一种竹筒混凝土组合结构及其应用

1.本发明属于建筑结构设计领域，涉及一种竹材和混凝土组合结构及其应用。


背景技术：

2.目前混凝土成为国内建筑的主要材料，但实践表明混凝土的保温性能较差，想要保证混凝土墙体具备良好的保温性能，就必须依靠其内外部的保温材料，但施工工序和施工成本也将因此增加。当前我国市面上常见的建筑保温节能墙体根据建筑墙体保温节能技术的不同，大致可以分为内保温复合墙体、外保温复合墙体以及墙体自保温节能体系三类。从市场占有情况来看，内保温复合墙体是现阶段应用最广、最普遍的一种建筑保温节能墙体。然而外墙内保温容易出现热桥，热桥部位可能会出现结露从而引起墙面发霉、开裂；并且内保温施工工艺做法也会占用建筑的使用面积，在室内进行二次装修时可能会破坏保温层，影响建筑的保温效果。而外保温系统由于需要多种材料在复杂的施工工艺下的共同作用，施工湿作业量大，现场工艺复杂，如果施工不规范，则难以满足预期的效果。除了建筑墙体外保温和内保温以外，还有建筑墙体自保温节能体系，它不需要设置外在的保温层，仅依靠自身材料的性能即可满足目前国家建筑节能率65％的标准，并且其自身也具有良好的物理力学性能，轻质、高强，在未来具有广阔的发展与应用空间。
3.除了保温性能较差以外，混凝土材料本身并不具有节能效果，在其生产加工过程中不仅要耗费大量能量还会产生大量烟尘、粉尘以及有害气体污染大气，属于非节能型材料。同时混凝土在制作过程中需耗用大量砂石，砂石的大量开采会导致资源的枯竭，因此混凝土类材料在墙材行业难以持久发展。在建筑保温节能墙体未来的发展过程中，应当对墙体材料进行不断研发，开发满足保温、绿色、环保的生态建筑墙体保温材料，让墙体真正达到节能保温的作用。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提出了一套以竹材作为主要原料的结构体系，大幅减少相同体积结构的水泥用量，充分利用和发挥材料的自身结构性能优势，做到保证结构承重能力的条件下减轻结构自重，利用竹筒内部空腔在其中填放高孔隙率发泡材料，规避了混凝土的导热快易形成冷桥的问题，使结构不需外在的保温层仅依靠自身材料的性能即可具有更好的保温隔热隔声作用；同时可再生的自然材料的使用，不仅更加绿色环保，减少了有害气体的排放和废料的产生，也显著的节约了建造成本。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种竹筒混凝土组合结构，包括混凝土1、竹筒2、骨料颗粒3和发泡材料4。
7.所述竹筒2上设有开槽8，多个竹筒通过开槽8相互插接联排布置。竹筒2的内外壁均匀涂刷有树脂，树脂表面粘结骨料颗粒3；竹筒2内腔设有发泡材料4。
8.所述发泡材料4表面均匀涂刷树脂，树脂表面均匀粘结骨料颗粒3。
9.所述混凝土1用于浇筑竹筒成型。
10.进一步的，浇筑前采用三种方式对竹筒进行二次加固：采用碳纤维布7对竹筒底部进行包裹捆绑二次加固；或者采用铁丝9将竹筒捆扎为一组(如四筒或六筒一组)，每组之间再相互交叉绑接；或者在竹筒上开有水平纵向及水平横向的孔洞10，用竹筋6串联并在竹筋端头拉紧固定。
11.将上述竹筒混凝土组合结构进一步衍生用于制作楼板以及梁等构件；其中，预制组合楼板过程中：在浇筑混凝土1成整体前，在竹筒层上部铺设一层拉结钢丝网5，浇注成型后将竹筒混凝土组合结构倒置使拉结钢丝网5处于底部位置。预制组合梁的过程中：采用竹筋6穿过竹筒上的孔洞10并在竹筋端头固定拉紧以增强结构受弯性能。
12.本发明的有益效果：本发明由经过处理的竹筒、水泥相结合以及一些辅助材料组成，利用竹筒顺纹良好的抗压性能将竹筒开槽相互插接联排布置，竹筒内部空腔放置保温隔热隔音高孔隙率发泡材料，利用丰富的空腔孔隙增加结构的保温隔热性能，并减轻部件重量，最后用水泥、骨料浇注成整体。本发明具有轻质、保温、隔热、隔音、环保等优点，能用于建造建筑墙体、梁和楼板，解决了目前房屋结构在建造施工过程中产生的能源过多耗费以及环境污染的问题。
附图说明
13.图1为所述竹筒混凝土组合结构的示意图。
14.图2为组合楼板结构示意图。
15.图3为组合梁结构示意图。
16.图4为竹筒开槽示意图。
17.图5为竹筒插接后示意图。
18.图6为采用碳纤维布对竹筒底部进行包裹捆绑二次加固的示意图。
19.图7为采用铁丝绑扎二次加固的示意图。
20.图8为采用竹筋串接二次加固的示意图。
21.图中：1混凝土；2竹筒；3骨料颗粒；4发泡材料；5拉结钢丝网；6竹筋；7碳纤维布；8开槽；9铁丝；10孔洞。
具体实施方式
22.以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
23.如图1所示，一种竹筒混凝土组合结构，包括混凝土1、竹筒2、骨料颗粒3和发泡材料4。
24.将竹筒按照尺寸进行切割开槽并进行化学浸渍法进行防腐防虫处理，再在竹筒2的内外表面均匀涂刷树脂并在树脂表面粘结骨料颗粒3，以便和混凝土1更好地粘结。之后将竹筒2通过开槽8插接形成结构骨架。将高孔隙率发泡材料4表面均匀涂刷树脂并于阴凉处晾置30分钟，然后在树脂表面均匀撒放骨料颗粒3，将处理后的发泡材料4放入竹筒2空腔内；最后浇筑混凝土1成型，混凝土起到保护内部竹筒结构的耐久性、各结构部件之间的粘结剂、填缝剂以及装饰性作用。
25.浇筑前采用三种方式对竹筒进行二次加固：采用碳纤维布7对竹筒底部进行包裹捆绑二次加固；采用铁丝9将竹筒捆扎为一组(如四筒或六筒一组)，每组之间再相互交叉绑
接；在竹筒上开出水平纵向及水平横向的孔洞10，用竹筋6进行串联并在竹筋端头拉紧固定。
26.将竹筒混凝土组合结构用于预制组合楼板，具体过程中，在浇筑混凝土成整体之前，在竹筒层上部铺设一层拉结钢丝网5，浇注成型后将组合楼板倒置使拉结钢丝网5处于组合楼板底部位置。
27.将竹筒混凝土组合结构用于预制组合梁，具体过程中，采用竹筋6穿过竹筒上的孔洞10并在竹筋端头固定拉紧以增强结构受弯性能。
28.以上所述实施例仅表达本发明专利的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明专利构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明专利的保护范围。


技术特征：
1.一种竹筒混凝土组合结构，其特征在于，所述的竹筒混凝土组合结构包括混凝土(1)、竹筒(2)、骨料颗粒(3)和发泡材料(4)；所述竹筒(2)上设有开槽(8)，多个竹筒通过开槽(8)相互插接联排布置；竹筒(2)的内外壁均匀涂刷有树脂，树脂表面粘结骨料颗粒(3)；竹筒(2)内腔设有发泡材料(4)；所述发泡材料(4)表面均匀涂刷树脂，树脂表面均匀粘结骨料颗粒(3)；所述混凝土(1)用于浇筑竹筒成型。2.根据权利要求1所述的一种竹筒混凝土组合结构，其特征在于，浇筑前采用三种方式对竹筒进行二次加固：采用碳纤维布(7)对竹筒底部进行包裹捆绑二次加固；或者采用铁丝(9)将多个竹筒捆扎为一组，每组之间再相互交叉绑接；或者在竹筒上开有水平纵向及水平横向的孔洞(10)，用竹筋(6)串联并在竹筋端头拉紧固定。3.一种如权利要求1或2所述的竹筒混凝土组合结构的应用，其特征在于，用于制作楼板及梁；其中，预制组合楼板过程中：在浇筑混凝土(1)成整体前，在竹筒层上部铺设一层拉结钢丝网(5)，浇注成型后将竹筒混凝土组合结构倒置使拉结钢丝网(5)处于底部位置；预制组合梁的过程中：采用竹筋(6)穿过竹筒上的孔洞(10)并在竹筋端头固定拉紧以增强结构受弯性能。

技术总结
本发明提供了一种竹筒混凝土组合结构及其应用，属于建筑结构设计领域。所述的竹筒混凝土组合结构由经过处理的竹筒、水泥相结合以及一些辅助材料组成，利用竹筒顺纹良好的抗压性能将竹筒开槽相互插接联排布置，竹筒内部空腔放置保温隔热隔音高孔隙率发泡材料，利用丰富的空腔孔隙增加结构的保温隔热性能，并减轻部件重量，最后用水泥、骨料浇注成整体。本发明具有轻质、保温、隔热、隔音、环保等优点，能用于建造建筑墙体、梁和楼板，解决了目前房屋结构在建造施工过程中产生的能源过多耗费以及环境污染的问题。境污染的问题。境污染的问题。


技术研发人员：邵明 吴奇轩 胡沈健 魏霄 陈瑜
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/6/10