CN102503261A

CN102503261A - 水泥基透光材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102503261A
Application number: CN2011103167173A
Authority: CN
Inventors: 王信刚; 陈方斌; 章未琴
Original assignee: Nanchang University
Current assignee: Nanchang University
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-10-18
Also published as: CN102503261B

Abstract

本发明属于建筑材料制造技术领域，具体涉及水泥基透光材料及其制备装置与工艺。本发明产品的技术要点是：该水泥基透光材料，包括水泥基材料主体，在水泥基材料中均匀有序布置的光纤，光纤从材料的一端穿入，从另一端穿出。本发明基本保持水泥基材料的物理和力学性能，并且可以达到让光线自由穿过材料，从而进行采光的要求，同时可以透射出物体的轮廓或平面形状，具有透光显影的功能。

Description

水泥基透光材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水泥基透光材料及其制备方法。

背景技术

水泥基材料在当今世界范围内已经被大量使用，尤其是建筑领域。由当初的粗放式的使用到现在追求以节能、降耗、环保为宗旨的可持续发展。而光线的应用是建筑节能设计中很重要的一部分，采光良好的住宅可以节约能源，使人心情舒畅，便于住宅内部各使用功能的布置。传统上的采光主要通过采光窗户直接向外开设而进行直接采光，和采光窗户朝向外廊进行间接采光。现在采用的主要是玻璃窗户和玻璃幕墙等结构进行采光，而建筑的其它结构如水泥基材料结构、木结构等大都具有不透光性，但当建筑的水泥基材料结构具有透光性时，在建筑设计时就可以突破材料的局限时，而且水泥基透光材料在光线角度合适的条件下可以透身出物体的轮廓或平面形状，具有透光显影的功能。这样就在其原有力度和厚重感的基础上，大大增强了水泥基材料的美学价值。瑞典斯德哥尔摩市的建筑师??ron Losonczi于2003年申请的，国际出版编号为WO 03/097954的专利中描述了一种光纤布置方法，其主要内容是采用在模板中浇筑薄薄一层铸造材料后铺一层光纤，然后再浇筑一层薄薄铸造材料，再铺一层光纤，这样交替重复两道工序，直至浇筑完整个模板。在该工艺中，光纤并没有严格控制其上下、左右的间距，随机性和偶然性较大，在成品后其光纤在铸造材料中成层状布置，从整体来看，光纤端面非常不均匀，影响其透光性能。现在介绍的这种材料、装置、工艺方法可以保证水泥基透光材料的透光性能，其透光光纤在制品两端面的布置非常均匀，排列非常规整有序。

发明内容

本发明提供一种水泥基透光材料及其制备方法，该方法根据光纤的透光性，与水泥基材料进行结合，发明出了水泥基透光材料。

水泥基透光材料的原理是采用光纤整齐有序的布置在水泥基材料中，使其穿过水泥基材料内、外两面，在基本保持水泥基材料原有物理性能和力学性能的基础上，增加了透光性能，可以在不开洞口或设置玻璃窗和墙的情况下实现采光，减少照明、保温所产生的能耗，具有显著的节能、环保的特点。

制备水泥基透光材料的装置，主要由底板、侧板、光纤束、梭子、锚固夹组成。

制备水泥基透光材料的工艺：

（1）首先，根据水泥基透光材料目标产品大小及透光要求进行模具制作，包括底板1，竖排孔侧板2、梳子状侧板3，梭子4；

（2）其次，根据产品要求及特点，进行材料准备，包括光纤5备料、下料、穿梭子4、编光纤束6、锚固；

（3）接着，开始进行光纤布置，布置的步骤如下：第一步：用梭子4牵引光纤束6对齐梳子状侧板3的开口处，对齐后压入梳子状侧板3底部，拉紧，直至锚固端紧靠竖排孔侧板2，光纤拉直，此时在靠近梳子状侧板3的定位排孔8内插入第一根铁杆7；第二步：用梭子4牵引光纤束6继续前进，对齐第二块梳子状侧板的开口处，对齐后压入梳子状侧板4底部，在定位排孔8内插入铁杆7，拉远后，在转弯孔9排内插入第一根铁杆；第三步：将梭子4牵引光纤束6绕转弯孔排的铁杆回转，在定位排孔内插入第二根铁杆，用梭子4牵引光纤束6对齐梳子状侧板3，对齐后压入梳子状侧板底部；第四步：重复第二步、第三步内容。定位孔每个孔都需要插入铁杆，而转弯孔是每隔一个孔插入一个铁杆。光纤束布置满之后，进行锚固，如步骤（1）中最后一道工序；

