專利名稱：替代中國古建筑材料的一種復合材料與工藝及部分裝備的制作方法
替代中國古建筑材料的一種復合材料與工藝及部分裝備本發(fā)明屬于中國古建筑木結(jié)構材料技術、墻體與門窗技術與施工技術領域。在本技術發(fā)明前，中國古建筑木結(jié)構材料與主要裝修材料均依賴大量木質(zhì)材料， 不利于森林綠化保護；不利于防火安全；無法建設大布局高層建筑，無法適應中國古建在 現(xiàn)代建筑技術的空間發(fā)展，以及空間多樣化、生活化的社會需求；無法實現(xiàn)古建規(guī)?；?準化建設；施工緩慢，工期超長；綜合成本過高；更無法創(chuàng)新發(fā)展中國古代傳統(tǒng)建筑藝術在 世界建筑領域的推廣與普及。本發(fā)明主要突破和解決了 1.通過金屬結(jié)構為主的復合材料以取代傳統(tǒng)的中國古建大木材料，在保證不降低 傳統(tǒng)大木的承重特點外，提高了承重能力1-3倍；使用壽命超過了傳統(tǒng)大木材料；消除了火 災隱患；提高了防腐與抗震能力；本發(fā)明在復合材料生產(chǎn)中外觀顏色一次成型，減除了復 雜的油漆工藝，確保了復合材料的外觀與木材的質(zhì)感，以及表面上色后的質(zhì)感相近，并延長 了維護時間。附圖二至附圖五2.通過保留吸收傳統(tǒng)古建中的榫卯結(jié)構，利用鑄造與加工技術，實現(xiàn)五金件連接， 使古建施工快捷、方便，節(jié)約了傳統(tǒng)古建建設期3-10倍，突破了傳統(tǒng)古建施工工期過長的 問題。附圖二、三、四、八3.通過吸收中國古建傳統(tǒng)建造技法和現(xiàn)代標準化技術，在復合材料生產(chǎn)、加工、安 裝中，實現(xiàn)了材料、五金件、施工的標準化，利于使用現(xiàn)代技術進行分段質(zhì)量控制與質(zhì)量檢 驗；突破了傳統(tǒng)古建建設中無法分階段進行質(zhì)量監(jiān)控的問題，為中國古建筑藝術在世界推 廣奠定了技術基礎。附圖二、三、四、五4.通過新的復合材料創(chuàng)新出新的生產(chǎn)工藝、加工工藝、安裝工藝，其中生產(chǎn)工藝 中的配方工藝，大量使用了廢棄物為填充劑，包括木屑、秸稈、粉煤灰、廢塑料等，降低了材 料成本，擴充了原料適用范圍，為大量使用再生資源提供了新的復合材料途徑。附圖二、三、 四5.通過新工藝流程和二次加工工廠化布局，創(chuàng)新出配套的生產(chǎn)加工機具、設備，以 及安裝機具與設備，以適應工業(yè)化、標準化生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝施工。附圖七、八、九、十、i^一實施方法與步驟1.通過復合材料擠出工藝完成初級材料斷面幾何尺寸的成型、定型，其工藝包括 配方工藝、混料工藝O、預熱工藝@、擠出工藝 、模具成型工藝@、模具冷卻定型 工藝 、再通過牽引拉伸工藝 和切割工藝@完成材料的長度定型，通過化學 穩(wěn)定性和物理指標，進行產(chǎn)品質(zhì)量檢驗工藝@完成最后復合材料出品；其產(chǎn)品類別配置 按古建材料需求標準設置。附圖六、圖九2.根據(jù)用戶要求，依據(jù)對古建材料尺寸與結(jié)構要求，通過二次加工工藝完成對復 合材料的定尺切割,定位鉆孔 、定位開槽@、金屬連接件裝配<§);完成物理檢驗 @)，包括幾何尺寸檢驗、外觀檢驗；完成包裝與運輸。附圖七、圖九
3.通過自制設備@和在現(xiàn)場施工進行吊裝，包括立柱、砌體、門窗、連接板、 托架梁、抱頭梁、檁梁、三架梁(五架梁)、廊柱，檁條鋪設、屋面板鋪設等工序，最終完成古 建全部結(jié)構建設和部分墻體與門窗的安裝。附圖八、十、i^一
1.

