CN110790565B - 非金属抗剪连接件、制备方法及使用该连接件的墙体结构 - Google Patents

非金属抗剪连接件、制备方法及使用该连接件的墙体结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种非金属抗剪连接件、制备方法及使用该连接件的墙体结构，其中所述非金属抗剪连接件的原料至少包括：碳纤维粉末，5‑10重量份；长度大于0.3mm且小于或等于2mm的玻璃纤维，0.5‑5重量份；长度大于0.3mm且小于或等于2mm的碳纤维，0.5‑5重量份；长度大于2mm且小于或等于5mm的碳纤维，3‑10重量份；长度大于5mm且小于或等于10mm的碳纤维，0.5‑5重量份；长度大于10mm且小于或等于15mm的碳纤维，0.5‑2重量份；氧化铝粉末，70‑80重量份；水，2‑5重量份；有机消泡剂和减水剂，4‑6重量份。所述非金属抗剪连接件具有强度高、韧性好，抗剪切性能好的优点。

Description

非金属抗剪连接件、制备方法及使用该连接件的墙体结构
技术领域
本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种非金属抗剪连接件及制备方法及使用该连接件的墙体结构。
背景技术
建筑外围护结构是指围合建筑的外墙、屋顶等结构。随着人们对建筑需求的提升，相应的建筑外围护结构的功能性也越来越被重视，其需要同时满足承重、防水、保温、防火等一系列的要求。由于单一材料或者面层制成的外围结构往往难以同时满足上述多种要求，因此具有复合层结构的墙体在实际当中得到了越来越多的应用。
对于复合结构墙体而言，其不同层次之间的连接结构十分重要，其连接结构必须要满足韧性和强度的要求，才能不破坏外围护结构的整体稳定性。另一方面，连接件的传热系数与墙体基材之间的差异不宜过高，从而避免产生“热桥”效应，保证墙体的保温性能，防止局部发霉的现象产生。现有技术中通常是使用金属连接结构实现墙体复合层之间的连接，但金属连接件通常都存在不同程度的热桥效应，如何探索一种能够满足强度、稳定性的要求，可替代金属材料的非金属连接件，是现有技术急需解决的问题。
发明内容
本发明解决的是现有技术中的金属连接件存在热桥效应的技术问题，进而提供一种强度高、稳定性好、可替代金属材料的陶瓷连接件，本发明同时提供了该陶瓷连接件的制备方法，以及使用该连接件的墙体结构。
本申请解决上述技术为题采用的技术方案为：
一种非金属抗剪连接件，至少由以下原料制备而成：碳纤维粉末，5-10重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，0.5-5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，0.5-5重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，3-10重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，0.5-5重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.5-2重量份；氧化铝粉末，70-80重量份；水，6-9重量份；有机消泡剂和减水剂，4-6重量份。
所述的非金属抗剪连接件，至少由以下原料制备而成：碳纤维粉末，5-10重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，1-1.5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，1-1.5重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，6-9重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，1.5-2.25重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.5-0.75重量份；氧化铝粉末，70-80重量份；水，6-9重量份；有机消泡剂和减水剂，4-6重量份。
所述减水剂为三聚磷酸钠。
所述有机消泡剂为硅烷基消泡剂。
所述陶瓷基抗剪连接件的截面为圆形、正六边形、T形、工字型中的任意一种，所述截面的边角处设置为圆弧过渡。
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括：(1)将特定重量份的所述碳纤维粉末、长度为0.3-2mm的玻璃纤维、长度为0.3-2mm的碳纤维、长度为2-5mm的碳纤维、长度为5-10mm的碳纤维、长度为10-15mm的碳纤维、氧化铝粉末、水、有机消泡剂和减水剂混合均匀并置于模具中成型制成原坯；(2)将原坯置于1400-1600℃条件下进行煅烧，制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。
在进行步骤(2)前，先对所述原坯进行预热处理。
进行所述预热处理的方法为：先将步骤(1)中的原坯置于50-80℃条件下放置3-5小时，再在120-150℃条件下放置2-3小时。
步骤(2)中的煅烧时间为3-6小时。
使用所述的非金属抗剪连接件的墙体结构，包括：纤维增强复合材料夹芯板；外层，包裹所述纤维增强复合材料夹芯板的外围设置，所述陶瓷连接件贯穿所述纤维增强复合材料夹芯板的所述两个外侧面设置并延伸至所述外层中。
本申请所述的非金属抗剪连接件，优点在于：
