CN102166779B - 应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法 - Google Patents
应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102166779B CN102166779B CN2011100219941A CN201110021994A CN102166779B CN 102166779 B CN102166779 B CN 102166779B CN 2011100219941 A CN2011100219941 A CN 2011100219941A CN 201110021994 A CN201110021994 A CN 201110021994A CN 102166779 B CN102166779 B CN 102166779B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cement
- optical fiber
- multimode fibre
- die trial
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法属于新型建筑材料领域。水泥基材料包括水泥砂浆和水泥混凝土等，这些材料厚重密实不透光。本发明首先选用玻璃质多模光纤，要求光纤表面上包覆涂层，并且选择偶联剂对光纤表面进行预处理。光纤的直经为2～300μm，大量的光纤束以平行排列的方式埋入水泥基体材料中，且方向与光线透射方向一致，并作为传输光线的导体以实现水泥混凝土材料透光传像等特殊效果，光纤在砌块内的体积分数为5～30％。该类材料具有良好的透光性能和多变的装饰效果，是水泥混凝土材料认识和观念上的一次革命，在促进建筑照明节能、建筑装饰领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于新型混凝土材料技术领域。具体涉及一种水泥基透光材料的制备方法。
背景技术
与传统的透光材料——玻璃和有机玻璃相比，水泥基透光材料是一种全新透光材料，在材料组成、透光原理、材料性能等各个方面完全不同。它的基本组成是大量的光纤以一定空间排列组合方式埋入水泥基材料基体中，作为基体的水泥基材料应该为细集料、高流态的水泥净浆或混凝土。透光原理不同于玻璃或有机玻璃材料的基体透光，而是依靠大量光纤在砌块的侧表面之间传输光线。当这些砌块置于光源之前时，砌块就能透光。亮侧的物体以鲜明的轮廓出现在暗侧上，甚至颜色保持不变。用水泥基透光材料做成的墙体仿佛像一幅银幕或荧光显示器，这种特殊效果使人觉得笨重厚浊水泥混凝土材料变得晶莹剔透，墙体的厚度和重量也都消失了。该类材料具有良好的透光性能和多变的装饰效果，是水泥混凝土材料认识和观念上的一次革命，在促进建筑照明节能、建筑装饰领域具有广阔的应用前景。
目前关于水泥基透光材料的研究报道很少，说明水泥基透光复合材料是一种非常新的材料，目前研究很少且不成熟。本发明提出了水泥基透光材料的组成、成型工艺与制备方法，对于该类新材料的设计与制备是一次突破。
发明内容
针对普通混凝土厚重密实、不透光，没有建筑节约照明和缺乏建筑美观的缺陷，本发明基于光纤平行排列法公开了一种水泥基透光材料的制备技术与方法。
为实现上述目的，本发明具体如下：
·各组分的品质指标要求如下：
1.水泥：普通硅酸盐水泥、白水泥或彩色水泥，强度等级不低于32.5；
2.集料：最大颗粒直径不超过5mm；
3.减水剂：减水率大于15％的高效减水剂；
4.光纤：表面上包覆涂层的玻璃质多模光纤，光纤的直经为2～300μm，光纤的体积掺量为试体体积的5～30％。；
5.光纤表面处理剂为：乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等中的一种。
·水泥基透光材料的成型工艺如下：
1.首先将水泥、集料按照重量比1∶(0～3)的范围搅拌均匀，然后加入水和减水剂继续搅拌。保证水灰比在不大于0.5的条件下水泥砂浆稠度达到11～15cm或水泥净浆稠度达到2.6～3.2cm。
2.将少许水泥砂浆或净浆浇入试模中，厚度不超过试模高度的1/5～1/3。
3.将硅烷偶联剂配成质量分数为1％的稀溶液，所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物。使用时只需光纤浸入所配制的溶液中，当全部光纤表面被溶液润湿后，将光纤取出，干燥后即可。光纤长度控制在试模长度的95％～100％，以保证能够放入试模中。
4.将处理过的光纤束分层平行平铺于试模中新浇注的水泥浆体内，纤维用量为每层水泥浆体体积的5～30％，纤维铺设完毕后轻轻振捣水泥浆体。如此反复，直到试模内部全部充满水泥浆体和光纤。
5.将水泥浆体养护到14天以上以保证其具有足够的强度，然后将硬化水泥试体用切割机切割，断面垂直于光纤束方向。最后将切割断面打磨抛光后，得到透光水泥基材料。
该种水泥基透光材料具有良好的透光性能和多变的装饰效果，在促进建筑照明节能、建筑装饰领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例子中所用的原材料如下：水泥为P.O 32.5彩色水泥和P.O 52.5普通硅酸盐水泥，质量均为1000g，所配砂浆的水灰比分别为0.4和0.45，所配净浆水灰比分别为0.28和0.33；选用了两种集料，最大颗粒直径分别为3mm和5mm；减水剂为瑞士SIKA公司生产的减水率大于15％的萘系高效减水剂，对于水灰比为0.4和0.45的砂浆其掺量分别为12g和9g，对于水灰比为0.28和0.33的净浆其掺量分别为4g和2g；测得水灰比为0.4和0.45，集料掺量为3000g的砂浆稠度分别为11cm和14cm，集料掺量为1500g的砂浆稠度分别为12cm和15cm，水灰比为0.28和0.33的净浆稠度分别为2.6cm和3.2cm；光纤选用了3种玻璃质的多模光纤，光纤直径分别为2μm、125μm和300μm，对于直径为2μm、125μm的光纤，其表面处理剂为质量分数为1％的、以水为溶剂的乙烯基硅烷偶联剂稀溶液，对于直径为300μm的光纤，其表面处理剂为质量分数为1％的、以乙醇为溶剂的氨基硅烷偶联剂稀溶液。具体加工工艺和方法如前所述。另外，在步骤2中，将少许水泥砂浆浇入试模中，对于32.5彩色水泥砂浆或净浆，其厚度为试模高度的1/5；而对于P.O 52.5普通硅酸盐水泥砂浆或净浆，其厚度为试模高度的1/3。
试件尺寸为40mm×40mm×100mm，测试指标为试件养护14天和28天的抗压抗折强度及透光率。抗压和抗折强度参照GB 175-2007通用硅酸盐水泥标准执行，透光率的检测采用分光光度法测试。光纤束方向及透光方向为试件的两个侧面之间的方向。
实施例的配合比和测试结果如表1所示。
表1水泥基透光材料的配合比(重量比)及测试结果
Claims (1)
1.应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法，其特征在于：
各组分的品质指标要求如下：