圖1是替代中國古代建筑大木材料與聯(lián)接工藝的一種復合材料各聯(lián)接件及生產(chǎn)與 安裝工藝
2.圖2是復合屋面板與檁條聯(lián)接圖及與梁連接圖
3.圖3是復合材料梁架、梁柱、廊柱與配套工藝聯(lián)接件
4.圖4是復合梁、柱與復合連板窗(門)大框、窗、窗臺板墻體工藝聯(lián)接圖及單體結(jié) 構圖。
5.圖5是專用仿古建復合材料聯(lián)接件
6.圖6是替代中國古建筑材料復合材料生產(chǎn)工藝流程及設備流程圖
7.圖7是復合梁、柱、連板、門窗材料二次加工裝配工藝流程與設備流程圖
8.圖8是柱、墻體、窗臺、大框、聯(lián)板、梁、檁、屋面板安裝
9.圖9是金屬襯加熱輸送帶與二次加工輸送線
10.圖10是現(xiàn)場安裝設備(立柱車)
11.圖11是現(xiàn)場安裝設備二(大梁安裝模塊化組合式升降架車)
權利要求
1.本發(fā)明申請保護權利要求如下ι.申請保護圖三中展示的③、@、O、 、Θ，④、@、 ，圖四展示的⑥、 Θ，⑦、⑧、⑨一種替代中國古代建筑大木材料的復合材料，其復合材料結(jié)構由圖三中展示 的Α. B. C.組成或A與C或A與B組成，A代表改性聚氯乙烯——簡稱upvc ；B代表各類填充 劑，包括木粉、秸稈、粉煤灰、輕質(zhì)碳酸鈣、廢塑料與廢橡膠等；C代表金屬襯，包括鋼材、鐵 材、鋁材、銅材等。申請保護的尺寸范圍是直徑或?qū)挾仍?公分至100公分，換算成中國古 代建筑尺寸是2寸至3尺；其中A的厚度尺寸為0. 2毫米-3毫米，C的厚度尺寸為0. 5毫 米-5毫米；申請保護的斷面外形包括柱子的斷面外形圓狀、方狀、長方狀、八角狀、圓弧狀 等；梁的斷面外形包括方型、倒角方型、圓形；申請保護的外觀顏色范圍包括深紅、紫紅、 土紅、大紅、棗紅、本木色、紫檀色、深綠、草綠、墨綠。
2.申請保護的梁柱與檁條配套封蓋注塑件包括方型、圓形、多角形見圖二展示中的 、(g)，圖三展示中的@和圖五展示的(B。
3.申請保護圖二中展示的①、②、O、圖四展示的⑤、@、@替代中國古代建筑中的 檁材、屋面板材、窗臺材與門窗材料的復合材料，其復合材料由圖二、圖四中展示的A. B組 成，A代表改性聚氯乙烯——簡稱upvc ；B代表填充劑，包括木粉、秸稈、粉煤灰、輕質(zhì)碳酸 鈣、廢塑料與廢橡膠等。申請保護的尺寸范圍是屋面板厚度為1公分至3公分，其中A的 厚度為0. 1毫米至2毫米，屋面板的寬度為6公分至30公分，長度為3米至6米；檁條的厚 度或直徑為3公分至6公分，其中A的厚度為0. 1至2毫米，檁條的寬度為3公分至10公 分，長度為1米至3米；窗臺板或過木的厚度為3公分至10公分，其中A的厚度為0. 1毫米 至3毫米，窗臺板的寬度為15公分至30公分，長度為1米至6米。申請保護的斷面外形包 括圓形、方型、長方形。申請保護的顏色范圍包括深紅、紫紅、土紅、大紅、棗紅、本木色、 紫檀色、深綠、草綠、墨綠。
4.申請保護圖四中展示的由窗(門)大框、窗框、窗扇、窗臺板、砌體組成的與上述1、2 相同復合材料的組合工藝，以及斷面形式。
5.申請保護圖三中的@、@，圖五中的@、@、⑩連接復合建材的金屬連接件，包括結(jié)構形式、部分幾何形狀，幾何形狀包括圓柱狀、矩形、方型、十字狀、T型、米字 狀。
6.申請保護組成上述復合材料的填充配方工藝配方，配方工藝包括35%的廢棄塑 料、32 %的秸稈粉或木粉，30 %的粉煤灰或輕質(zhì)碳酸鈣和3 %的石蠟。
7.申請保護圖六、圖九顯示的@在復合材料生產(chǎn)中使用的自制自動化設備——金屬 材料預加熱箱的原理與方法 ，即一種帶燃燒噴嘴的加熱箱，原理是通過對金屬材料均 勻預加熱，使其達到與塑化材料同等的加熱溫度；方法是在保溫轄箱內(nèi)設置燃氣噴嘴，在 自動輸送帶下通過噴嘴加熱。
8.申請保護在圖七、圖九顯示的(§)在復合材料二次加工中自行設計的自動化流水線 的尺寸范圍長15米——30米，寬5米——14. 4米，高80厘米——110厘米；兩條自動化 輸送帶的間距為1米——2米；中間加工區(qū)的間距為3米到8米。
9.申請保護在圖八、圖十、顯示的在復合材料組裝施工現(xiàn)場使用的改裝后的專用吊裝車@，包括@)、@、@、@組成的結(jié)構。其中包含兩個弧度不同的鏟面組成的液壓抓 斗@)、 、 、180度旋轉(zhuǎn)頭，該轉(zhuǎn)頭由定位盤 和水平移動液壓缸組組成@)， 包含@>、 、θ ;前端彎曲的吊裝臂@、⑤。
10.保護圖八、圖十一的一種三階梯組合式模塊化升降車@，包括升降車(§)與升降合 @、@組成的結(jié)構形式。
全文摘要
本發(fā)明通過復合材料技術解決了中國古建筑領域中木結(jié)構使用大量木材料、防火安全、難以工廠化生產(chǎn)與標準化，以及施工周長的問題。該材料技術主要通過復合擠出技術、工廠化二次加工技術和現(xiàn)場裝配技術實現(xiàn)。
文檔編號E04C2/02GK102080425SQ200910191658
公開日2011年6月1日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權日2009年12月1日
發(fā)明者張曉南 申請人:張曉南, 曾茗