本申请所述的非金属抗剪连接件，其原料包括碳纤维粉末、短切碳纤维、氧化铝粉末、水、有机消泡剂和减水剂，上述原料经过浇注、成型、煅烧后制备得到陶瓷基的连接件，具有强度高、韧性好，抗剪切性能好的优点，其用作复合墙体连接件可有效提升墙体的稳定性，同时陶瓷基的材料具有较低的传热系数且与混凝土材料的传热系数较为接近，从而可有效避免热桥效应，同时使用本申请所述连接件的墙面可不含金属零件，从而提供了一种新型的非金属材质无热桥墙体。
本发明所述的非金属抗剪连接件，其原料包括：碳纤维粉末，5-10重量份；长度为0.3-2mm的玻璃纤维，0.5-5重量份；长度为0.3-2mm的碳纤维，0.5-5重量份；长度为2-5mm的碳纤维，3-10重量份；长度为5-10mm的碳纤维，0.5-5重量份；长度为10-15mm的碳纤维，0.5-2重量份；氧化铝粉末，70-80重量份；水，2-5重量份；有机消泡剂和减水剂，4-6重量份。本发明采用的碳纤维粉末优选为纳米级碳纤维粉末，其与氧化铝粉末均匀混合，通过高温烧结实现掺杂，可有效提高陶瓷件的强度。同时，通过不同级配的玻璃纤维和碳纤维可使得氧化铝粉末在高温条件下实现均匀结晶，其中在结晶初期，短纤维分散于晶相结构中，有利于衔接小的结晶颗粒，使其晶体结构分布更加均匀，随着结晶颗粒不断变大，长纤维则可实现更好的桥连作用，防止出现较大尺寸的裂痕、缺陷，从而保证了非金属抗剪连接件内部结构的完整性，提升产品的强度，从而解决了现有的陶瓷件脆性大，收到弯折力时易发生断裂的问题。现有技术中，本领域技术人员认为玻璃纤维由于熔点较低，因此不易用在强度要求较高的陶瓷基产品中，但本发明的发明人经过长期研究发现适量的玻璃纤维实际对提高陶瓷基产品的硬度有益，究其原因，推测因玻璃纤维熔点低，在陶瓷基结晶过程中处于熔融状态，可镶嵌在结晶颗粒中对其进行修饰，进一步提高结晶体的致密性，进而提高连接件的强度。本发明同时添加有有机消泡剂和减水剂，其中有机消泡剂可减少混合料中微小气泡的产生，防止产品出现气孔，减水剂则可减少水的用量，从而提高产品的成型性，也防止因水分过多，产品在高温失水时产生气孔。
本发明中所述的非金属抗剪连接件，其制备方法包括：步骤(1)，将特定重量份的所述碳纤维粉末、长度为0.3-2mm的玻璃纤维、长度为0.3-2mm的碳纤维、长度为2-5mm的碳纤维、长度为5-10mm的碳纤维、长度为10-15mm的碳纤维、氧化铝粉末、水、有机消泡剂和减水剂混合均匀并置于模具中成型制成原坯；在这一过程中，优选先将有机消泡剂和减水剂加入水中，搅拌均匀制成混合液；再将特定重量份的所述碳纤维粉末、长度为0.3-2mm的玻璃纤维、长度为0.3-2mm的碳纤维、长度为2-5mm的碳纤维、长度为5-10mm的碳纤维、长度为10-15mm的碳纤维、氧化铝粉末混合均匀形成混合料，搅拌状态下将所述混合液缓慢添加至所述混合料中，经过搅拌制成均匀的混合原料，再将原料置于模具中成型。本发明优选将模具置于加热环境中进行成型，具体为先将模具置于50-80℃条件下放置3-5小时，这一过程是对模具中的物料进行低温加热，使水分缓慢挥发，防止温度突增导致水分爆沸产生气泡；然后再在120-150℃条件下放置2-3小时，进一步减少水分含量，完成对原坯的预热处理，为下一步的焙烧做准备。步骤(2)将原坯置于1400-1600℃条件下进行煅烧，即可制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。
为了使本发明所述的非金属抗剪连接件及制备方法及使用该连接件的墙体结构的技术方案更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。
附图说明
图1所示为本发明所述的截面为矩形的所述非金属抗剪连接件的截面示意图；
图2所示为本发明所述的截面为正六边形的所述非金属抗剪连接件的截面示意图；
图3所示为本发明所述的截面为T形的所述非金属抗剪连接件的截面示意图；
图4所示为本发明所述的截面为腰部收缩的矩形的所述非金属抗剪连接件的截面示意图；
如图5所示为本发明所述的截面为工字形的所述非金属抗剪连接件的截面示意图；
其中附图标记为：
1-非金属抗剪连接件。
具体实施方式
以下实施方式中的1重量份为100克。
实施例1
本实施例提供了一种非金属抗剪连接件，其由以下原料制备而成：碳纤维粉末，5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，0.5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，0.5重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，3重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，0.5重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.5重量份；粒径范围为100-200nm的氧化铝粉末，70重量份；水6重量份；有机消泡剂，2重量份；减水剂，2重量份，其中所述有机消泡剂采用硅烷基消泡剂，所述减水剂采用三聚磷酸钠。本实施例中所述碳纤维粉末的粉末单丝直径为6-10微米，长度为10-100微米；所述长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维、长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维中，碳纤维的单丝直径为6-10微米。