1.水泥：普通硅酸盐水泥、白水泥或彩色水泥，强度等级不低于32.5；
2.集料：最大颗粒直径不超过5mm；
3.减水剂：减水率大于15％的高效减水剂；
4.光纤：表面上包覆涂层的玻璃质多模光纤，光纤的直径为2～300μm，
光纤的体积掺量为试体体积的5～30％；
5.光纤表面处理剂为：乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种；
步骤如下：
首先将水泥、集料按照重量比1∶(0～3)的范围搅拌均匀，然后加入水和减水剂继续搅拌，保证水灰比在不大于0.5的条件下水泥砂浆稠度达到11～15cm或者水泥净浆稠度达到2.6～3.2cm；然后将水泥砂浆或净浆浇入试模中，厚度不超过试模高度的1/3；
将光纤表面处理剂配成质量分数为1％的稀溶液，所用溶剂为水、醇、或水醇混合物；使用时只需光纤浸入所配制的溶液中，当全部光纤表面被溶液润湿后，将光纤取出，干燥后即可；光纤长度控制在试模长度的95％～100％，以保证能够放入试模中；
将处理过的光纤束分层平行平铺于试模中新浇注的水泥浆体内，纤维用量为每层水泥浆体体积的5～30％，纤维铺设完毕后轻轻振捣水泥浆体；如此反复，直到试模内部全部充满水泥浆体和光纤；
将水泥浆体养护到14天以上，然后将硬化水泥试体用切割机切割，断面垂直于光纤束方向；最后将切割断面打磨抛光后，得到透光水泥基材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011100219941A CN102166779B (zh) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | 应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011100219941A CN102166779B (zh) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | 应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102166779A CN102166779A (zh) | 2011-08-31 |
| CN102166779B true CN102166779B (zh) | 2012-05-23 |
Family
ID=44488197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011100219941A Expired - Fee Related CN102166779B (zh) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | 应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102166779B (zh) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102503261B (zh) * | 2011-10-18 | 2013-08-07 | 南昌大学 | 水泥基透光材料及其制备方法 |
| CN102848451B (zh) * | 2012-07-24 | 2014-09-10 | 北京工业大学 | 制备具有设计透光形式的透光混凝土的方法 |
| CN104418586A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 邢大伟 | 可用作建筑材料的非煅烧可透光粘土复合物 |
| CN104827565B (zh) * | 2015-05-15 | 2017-03-08 | 中建商品混凝土有限公司 | 基于光纤裹浆的透光混凝土制备工艺 |
| CN106007514B (zh) * | 2016-05-23 | 2018-09-04 | 华砂砂浆有限责任公司 | 一种节能环保防潮型荧光砂浆 |
| CN106082798A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-11-09 | 周康宁 | 一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法 |
| CN105971194B (zh) * | 2016-06-28 | 2019-02-26 | 广州固恒建材有限公司 | 一种具有拉丝效果的透光混凝土板及其制作方法 |
| CN106747136B (zh) * | 2016-12-07 | 2019-05-28 | 吉林大学 | 高粘结性导光水泥基复合材料及其制备方法 |
| CN108558321B (zh) * | 2018-05-30 | 2021-04-06 | 北京市市政工程研究院 | 一种高光泽度透光混凝土及其制备方法和应用 |
| CN109760175A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-17 | 湖南恒盛瑞通新型建材有限公司 | 一种透光混凝土的制作方法及其生产模具 |
| CN110541569B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-08-24 | 北京市蓝宝新技术股份有限公司 | 现场浇筑透光混凝土构件的施工方法及透光混凝土构件 |
| CN111809609A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-23 | 马鞍山斯博尔机械技术服务有限公司 | 一种内视型高强度混凝土方桩及其制备工艺 |
| CN111975932A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-11-24 | 深圳海龙建筑科技有限公司 | 一种用混凝土制作的洗手盆及其制造方法 |
| CN115247389A (zh) * | 2021-09-27 | 2022-10-28 | 衢州学院 | 一种发光混凝土、施工方法及铺设装置 |
| CN113898114A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-07 | 湖南金装新型建材有限公司 | 一种透光混凝土板及其制作方法 |
| CN114920517A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-19 | 蒙娜丽莎集团股份有限公司 | 一种无机透光人造石及其制备方法 |
| CN115070933A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-09-20 | 上海徽茸景观工程有限公司 | 一种透光混凝土制备工艺 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101244902A (zh) * | 2007-06-15 | 2008-08-20 | 东华大学 | 一种混凝土增强用荧光纤维及制备和应用 |
