物容纳在集装箱内，利用集装箱的尺寸和材料来进行高效的运输和施工，有效利用“全球运输系统”(该系统包括庞大的船舶，火车，卡车和起重机基础设施)。

通过上述实施例，由于建筑物采用预制装配方式进行建造，简单快捷，易于运输和装配，安全环保，提高了建筑物制造效率同时降低了建造成本。

在一个具体的实施例中，施工过程采用干作业，构配件工场预制，现场拼装模式；施工过程中，材料运输方便，施工周期短。采用上述材料建筑物的施工具有和其他建筑物不同的特殊性，比如施工简易、工期短。除土地配套设施外，上述材料建筑物所用的构件和连接件都是在工厂按标准加工生产，再运到工地，稍加拼装即可建成一座漂亮的建筑物。

在一些优选的实施例中，结构用竹基纤维复合材采用如下装配式技术：结构用竹基纤维复合材建筑物所有构件和连接件都是标准化生产的。其中，该结构构件和连接件都可以采用结构用竹基纤维复合材结构，或者，上述的结构用竹基纤维复合材结构包括构件和连接件。由于事先了解建筑物精确的尺寸，所以结构用竹基纤维复合材所有的预制件都可以在现代化工厂通过大型机械加工设备根据设计图纸对标准化的结构用竹基纤维复合材材料进行精裁、开孔、试装，包括梁、柱、墙体片断、楼梯、屋面、地板或整个标准构件单元。其施工速度远高于混凝土和砖结构，加工效率也比普通的木结构建筑物要高。预制结构件易于运输、运费低，由于整体重量较轻，在工厂或者现场不需要使用复杂的吊装设备。

采用本申请上述实施例，结构用竹基纤维复合材装配式建筑物具有如下优点：

第一，建造周期短：结构用竹基纤维复合材装配式建筑物的现场建造周期约为普通砖混建筑物的1/6。预制装配式建筑物加快了施工时间；按照并未规模化的生产测算，“预制装配式建筑物”比传统建设方式的进度快30％以上。建筑物的主体可以在工厂内建造，而基础和基础设施可以在现场完成。这种预制装配式建筑物大大降低了对建筑工人的需求，不仅对开发企业的资金流转有好处，更能提高住宅上市的速度，所以能大大减缓市场供给不足的现状，调节供给关系。大面积推广以后，可以大幅度降低建造成本。

第二，建筑物风格多样化：采用梁柱框架式结构设计，建筑物内外装饰方面可采用目前所有的方案，不受材质特殊性的限制。它采用轻质隔墙体系，业主可根据需要变更装修。

第三，抗震性能强：所采用的框架结构本身就具有较强的抗震性而结构用竹基纤维复合材材料极强的韧性也为结构用竹基纤维复合材建筑物提供了出色的抗震性保障。

第四，保温性能好：基础、墙体、屋面均采用保温设计，有非常好的保温性能。

第五，防火性能高：结构用竹基纤维复合材材料自身就达到了B1级的防火等级要求，另外在设计内部装修装饰的时候会受材质特殊性的限制进一步加强防火设计。其中，B1等级为GB 8624-2012建筑物材料及制品燃烧性能分级的B1等级。

第六，节能环保：施工期短，施工干净简单，无污水铁屑等废料，无大的噪音无电焊作业比较安全。“预制装配式建筑物”对节能环保大有裨益，在许多方面都更加绿色环保：物料的使用和投入得到更好的控制，废物可以得到更有效的回收。通过工厂化生产和现场装配施工，可大幅减少建筑垃圾和建筑污水，降低建筑噪音，降低有害气体及粉尘的排放，减少现场施工及管理人员。一般可节约材料20％，节水60％以上。

第七，安全性高：对于工人来说，在工厂中，在稳定的地板上而不是在高处比在现场具有更好的安全控制，建造也更为安全。工人在工厂地板上组装上层房间或单元的材料，则特别容易管理。某些版块预制单元在工厂远比在泥泞的地方建造要好。