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述5重量份的碳纤维粉末、0.5重量份的长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维、0.5重量份的长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、3重量份的长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维；0.5重量份的长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、0.5重量份的长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维、70重量份的氧化铝粉末混合并搅拌均匀形成混合料；将2重量份的有机消泡剂和2重量份的减水剂放入6重量份的水中，制成混合液，搅拌状态下将所述混合液缓慢添加至所述混合料中，并搅拌直至均匀，得到混合原料；将所述混合原料置于模具中成型，所述模具上设置有气孔，成型时先将模具置于50℃条件下放置5小时，再在120℃条件下放置2小时完成成型制得原坯。
(2)将原坯置于1400℃条件下进行煅烧，煅烧时间为3小时，制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。本实施例中制备得到的所述非金属抗剪连接件为圆柱体形，直径为25mm，其抗剪强度为119MPa，剪切模量为137GPa。
实施例2
本实施例提供了一种非金属抗剪连接件，其由以下原料制备而成：碳纤维粉末，10重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，5重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，10重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，5重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，2重量份；粒径范围为100-200nm的氧化铝粉末，80重量份；水，9重量份；有机消泡剂，3重量份；减水剂，3重量份，其中所述有机消泡剂采用硅烷基消泡剂，所述减水剂采用三聚磷酸钠。本实施例中所述碳纤维粉末的粉末单丝直径的平均值为6-10微米，长度为10-100微米；所述长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维、长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维中，碳纤维的直径为6-10微米。
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述10重量份的碳纤维粉末、5重量份的长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维、5重量份的长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、10重量份的长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维；5重量份的长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、2重量份的长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维、80重量份的氧化铝粉末混合并搅拌均匀形成混合料；将3重量份的有机消泡剂和3重量份的减水剂放入9重量份的水中，制成混合液，搅拌状态下将所述混合液缓慢添加至所述混合料中，并搅拌直至均匀，得到混合原料；将所述混合原料置于模具中成型，所述模具上设置有气孔，成型时先将模具置于80℃条件下放置8小时，再在150℃条件下放置3小时完成成型制得原坯。
(2)将原坯置于1600℃条件下进行煅烧，煅烧时间为5小时，制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。本实施例中制备得到的所述非金属抗剪连接件为圆柱体形，直径为25mm，其抗剪强度为126MPa，剪切模量为141GPa。
实施例3
本实施例提供了一种非金属抗剪连接件，其由以下原料制备而成：碳纤维粉末，5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，1重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，1重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，6重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，1.5重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.5重量份；粒径范围为100-200nm的氧化铝粉末，70重量份；水，7重量份；有机消泡剂，2重量份；减水剂，2重量份，其中所述有机消泡剂采用硅烷基消泡剂，所述减水剂采用三聚磷酸钠。本实施例中所述碳纤维粉末的粉末单丝直径的平均值为6-10微米，长度为10-100微米；所述长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维、长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维中，碳纤维的直径为6-10微米。