| CN101428993A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-13 | 哈尔滨工业大学 | 光纤智能透明混凝土及其制备方法 |
-
2011
- 2011-01-19 CN CN2011100219941A patent/CN102166779B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101244902A (zh) * | 2007-06-15 | 2008-08-20 | 东华大学 | 一种混凝土增强用荧光纤维及制备和应用 |
| CN101428993A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-13 | 哈尔滨工业大学 | 光纤智能透明混凝土及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102166779A (zh) | 2011-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102166779B (zh) | 应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法 | |
| Li et al. | Preparation and study of light transmitting properties of sulfoaluminate cement-based materials | |
| He et al. | Characteristics analysis of self-luminescent cement-based composite materials with self-cleaning effect | |
| Shen et al. | Influence of manufactured sand’s characteristics on its concrete performance | |
| CN102166780B (zh) | 应用纺织光纤技术制备透光混凝土方法 | |
| Gao et al. | Study on properties and mechanisms of luminescent cement-based pavement materials with super-hydrophobic function | |
| Li et al. | Experimental study of light transmitting cement-based material (LTCM) | |
| Navabi et al. | The high-performance light transmitting concrete and experimental analysis of using polymethylmethacrylate optical fibers in it | |
| WO2021012309A1 (zh) | 一种无机纤维增韧无机复合人造石材面板及其制备方法 | |
| Henriques et al. | Study of the influence of sorted polymeric optical fibers (POFs) in samples of a light-transmitting cement-based material (LTCM) | |
| CN103255888B (zh) | 通体干挂板及其制作方法 | |
| CN108358547B (zh) | 一种硅烷偶联剂改性辉绿岩透水混凝土 | |
| Said | State-of-the-art developments in light transmitting concrete | |
| CN105507103A (zh) | 具有光催化效果的轻型高强透水砖 | |
| Tahwia et al. | Mechanical and light transmittance properties of high-performance translucent concrete | |
| Li et al. | Research on the light transmitting cement mortar | |
| Nam et al. | Experimental study on 80 MPa grade light transmitting concrete with high content of optical fibers and eco-friendly raw materials | |
| Lian et al. | Mechanical, light transmittance properties and simulation study of sustainable translucent lightweight aggregate concrete | |
| Lyu et al. | Mechanical strengths and optical properties of translucent concrete manufactured by mortar-extrusion 3D printing with polymethyl methacrylate (PMMA) fibers | |
| Chen et al. | Regulation of pore structure of Brick-concrete recycled sand powder autoclaved aerated concrete and its relationship with key properties | |
| Robles et al. | Light transmitting cement-based material (LTCM) as a green material for building | |
| Karandikar et al. | Translucent concrete: test of compressive strength and transmittance | |
| CN103753690B (zh) | 应用光纤缠绕机技术制备透光混凝土的方法 | |
| Kadam | Translucent Concrete | |
| Lampton | Development of Light Transmitting Mortar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120523 Termination date: 20220119 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |