加固式开裂原竹及开裂原竹的加固方法技术

本发明专利技术公开了一种加固式开裂原竹及开裂原竹的加固方法，其中加固式开裂原竹包括：开裂原竹体和第一加固结构。开裂原竹体包括竹节和至少两节竹筒，相邻的两节竹筒之间通过竹节连接，竹筒上形成有至少一条裂缝。第一加固结构包覆在竹筒的外表面上，第一加固结构的至少部分环绕裂缝设置。本发明专利技术实施例的加固式开裂原竹，通过采用第一加固结构将原竹的裂缝进行环绕和包覆，使开裂原竹体的表面形成环向限位和周向加固，因此开裂后的原竹的力学性能得以有效增强，抑制了裂缝的进一步扩展，提升了开裂原竹体的承载能力和抗变形能力。通过抑制开裂原竹体表面的水分与外界环境中水分的交换，有效地防止了开裂原竹体进一步干缩。

Reinforcement method of cracked bamboo and cracked bamboo

【技术实现步骤摘要】
加固式开裂原竹及开裂原竹的加固方法
本专利技术属于土木工程
，具体是一种加固式开裂原竹及开裂原竹的加固方法。
技术介绍
在建筑行业中，使用绿色环保的建筑材料是筑造生态建筑的有效手段。竹子是生长速度最快的植物，一般2-3年即可成材，并可长期轮伐。竹材顺纹方向力学性能好，综合能耗低，在全生命周期都能满足节能环保的要求。我国竹林资源十分丰富，其面积和产量均居世界首位。而原竹作为一种天然材料，外形不规则、性能离散性大、顺纹易开裂、耐久性较差等不足，致使原竹结构的工程应用面临着巨大挑战和困境。原竹竹壁主要由平行于杆长方向的纵向竹纤维组成，没有环向纤维，在竹节处有部分纵向纤维向节隔弯折交错，因此，原竹受力呈现显著的各向异性，其顺纹抗剪强度和环向抗压强度非常低，在受压或受弯时易于发生顺纹开裂或劈裂。此外，原竹的纵向纤维从外部竹青到内部竹黄逐渐变得稀疏，具有梯度变化，这种梯度变化会致使原竹径向不同部位的干缩率不同，在环境湿度改变时原竹壁内会产生较大的内应力，而导致干缩开裂。原竹一旦开裂，就从闭口圆环截面变为开口圆环截面，其抗压、抗剪、抗扭等承载力均大幅度下降。相关技术中，工程师通常采用钢箍约束抑制顺纹开裂，然而随着原竹结构的进一步干缩开裂，钢箍发生应力松弛，约束效果变差，最终致使约束失效。同时，钢箍耐腐蚀性较差，易发生腐蚀断裂导致使用寿命急剧下降。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种加固式开裂原竹，所述加固式开裂原竹力学性能高，强度大，可有效抑制原竹裂缝扩展，防干缩能力强，解决了现有技术中加固后的开裂原竹不断干缩开裂导致加固失效的问题。本专利技术还旨在提出一种开裂原竹的加固方法。根据本专利技术实施例的一种加固式开裂原竹，包括：开裂原竹体，所述开裂原竹体包括竹节和至少两节竹筒，相邻的两节所述竹筒之间通过所述竹节连接，所述竹筒上形成有至少一条裂缝；第一加固结构，所述第一加固结构包覆在所述竹筒的外表面上，所述第一加固结构的至少部分环绕所述裂缝设置。根据本专利技术实施例的加固式开裂原竹，通过采用第一加固结构将原竹的裂缝进行环绕和包覆，使开裂原竹体的表面形成环向限位和周向加固，因此开裂后的原竹的力学性能得以有效增强，抑制了裂缝的进一步扩展，提升了开裂原竹体的承载能力和抗变形能力。包覆在裂缝和开裂原竹体外侧设置的第一加固结构将开裂原竹体与外界环境进行隔绝，抑制了开裂原竹体表面的水分与外界环境中水分的交换，有效地防止了开裂原竹体进一步干缩，提升了加固式开裂原竹的寿命。第一加固结构设置简单，施工成型方便，成本低。根据本专利技术一个实施例的加固式开裂原竹，所述裂缝的宽度为d，d≥0.5mm，所述裂缝的深度为h，h≥0.5*h0，h0为竹筒的壁厚，所述裂缝的长度为L，L＜L0，L0为一节所述竹筒的长度；所述裂缝的延伸方向与所述竹筒的长度方向一致。根据本专利技术进一步的实施例，所述第一加固结构环绕所述竹筒包覆所述裂缝，且所述第一加固结构包覆所述竹筒的周向长度为C，C≥1.16*C0且(C-C0)≥d，C0为环绕所述竹筒外壁缠绕一周的长度。根据本专利技术一个实施例的加固式开裂原竹，所述第一加固结构包括：纤维层，所述纤维层包括玻璃纤维层、碳纤维层、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维层、亚麻纤维层、黄麻纤维层中的一种或多种的组合，所述纤维层缠绕的方向与所述裂缝延伸方向的夹角为45度～90度之间。根据本专利技术进一步的实施例，所述第一加固结构还包括：树脂层，所述树脂层包括环氧树脂层、聚氨酯树脂层、生物基树脂层的一种或多种的组合，所述树脂层包覆在所述竹筒的外表面并覆盖所述裂缝，所述树脂层连接在所述纤维层和所述开裂原竹体之间，或所述树脂层连接在所述纤维层和所述开裂原竹体之间且所述树脂层包裹所述纤维层。可选的，所述第一加固结构包括多层纤维层，多层所述纤维层层叠式覆盖在所述裂缝上。根据本专利技术一个实施例的加固式开裂原竹，所述第一加固结构单向缠绕所述竹筒或多向缠绕所述竹筒。根据本专利技术一个实施例的加固式开裂原竹，还包括第二加固结构，所述第二加固结构包括填充在所述开裂原竹体内的填充体，所述填充体包括填充砂浆、灌浆料、石膏、发泡胶的一种或多种。根据本专利技术实施例的一种开裂原竹的加固方法，所述开裂原竹包括前述的加固式开裂原竹的开裂原竹体，所述开裂原竹的加固方法包括以下步骤：步骤S1：打磨并清洁所述开裂原竹体的表面；步骤S2：环绕所述开裂原竹体涂刷树脂层，所述树脂层覆盖所述裂缝，在所述树脂层上覆盖一层或多层纤维层；步骤S3：在所述步骤S2中的纤维层外再涂刷一层树脂层，树脂层固化后形成加固式开裂原竹，所述加固式开裂原竹为前述的加固式开裂原竹。根据本专利技术实施例的开裂原竹的加固方法，通过在开裂原竹体的表面涂刷树脂层、一层或多层纤维层，使得纤维层有效地缠绕在开裂原竹体表面，并将裂缝完好的遮蔽并覆盖；之后纤维层外再涂刷一层树脂层，可进一步加强纤维层之间的浸润性，以及纤维层与原竹开裂体之间的连接性，提升加固式开裂原竹表面的密闭性和抗腐蚀性。加固方法简单、可操作性强，保留了开裂原竹体的建筑施工性能。根据本专利技术进一步的实施例，在所述步骤S3中，所述开裂原竹体适于通过连接件与外部基体连接，且所述开裂原竹体内填充砂浆、灌浆料、石膏、发泡胶中的一种或多种作为第二加固结构加固所述开裂原竹体。可选的，所述步骤S1中，清洁所述开裂原竹体的内部，在所述开裂原竹体的裂缝中加入密封胶。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术一个实施例的加固式开裂原竹与外部基体的连接结构示意图。图2为本专利技术一个实施例的开裂原竹体表面水平包覆第一加固结构的示意图(隐去局部的第一加固结构)。图3为本专利技术一个实施例的开裂原竹体表面倾斜包覆多层纤维层的示意图。图4为本专利技术一个实施例的开裂原竹体表面同时包覆一层纤维层和一层树脂层的横截面示意图。图5为本专利技术一个实施例的开裂原竹体表面同时包覆两层纤维层和多层树脂层、且裂缝中涂覆有密封胶的横截面示意图。图6为本专利技术一个实施例的包含有第二加固结构的加固式开裂原竹与外部基体的连接结构示意图。图7为本专利技术一个实施例的开裂原竹体表面同时包覆一层纤维层和一层树脂层、并在内部设有第二加固结构的横截面示意图。图8为本专利技术一个实施例的开裂原竹体表面同时包覆两层纤维层和多层树脂层、并在内部设有第二加固结构、裂缝中涂覆有密封胶的横截面示意图。附图标记：加固式开裂原竹100、开裂原竹体1、竹筒11、裂缝111、夹角α、竹节12、第一加固结构2、纤维层21、树脂层22、第二加固结构3、填充体31、密封胶4、外部基体200。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加固式开裂原竹，其特征在于，包括：/n开裂原竹体，所述开裂原竹体包括竹节和至少两节竹筒，相邻的两节所述竹筒之间通过所述竹节连接，所述竹筒上形成有至少一条裂缝；/n第一加固结构，所述第一加固结构包覆在所述竹筒的外表面上，所述第一加固结构的至少部分环绕所述裂缝设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种加固式开裂原竹，其特征在于，包括：
开裂原竹体，所述开裂原竹体包括竹节和至少两节竹筒，相邻的两节所述竹筒之间通过所述竹节连接，所述竹筒上形成有至少一条裂缝；
第一加固结构，所述第一加固结构包覆在所述竹筒的外表面上，所述第一加固结构的至少部分环绕所述裂缝设置。


2.根据权利要求1所述的加固式开裂原竹，其特征在于，所述裂缝的宽度为d，d≥0.5mm，所述裂缝的深度为h，h≥0.5*h0，h0为竹筒的壁厚，所述裂缝的长度为L，L＜L0，L0为一节所述竹筒的长度；所述裂缝的延伸方向与所述竹筒的长度方向一致。


3.根据权利要求2所述的加固式开裂原竹，其特征在于，所述第一加固结构环绕所述竹筒包覆所述裂缝，且所述第一加固结构包覆所述竹筒的周向长度为C，C≥1.16*C0且(C-C0)≥d，C0为环绕所述竹筒外壁缠绕一周的长度。


4.根据权利要求1所述的加固式开裂原竹，其特征在于，所述第一加固结构包括：纤维层，所述纤维层包括玻璃纤维层、碳纤维层、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维层、亚麻纤维层、黄麻纤维层中的一种或多种的组合，所述纤维层缠绕的方向与所述裂缝延伸方向的夹角为45度～90度之间。


5.根据权利要求4所述的加固式开裂原竹，其特征在于，所述第一加固结构还包括：树脂层，所述树脂层包括环氧树脂层、聚氨酯树脂层、生物基树脂层的一种或多种的组合，所述树脂层包覆在所述竹筒的外表面并覆盖所述裂缝，所述树脂层连接在所述纤维层和所述开裂原竹体之间，或所述树脂层连接在所述纤维层和所述开裂原竹体之间且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鑫淼，冯鹏，高颖，刘问，曾小蓉，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11