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述5重量份的碳纤维粉末、1重量份的长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维、1重量份的长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、6重量份的长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维；1.5重量份的长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、0.5重量份的长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维、70重量份的氧化铝粉末混合并搅拌均匀形成混合料；将2重量份的有机消泡剂和2重量份的减水剂放入7重量份的水中，制成混合液，搅拌状态下将所述混合液缓慢添加至所述混合料中，并搅拌直至均匀，得到混合原料；将所述混合原料置于模具中成型，所述模具上设置有气孔，成型时先将模具置于80℃条件下放置8小时，再在150℃条件下放置3小时完成成型制得原坯。
(2)将原坯置于1600℃条件下进行煅烧，煅烧时间为5小时，制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。本实施例中制备得到的所述非金属抗剪连接件为圆柱体形，直径为25mm，其抗剪强度为146MPa，剪切模量为158GPa。
实施例4
本实施例提供了一种非金属抗剪连接件，其由以下原料制备而成：碳纤维粉末，10重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，1.5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，1.5重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，9重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，2.25重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.75重量份；粒径范围为100-200nm的氧化铝粉末，80重量份；水，8重量份；有机消泡剂，3重量份；减水剂，3重量份，其中所述有机消泡剂采用硅烷基消泡剂，所述减水剂采用三聚磷酸钠。本实施例中所述碳纤维粉末的粉末单丝直径的平均值为6-10微米，长度为10-100微米；所述长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维、长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维中，碳纤维的直径为6-10微米。
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述10重量份的碳纤维粉末、1.5重量份的长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维、1.5重量份的长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、9重量份的长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维；2.25重量份的长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、0.75重量份的长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维、70重量份的氧化铝粉末混合并搅拌均匀形成混合料；将3重量份的有机消泡剂和3重量份的减水剂放入8重量份的水中，制成混合液，搅拌状态下将所述混合液缓慢添加至所述混合料中，并搅拌直至均匀，得到混合原料；将所述混合原料置于模具中成型，所述模具上设置有气孔，成型时先将模具置于50℃条件下放置5小时，再在120℃条件下放置2小时完成成型制得原坯。
(2)将原坯置于1400℃条件下进行煅烧，煅烧时间为3小时，制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。本实施例中制备得到的所述非金属抗剪连接件为圆柱体形，直径为25mm，其抗剪强度为151MPa，剪切模量为168GPa。
上述实施例1-4制备得到的所述非金属抗剪连接件均为圆柱体形，即其截面为圆形，直径均为25mm。作为可选择的实施方式，所述非金属抗剪连接件的截面也可以设置为矩形、正六边形、T形、工字型等其它形状。如图1即给出了截面为矩形的所述非金属抗剪连接件1的例；图2中所示的所述非金属抗剪连接件1的截面为正六边形；图3中所示的所述非金属抗剪连接件1的截面为T形；图4中所示的所述非金属抗剪连接件1的截面为腰部收缩的矩形；图5所示的所述非金属抗剪连接件1的截面为工字形，为了防止应力集中，上述所述截面的边角处均设置为圆弧过渡。
上述实施例1-4中制备得到的所述非金属抗剪连接件的导热系数为1.29-1.35W/(m·K)，此值与混凝土导热系数1.28W/(m·K)接近，因此在建筑外围护结构中作为连接件使用时，可避免出现热桥效应。
实施例5
本实施例给出了使用实施例1-4制备得到的所述非金属抗剪连接件的墙体结构，该结构包括纤维增强复合材料夹芯板，本实施例中具体采用的是现有技术中的FRP夹芯板，在所述纤维增强复合材料夹芯板的外围设置有外层，本实施例具体采用的是纤维增强泡沫混凝土保护层，所述纤维增强泡沫混凝土保护层浇注在所述纤维增强复合材料夹芯板的外围，二者通过所述陶瓷连接件实现固定连接，所述陶瓷连接件贯穿所述纤维增强复合材料夹芯板的所述两个外侧面设置并延伸至所述外层中。该墙体利用本发明制备得到的陶瓷连接件实现墙体复合层之间的固定。
对比例
为了进一步证明本发明所述的所述非金属抗剪连接件的技术效果，设置本对比例进行对比实验。
对比例1
本对比例中的非金属抗剪连接件由以下原料制备而成：碳纤维粉末，10重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，10.5重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，3.75重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.75重量份；粒径范围为100-200nm的氧化铝粉末，80重量份；水，8重量份；有机消泡剂，3重量份；减水剂，3重量份，其中所述有机消泡剂采用硅烷基消泡剂，所述减水剂采用三聚磷酸钠。本对比例中使用的碳纤维粉末和碳纤维均与实施例1-4相同。
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括：(1)将上述重量份的碳纤维粉末、长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维、长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维、80重量份的氧化铝粉末混合并搅拌均匀形成混合料；将3重量份的有机消泡剂和3重量份的减水剂放入8重量份的水中，制成混合液，搅拌状态下将所述混合液缓慢添加至所述混合料中，并搅拌直至均匀，得到混合原料；将所述混合原料置于与实施例4中相同的模具中成型，成型时先将模具置于50℃条件下放置5小时，再在120℃条件下放置2小时完成成型制得原坯。(2)将原坯置于1400℃条件下进行煅烧，煅烧时间为3小时，制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。
本对比例中制备得到的所述非金属抗剪连接件为圆柱体形，直径为25mm，其抗剪强度为97MPa，剪切模量为101GPa。
对比例2
本对比例中的非金属抗剪连接件由以下原料制备而成：碳纤维粉末，10重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，3重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，3重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，9重量份；粒径范围为100-200nm的氧化铝粉末，80重量份；水，8重量份；有机消泡剂，3重量份；减水剂，3重量份，其中所述有机消泡剂采用硅烷基消泡剂，所述减水剂采用三聚磷酸钠。本对比例中所述碳纤维粉末和碳纤维均同实施例1-4。
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括：(1)将上述重量份的碳纤维粉末、长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维、长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维、80重量份的氧化铝粉末混合并搅拌均匀形成混合料；将3重量份的有机消泡剂和3重量份的减水剂放入8重量份的水中，制成混合液，搅拌状态下降所述混合液缓慢添加至所述混合料中，并搅拌直至均匀，得到混合原料；将所述混合原料置于与实施例4中相同的模具中成型，成型时先将模具置于50℃条件下放置5小时，再在120℃条件下放置2小时完成成型制得原坯。
(2)将原坯置于1400℃条件下进行煅烧，煅烧时间为3小时，制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。本实施例中制备得到的所述非金属抗剪连接件为圆柱体形，直径为25mm，其抗剪强度为105MPa，剪切模量为121GPa。
上述对比例1-2相比于实施例4，其碳纤维长度的分布进行了调整，其强度均低于实施例4制备得到的产品的强度。
对比例3
本对比例提供了一种非金属抗剪连接件，其由以下原料制备而成：碳纤维粉末，5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，0.5重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，3重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，0.5重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.5重量份；粒径范围为100-200nm的氧化铝粉末，70重量份；水6重量份；有机消泡剂，2重量份；减水剂，2重量份，其中所述有机消泡剂采用硅烷基消泡剂，所述减水剂采用三聚磷酸钠。本对比例中所述碳纤维粉末和碳纤维均同实施例1-4。
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的碳纤维粉末、长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维、长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维、长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维、长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维、70重量份的氧化铝粉末混合并搅拌均匀形成混合料；将2重量份的有机消泡剂和2重量份的减水剂放入6重量份的水中，制成混合液，搅拌状态下将所述混合液缓慢添加至所述混合料中，并搅拌直至均匀，得到混合原料；将所述混合原料置于与实施例1相同的模具中成型，成型时先将模具置于50℃条件下放置5小时，再在120℃条件下放置2小时完成成型制得原坯。(2)将原坯置于1400℃条件下进行煅烧，煅烧时间为3小时，制备得到所述陶瓷基抗剪连接件。本实施例中制备得到的所述非金属抗剪连接件为圆柱体形，直径为25mm，其抗剪强度为108MPa，剪切模量为124GPa，本对比例相比于实施例1未添加所述玻璃纤维，其强度低于实施例1得到的产品强度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (6)

1.一种非金属抗剪连接件，其特征在于，至少由以下原料制备而成：碳纤维粉末，5-10重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，0.5-5重量份；长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，0.5-5重量份；长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，3-10重量份；长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，0.5-5重量份；长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.5-2重量份；氧化铝粉末，70-80重量份；水，6-9重量份；有机消泡剂和减水剂，4-6重量份；
所述的非金属抗剪连接件的制备方法，包括：（1）将上述重量份的所述碳纤维粉末、长度为 0.3-2mm的玻璃纤维、长度为0.3-2mm的碳纤维、长度为2-5mm的碳纤维、长度为5-10mm的碳纤维、长度为10-15mm的碳纤维、氧化铝粉末、水、有机消泡剂和减水剂混合均匀并置于模具中成型制成原坯；（2）将原坯置于 1400-1600℃条件下进行煅烧，制备得到所述非金属抗剪连接件。
2.根据权利要求 1 所述的非金属抗剪连接件，其特征在于，至少由以下原料制备而成：
碳纤维粉末，5-10重量份；
长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的玻璃纤维，1-1.5重量份；
长度大于0.3mm且小于或者等于2mm的碳纤维，1-1.5重量份；
长度大于2mm且小于或者等于5mm的碳纤维，6-9重量份；
长度大于5mm且小于或者等于10mm的碳纤维，1.5-2.25重量份；
长度大于10mm且小于或者等于15mm的碳纤维，0.5-0.75重量份；氧化铝粉末，70-80重量份；水，6-9 重量份；
有机消泡剂和减水剂，4-6重量份。
3.根据权利要求1或2所述的非金属抗剪连接件，其特征在于，所述减水剂为三聚磷酸钠。
4.根据权利要求3所述的非金属抗剪连接件，其特征在于，所述有机消泡剂为硅烷基消泡剂。
5.根据权利要求4所述的非金属抗剪连接件，其特征在于，所述非金属抗剪连接件的截面为圆形、正六边形、T形、工字型中的任意一种，所述截面的边角处设置为圆弧过渡。
6.使用权利要求1-5任一所述的非金属抗剪连接件的墙体结构，其特征在于，包括：
纤维增强复合材料夹芯板；
外层，包裹所述纤维增强复合材料夹芯板的外围设置，所述非金属抗剪连接件贯穿所述纤维增强复合材料夹芯板的两个外侧面设置并延伸至所述外层中。
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DE3817271A1 (de) * 1988-05-20 1989-11-30 Tefo Ag Verbindungseinrichtung fuer die montage von ziergittern
JP2003049488A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Meidensha Corp インサート本体とその製造方法及びインサート器具
WO2008060698A2 (en) * 2006-05-25 2008-05-22 High Performance Coatings Inc Heat resistant composite materials containing nanoparticles
CN102679737B (zh) * 2012-06-05 2015-01-07 北京同创科耐科技有限公司 一种浇注料衬里用陶瓷锚固钉
CN106366578B (zh) * 2016-08-30 2018-07-17 山东圣泉新材料股份有限公司 复合材料及其制备方法、应用、保温墙连接件和棒材
CN107586117B (zh) * 2017-03-15 2020-10-16 鲁东大学 一种碳纤维增韧氧化铝陶瓷材料的方法
CN109206146B (zh) * 2018-11-28 2021-12-31 西安工程大学 碳纤维/纳米纤维协同强韧陶瓷基复合材料及其制备方法

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