第八，结构件精度高：“预制装配式建筑物”与传统建造的住宅相比，构件精度更高，能最大限度地改善墙体开裂、渗漏等质量通病，并提高住宅整体安全等级、防火性和耐久性。

在一个可选的实施方式中，上述预制的结构件包括：预先制备的多个框架梁、框架柱、墙体、屋架、屋面；

上述步骤S22，如图8至图12所示，将预制的结构件以装配方式形成建筑物，包括：

S221：在地基上安装框架柱，如图8所示，可以先找平地基41，在地基41上安装框架柱22；

S222：安装框架梁，框架梁与框架柱远离地基的一端连接，如图9所示，在框架柱22上安装框架梁26；

S223：安装墙体，墙体安装于框架梁和框架柱形成的框架结构上，如图10所示，在框架梁26和框架柱22形成的框架结构上安装墙体42；

S224：安装屋架，屋架设置于墙体远离地基的一侧上，如图11所示，在墙体42上侧安装屋架21；

S225：安装屋面，屋面设置于屋架上，如图12所示，在屋架上安装屋面1。之后，可以安装屋面瓦片、檐口装饰条等其他装饰物。

上述建筑物可以包括梁、柱、墙体、屋面、以及地板，其中，柱可以为垂直支柱形式的框架柱，梁可以为水平托梁形式的框架梁、次梁或屋架。建造房屋主要包括，先在施工现场建造基础地基，找平地基，然后可以安装地板。框架柱可以连接到地基或地板，例如连接到地板的几个角。或者，可以在安装地板之前将框架柱连接到基础地基。墙板可以固定在横着设置的框架梁或立着设置的框架柱上。屋面或楼面、地板可附接到框架梁、次梁、框架柱、屋架、墙体的其中一个或多个上。

上述实施例中，可以将多个面板(例如可以包括墙体、屋面、地板)运输到建筑工地，上述面板可以具有不同的尺寸，可根据房屋的设计进行预制。门窗也可以预制在面板上，例如屋面上的天窗，地板上的地下室门以及墙体上的门窗。电气组件，例如墙壁插座或用于照明或互联网电缆的墙壁连接器，可以预制在墙体或屋面上。上述建筑物还可以包括结构件，结构件可以包括框架梁和框架柱、次梁和屋架结构等各构件，结构件还可以包括多种形式的连接件。各构件和连接件的连接形式，可以为固定连接，比如螺钉等方式的固定连接、胶粘等方式的固定连接，还可以为可拆卸连接，例如接触式扣接，卡接，互锁连接等。

通过采用预制装配式的建造方式，以先预制结构件，再在施工现场进行安装的方式，可以简化房屋的建造，因为在施工现场形成房屋的基础之后，可以将最少数量的地板，屋面，墙体和框架梁、框架柱等结构件运输到施工现场进行施工，组装，从而简化建造工艺，提升建造安全性，降低建造成本。

在一个优选的实施例中，该采用结构用竹基纤维复合材的建筑物，还可以采用钉式基础。具有以下优点：

1.适合各种不同地形，不破坏自然环境；

2.不需进行土地平整，直接可以施工；

3.建筑物迁移后，地钉可取出重复利用；

4.采用热镀锌艺超过采用热镀锌工艺，超过50年的寿命年的寿命；

5.施工速度快，100平方米基础仅需1天且即装即用；

6.综合成本比普通混凝土基础低30％。

根据本申请的再一方面，本申请还提供了一种建筑物，该建筑物部分或全部采用结构用竹基纤维复合材材料建成，其中，结构用竹基纤维复合材为，将竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的过程生产而成，并经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工，形成的复合材料。

如图1所示，该建筑物10为房屋，其外墙由结构用竹基纤维复合材101制作而成。该建筑物由于采用结构用竹基纤维复合材作为材料，整体更加贴近自然，美观舒适。当然，除了外墙墙体，在另一些可选的实施例中，该建筑物的其他结构还可以使用结构用竹基纤维复合材制作而成。

上述实施例中的建筑物可以由结构件构成，结构件可以理解为构成建筑物的多个组件，上述结构件的构成材料可以为多种，比如金属材料或者其他类型材料，如复合材料。

在一个优选的实施例中，该建筑物包括由结构用竹基纤维复合材制成的结构件，结构件包括构件或连接件、或同时包括构件和连接件。在本实施例中，该构件优选但不限于：框架梁、框架柱、墙体、屋架、屋面，还可以包括其他类型的结构，比如龙骨结构、板结构等。

当然，上述结构件的构成材料，除了上述优选实施例中列出的结构用竹基纤维复合材，还可以采用其他材料制成，比如，金属材料，该金属材料可以包括但不限于钢或其他铁基合金。举一个具体的例子进行解释说明，比如，一个房屋内的多个框架梁中，可以一部分框架梁采用金属材料制成，另一部分的框架梁和框架柱全部由结构用竹基纤维复合材制成。

在一个可选的实施例中，连接件包括拼接柱连接件、或工程连接件、或同时包括拼接柱连接件和工程连接件，其中，拼接柱连接件具有多个用于拼接构件的拼接部，工程连接件包括多个用于固定构件的固定部。如图6和图7所示，工程连接件包括一个用于固定框架柱22的固定部，以及包括两个用于固定框架梁26的固定部。

在一些实施例中，上述连接件可包括金属材料，例如连接件可以优选但不限于由金属或合金例如钢或铁基合金制成，基于金属的连接件可以简单的连接方式进行连接，例如通过焊接或通过螺栓和螺母进行螺栓连接。例如，上述建筑物可以包括多个墙体，这些墙体可以直接和框架梁、框架柱连接，还可以多个墙体之间直接连接以形成一整面组合墙体。形成组合墙体的组装过程可以是基于金属的连接件，例如使用基于金属的导管式连接件来连接墙体，或者使用焊接或螺栓连接来连接固设在墙体内的各连接件，从而可以组装多个组合墙体，提高墙体的装配效率。

在另一个优选的实施例中，上述构件之间通过榫卯结构或连接件连接。比如，构件可以为框架梁、框架柱，两构件之间可以通过自身的榫卯结构进行直接连接，也可以通过其他连接件，比如拼接柱连接件或钢制的工程连接件进行固定连接。

通过上述实施例，结构用竹基纤维复合材制成的结构件相比于普通竹材的结构件具有如下优势：第一，可形成标准规格材料，适合工业化加工、应用，因结构用竹基纤维复合材的成品一般为标准规格的木方和板材，与天然竹材的空心圆柱形截然不同，可以通过机械设备加工成适合现代建筑物需要的不同规格的框架梁、框架柱、墙体等。由于标准化的结构材料，其建筑物应用时的节点设计也变得相对简单，不仅可参照中国古代木结构建筑物的榫卯结构进行连接，也可以按现代木结构建筑物标准的节点设计方式通过钢制连接件简单的进行连接，节点设计简单可靠。第二，具有极优的力学性能，结构用竹基纤维复合材产品的原材料密度高，是普通竹木地板的1.6倍左右，因硬度大，静曲强度大，冲击韧性高，因此具有密度大，硬度高，耐冲击，耐磨损等特点。

上述各实施例中的建筑物可以包括主体梁柱，比如框架梁、框架柱、屋架，以及包括墙体、屋面、楼面中的一种或多种。

在一个可选的实施例中，该建筑物可以包括主体梁柱或框架梁柱，其中，主体梁柱可以包括起到主要支撑作用的梁和柱结构。比如，该主体梁柱可以包括如图2所示的屋架21、框架柱22、次梁24、框架梁26，此时的建筑物较为简易，也属于本申请保护的建筑物范围。

在另一个可选的实施例中，该建筑物可以包括主体梁柱、墙体、屋面和楼面。如图2所示，该建筑物具体可以包括屋面1、主体2(其中包括楼面和主体梁柱)、墙体3；其中，优选屋面1包括瓦片11、屋面防水板12、复合屋面板13、檐口板14；主体2包括主体梁柱和楼面，其中，主体梁柱包括屋架21、框架柱22、框架梁26，可选的还包括次梁24；楼面包括楼层板23。墙体3包括外墙装饰板31、呼吸纸32、复合墙体板33。

该结构用竹基纤维复合材建筑物中采用的多种结构用竹基纤维复合材结构件之间可以通过榫卯结构或连接件连接。当采用连接件连接的情况下，该连接件可以为如图3和图4所示的连接件25。具体地，如图3所示，结构用竹基纤维复合材建筑物的主体梁柱中可以包括框架梁26、框架柱22和次梁24，其中，框架梁26与次梁24之间可以通过如图3所示结构的连接件25这种结构来连接，在本可选的实施例中，该连接件25的材质可以为金属，比如，钢或其他铁基合金；如图4所示，框架柱22和框架梁26之间也可以通过如图4所示结构的连接件25来进行连接，同样，在本可选的实施例中，该连接件25也可以为金属材质。当然，本申请中的连接件不限于上述图3和图4中的结构和材质，还可以是其他能够连接固定结构用竹基纤维复合材结构的结构，材质方面还可以采用木结构材质，优选直接采用结构用竹基纤维复合材材料，这样，可以实现全屋的构件和连接件均采用结构用竹基纤维复合材材料，实现巧妙装配和连接。

上述实施例中，该建筑物采用装配式技术，如采用装配式梁柱及屋架结构，集成墙体、楼面及屋面；

其中，集成墙体可以为结构用竹基纤维复合材墙板结构，包括采用结构用竹基纤维复合材板结构的外墙板、内墙板和结构用竹基纤维复合材龙骨结构，该外墙板、内墙板分别固定于龙骨结构上，外墙板与内墙板之间可以设置有保温层；龙骨结构的两侧分别设置有隔热层和防潮层；内、外墙板的表面上优选布置有若干条凹槽。本墙板具有良好的保温、隔热和防潮效果；不易开裂、抗灾性能好、结构简单、经济实用。其中隔热层是欧松板(又称，OSB板)；防潮层是呼吸纸。龙骨结构与内、外墙板都是采用结构用竹基纤维复合材。

在一个优选的实施例中，如图5所示，该集成墙体为复合墙板33，其主要包括外墙板、内墙板和龙骨结构，该外墙板和内墙板分别为如图5所示的水泥纤维板332和水泥纤维板334，龙骨结构为SPF龙骨311，上述水泥纤维板332和水泥纤维板334分别固定于SPF龙骨331上，SPF龙骨331与水泥纤维板332和水泥纤维板334之间的空隙由玻璃纤维棉333填充。

在另一个优选的实施例中，该集成墙体还可以包括：厚石膏板、OSB板、以及夹设在两板之间的龙骨结构，该龙骨结构为龙骨立柱结构，主要起支撑作用，两板间的龙骨结构的空隙填充设置有玻璃纤维棉，OSB板远离龙骨立柱的一侧依次设置有：单向呼吸纸、铁丝网、水泥砂浆、文化砖。

除了上述墙板可以为集成形式外，楼面和屋面也可以采用集成形式。比如，集成保温楼面板包括：地毯、地毯垫层、OSB板三层设置在上方、厚石膏板设置于最下方，OSB板和厚石膏板之间，设置有支撑骨架和玻璃纤维棉，该玻璃纤维棉填充在支撑骨架与两板之间的空隙内。

集成保温屋面板可以包括沥青瓦、防水卷材、OSB板、玻璃纤维棉、次龙骨、吊顶次龙骨、厚石膏板、楔形件、压型板、落水系统。其中，沥青瓦、防水卷材和OSB板设置于次龙骨和吊顶次龙骨上侧，次龙骨设置于建筑物顶层，且次龙骨设置在厚石膏板上，楔形件用于支撑和连接次龙骨、厚石膏板与压型板。压型板设置于房檐部位，落水系统设置在沥青瓦、防水卷材、OSB板的下侧。

说明：上述墙体、楼面和屋面的结构并不限于上述优选的实施方式，还可以是其他结构和其他材料，除了固定使用竹基纤维复合材作为发明声称的建筑物的梁和柱，其他建筑组的组成和材料均可替换现在市面上常用的建筑材料。

在一个优选的实施例中，该房屋中的各结构件可以为预制的结构件，比如，墙体、楼面、屋面等均可采用集成方式在工厂预制，到现场装配即可，大大缩短了施工周期。同时可以根据不同地区的保温要求，提供不同厚度不同保温性能的集成方案。包括墙体的内外装饰可以选择目前市面上所有可用的装饰方案。

在一个优选的实施例中，该结构用竹基纤维复合材建筑物主要由屋面、墙体和主体梁柱(框架梁和框架柱)组成。

1.主体梁柱：主体梁柱采用结构用竹基纤维复合材原料制作，在本实施例中，结构用竹基纤维复合材原材料密度高达1.03ɡ/cm³是普通竹木地板的1.6倍左右，硬度达到67.7Mpa，静曲强度达到120.9Mpa，冲击韧性为114.7KF/cm³。因此具有密度大，硬度高，耐冲击，耐磨损等特点。主体梁柱采用榫卯加连接件固定连接。

2.屋面结构组成：玻纤瓦、1.2cm欧松板、渗水条、SBS防水、1.2cm欧松板、10cm保温棉、龙骨、1.2cm欧松板。这种结构用竹基纤维复合材屋面结构体系不仅防水防潮，而且在隔音隔热方面突出。结构用竹基纤维复合材屋面结构体系是保证结构用竹基纤维复合材建筑物体系冬暖夏凉、生态环保的首要体系；

3.墙体体系结构组成：内墙(1.2cm欧松板、石膏板、乳胶漆)、中间保温棉(该中间保温棉是可选的结构)、外墙(1.2cm欧松板、防水层、水泥压力板、防水)。结构用竹基纤维复合材墙体结构体系防水性能卓越，有较好的强度，并且在保温、隔热、防火上有良好的物理性能。同时，人性化的设计理念使结构用竹基纤维复合材建筑物具有合理的墙体孔洞预留、管道串线的布局。上述墙体可以是中空的，例如，具有中空的袋，例如从板的一端到相对端的中空通道。空心通道可以减轻墙体的重量，同时允许电线穿过墙体。在另一些实施例中，墙体还可以形成有电气或机械联接件，例如用于电气设备(灯，风扇等)的电源插座或电气连接，或用于连接比如时钟，图片等固定装置的机械钩。墙体可以具有连接电联接器的空心通道，以便电线可以通过这些联接器。例如，水平中空通道可用于墙体之间的联接，而垂直中空通道可用于水平中空通道之间的联接。

结构用竹基纤维复合材建筑物具有环保性、可拆卸性以及美观性，及健康、舒适和安全方面独特的优势。可以用于私人住宅、商用住宅、农村建设用房、房地产项目的配套建设(如报亭，社区活动中心等)、旅游景区休闲度假屋、市政公共基础建设等项目。

根据本申请的再一个方面，还提供了一种制造用于建筑物制造应用的结构用竹基纤维复合材料的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S01，提供竹子；

步骤S02，将竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的生产工艺，形成竹材原料；

步骤S03，将竹材原料经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工工艺，形成可直接应用于装配式建筑复合材料。

采用本申请上述实施例，制备工艺简单高效，得到的结构用竹基纤维复合材性能优异。

在一些可选的实施例中，结构用竹基纤维复合材的性能参数至少符合以下条件之一：

密度为1.00/㎝³～1.05/㎝³；含水率为1％～10％；在耐腐实验中质量损失率为1％～16％；静曲强度为115Mpa～130Mpa；顺纹抗压强度为80％～85％；抗弯强度105Mpa～145Mpa；抗弯弹性模量12300Mpa～15500Mpa；顺纹抗剪强度为10.0～16.0；横纹抗压为24.0～65.0；抗拉强度155Mpa～190Mpa；干缩系数为0.2～0.3；建筑物防火标准为B1级。

在上述实施例中，结构用竹基纤维复合材的密度为1.00/㎝³～1.05/㎝3，优选密度1.03/㎝³，可见结构用竹基纤维复合材具有优异的力学性能，与高档硬木相当；结构用竹基纤维复合材的静曲强度为115Mpa～130Mpa，优选静曲强度为120.9Mpa；握钉力高于一般木材及人造板；结构用竹基纤维复合材的耐腐实验中质量损失率为1％～16％，优选为2％，具有防霉耐腐的特性。绿色环保：原料可循环利用，不破坏生态环境；成品甲醛释放量为0.1mg/L(超欧洲E0级标准)。防火性能高：达到B1级建筑物防火标准。

通过上述实施例可知，结构用竹基纤维复合材的力学性能优异，经过与木材对比测试，得到结构用竹基纤维复合材与木材的力学性能对比结果，如下表1所示：

表1结构用竹基纤维复合材与木材的力学性能对比

单位：Mpa

将结构用竹基纤维复合材材料样本进行含水率、强度、甲醛释放量等多项性能参数的检测，检测结果如下表2所示：

表2结构用竹基纤维复合材材料性能检测结果

序号	检测项目	单位	标准要求	检测结果
					1	含水率	％	6～10	8.6
2	顺纹抗压强度	Mpa	≥73	82.1
					3	抗弯强度	Mpa	≥115	143.7
4	抗弯弹性模量	Mpa	≥12300	13580
					5	顺纹抗剪强度	Mpa	≥10.0	15.7
6	横纹抗压	Mpa	≥24.0	局部抗压：54.4、全部抗压：61.0
					7	甲醛释放量	mg/L	E1≤1.5	0.24

对结构用竹基纤维复合材材料的防火性能测试，分别对结构用竹基纤维复合材进行可燃性试验测试，和燃烧试验测试。测试结果如下表3和表4所示：

表3结构用竹基纤维复合材可燃性检测结果

表4结构用竹基纤维复合材或制品的单体燃烧试验结果

备注：FIGRA0.2MJ为当试样燃烧热释放量达到0.2MJ时的燃烧增长率指数；THR600s为试样受火于主燃烧器最初600秒内的总热释放量；LFS为火焰在试样长翼上的横向传播；SMOGRA为烟气生成速率指数；TSP600S为600s内总产烟量；-代表不适用。

经测试，结构用竹基纤维复合材符合B1防火等级，B1等级的测试标准如下表5所示：

表5B1防火等级标准和判据表

检测用于室外的结构用竹基纤维复合材板坯的防腐性能。

试验采用的腐朽菌侵染测试试样尺寸：20mm×20mm×10mm，对照材采取杨木。试验采用的试菌包括腐朽菌，具体包括：白腐菌、彩绒革盖菌；褐腐菌、密粘褶菌。

实验方法

参照中国人民共和国林业行业标准LY/T 1283-1998《木材防腐剂对腐朽菌毒性实验室试验方法》和中华人民共和国国家标准GB/T13942.1-2009《木材天然耐久性试验方法》对结构用竹基纤维复合材的板坯进行防腐性能检测。参照木材天然耐腐登记评价标准进行试材耐腐等级评价。附：木材天然耐腐等级按试样质量损失率划分标准；

表6：结构用竹基纤维复合材板坯防腐检测试验结果

试验结果表明：杨木受褐腐菌侵染后质量损失率为51.92％，受白腐菌侵染为54.49％，本次试验有效：结构用竹基纤维复合材板坯1受白腐菌和褐腐菌侵染后造成质量有一定的损失，其中，受褐腐菌侵染后质量损失率为11.98％，受白腐菌侵染为11.67％，平均质量损失率为11.83％，其耐腐等级达到了Ⅱ级耐腐水平；结构用竹基纤维复合材板坯2受白腐菌和褐腐菌侵染后造成质量有一定的损失，其中，受褐腐菌侵染后质量损失率为1.49％，受白腐菌侵染为1.67％，平均质量损失率为1.58％，其耐腐等级达到了Ⅰ级耐腐水平；

结论：经过室内腐朽菌侵染测试试验结果表明：该结构用竹基纤维复合材板坯受白腐菌和褐腐菌侵染后平均质量损失率为11.83％和1.58％，有较好的耐腐性能，其耐腐等级达到了Ⅰ级或Ⅱ级耐腐水平。

以橡胶木为对照试材的耐腐性试验，对结构用竹基纤维复合材参照GB/T 18261-2000《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》，以橡胶木为对照试材进行了耐腐性试验。经过试验对比结构用竹基纤维复合材具有良好的防霉性能。

表7结构用竹基纤维复合材的防霉性能表

竹子是环保型经济林，由它制造的结构用竹基纤维复合材是一种新型的环保材料，将结构用竹基纤维复合材与橡木、红松进行对比，得到力学性能参数的对比结果，如下表8所示：

表8结构用竹基纤维复合材与橡木、红松力学性能对比表

结构用竹基纤维复合材相对于一般实木的力学强度较大，且干缩系数较小，是难得的优质建筑物材料。

另外，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

综上所述，本申请提供的一种结构用竹基纤维复合材的新用途、建筑物及其建造方法，具备的有益效果，主要包括如下几点：

1、采用结构用竹基纤维复合材材料制作建筑物这一新用途，由于结构用竹基纤维复合材在强度、韧性、防火阻燃、抗腐蚀、经久耐用等方面具有优异的特性，采用该材料制作建筑物是一种新的尝试，制作出来的建筑物具有抗震抗风、自然健康、利于设计、冬暖夏凉、防潮防虫等优势。

2、结构用竹基纤维复合材建筑物的建造方法采用先制造结构用竹基纤维复合材结构的预制件，然后通过装配的方式进行拼接或组装形成建筑物，这样预制装配的方式简单快捷，预制构件易于运输和装配，提高了建筑物制造效率同时降低了建造成本。

3、制造用于建筑物制造应用的结构用竹基纤维复合材料的方法，制备工艺简单高效。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.结构用竹基纤维复合材的一种新用途，其特征在于，用所述结构用竹基纤维复合材作为材料制作建筑物，

其中，所述结构用竹基纤维复合材为，将竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的过程生产而成，并经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工，形成的复合材料。

2.一种建筑物，其特征在于，所述建筑物部分或全部采用结构用竹基纤维复合材建成，

其中，所述结构用竹基纤维复合材为，将竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的过程生产而成，并经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工，形成的复合材料。

3.根据权利要求2所述的建筑物，其特征在于，所述建筑物包括由所述结构用竹基纤维复合材制成的结构件，所述结构件包括构件和/或连接件。

4.根据权利要求3所述的建筑物，其特征在于，所述构件之间通过榫卯结构或所述连接件连接。

5.根据权利要求4所述的建筑物，其特征在于，所述连接件包括拼接柱连接件和/或工程连接件，

其中，所述拼接柱连接件具有多个用于拼接所述构件的拼接部，所述工程连接件包括多个用于固定所述构件的固定部。

6.根据权利要求3所述的建筑物，其特征在于，所述构件包括框架梁、框架柱、墙体、屋架、屋面中的一种或多种。

7.一种建筑物建造方法，其特征在于，包括如下步骤：

将竹子经过生产加工工艺制作形成结构用竹基纤维复合材；其中，所述生产加工工艺包括：取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的生产工艺，和裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工工艺；

将所述结构用竹基纤维复合材作为材料构建建筑物。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述结构用竹基纤维复合材作为材料构建建筑物包括：

将所述结构用竹基纤维复合材形成预制的结构件；

将预制的结构件以装配方式形成建筑物。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预制的结构件包括：预先制备的多个框架梁、框架柱、墙体、屋架、屋面；

将预制的结构件以装配方式形成建筑物，包括：

在地基上安装框架柱；

安装框架梁，所述框架梁与所述框架柱远离地基的一端连接；

安装墙体，所述墙体安装于所述框架梁和所述框架柱形成的框架结构上；

安装屋架，所述屋架设置于所述墙体远离所述地基的一侧上；

安装屋面，所述屋面设置于所述屋架上。

10.一种制造用于建筑物制造应用的结构用竹基纤维复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供竹子；

将所述竹子经过取丝、干燥、碳化、浸胶、压制、固化、脱模的生产工艺，形成竹材原料；

将所述竹材原料经裁切、铣型、开孔、表面板处理的加工工艺，形成可直接应用于装配式建筑的复合材料。

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