（4）再次，将水泥基材料浇入布置好光纤的模具中，并对水泥基材料进行养护；

（5）最后，按顺序先后拆除模具底板1、孔内铁杆7、竖排孔侧板2、梳子状侧板3，即得到水泥基透光材料制品13，并继续进行养护；

附图说明

图1为竖排孔侧板立体图

图2为梳子状侧板立体图

图3为底板立体图

图4为模具拼装图

图5为梭子立体图

图6光纤编束图

图7光纤锚固图

图8为梭子牵引光纤束对齐侧板缝口图

图9为梭子牵引光纤束转弯后对齐侧板缝口图

图10为光纤束布置过程中模具剖面图

图11为水泥基透光材料制品

图12为水泥基透光材料制品砌体图

主要构件符号说明

1、底板2、竖排孔侧板 3、梳子状侧板 4、梭子 5、光纤 6、光纤束 7、铁杆 8、定位孔 9、转弯孔 10、光纤束导槽 11、开口缝 12、V形口 13、水泥基透光材料制品 14、铝合金压条 15、弹性橡胶皮16、水泥基透光材料制品砌体墙 17、定位槽 18、螺栓孔 19、螺栓20、光纤孔 21、角铝合金。

具体实施方法

本发明提供一种水泥基透光材料及其生产模具与制备工艺，供生产水泥基透光材料。现结合附图描述本发明的一个实施例，附图是实例的简化，实例的尺寸较大，孔及梳子状侧板缝较小，并且较多，所以附图采用简化版，以便清晰明了。

本发明实施例采用P·O 32.5规格的普通硅酸盐水泥，光纤采用0.5mm直径的塑料光纤，底板和侧板采用3mm厚不锈钢板，梭子采用2.6mm厚尼龙塑料板。设计水泥基透光制品光纤的上下、左右的中心间距均为3mm，制品尺寸为150mm×150mm×300mm，光纤透光端所在平面的尺寸为150mm×150mm。

根据水泥基透光制品的设计要求进行加工：

1、制作梭子，在尼龙塑料板上剪出一块10mm×14.5mm的条子，在条子上钻0.7mm直径的孔，共一排，一排47个孔，孔呈直线分布。如梭子立体图所示。

2、制作光纤锚固装置，剪出两块10mm×170mm×4mm规格的铝合金条子，剪出两块10mm×170mm的橡胶皮，在铝合金条子和橡胶皮三分点处打直径7mm的螺栓孔。如光纤锚固图所示。

3、下料剪出底板，共一块，在底板上铣出宽3.2mm、深1.5mm的槽，共四条，槽内净尺寸为150mm×300mm。如底板附图所示。

4、下料剪出竖排孔侧板，共两块，每块铣出两道宽3.2mm、深1.5mm的竖向槽，两槽间的净尺寸为150mm×300mm，并在两道槽的外侧采用线切割各切出两排竖向孔，孔直径为2.2mm，每排孔竖向的中心间距为3mm，每排有48个孔，靠内的两排孔离槽外边的净空为1mm，靠外的一排孔离内侧孔间距为15mm。如竖排孔侧板立体图所示。

5、下料剪出梳子状侧板，共两块，每块采用线切割割出47道宽0.6mm的竖向缝，缝中心间距为3mm，缝上部开口并做V形口，下部封闭，距下部边缘8mm。如梳子状侧板立体图所示。

6、将底板、竖排孔侧板、梳子状侧板通过定位槽拼装成形，调整垂直度后通过角铝合金采用螺栓连接固定。

7、将直径2mm的铁杆剪成200mm一根，共150根。

8、编光纤束及锚固。将一卷0.5mm直径的光纤，剪成17米一段，共47段，排列整齐后将每根端头穿入梭子，穿完后将光纤端整齐的夹在锚固装置中两块橡胶皮中间，采用M6螺栓拧紧。如光纤编束图和光纤锚固图所示。

9、穿光纤束。第一步：将光纤锚固装置靠在竖排孔侧板上。第二步：通过梭子将整编光纤束牵引至最近一侧的梳子状侧板V形口处，对齐后下压至缝底部，然后将铁杆插入第一个定位孔中。第三步：拉着梭子继续牵引至第二块梳子状侧板V形口处，对齐后下压至缝底部，然后将铁杆插入第一个定位孔和第一个转弯孔中。第四步：拉着梭子绕转弯铁杆转180度，重复第二步、第三步、第四步，不同的是定位孔一个一个用铁杆插满，而转弯孔是隔一个用铁杆插满。如图8、图9、图10所示。

10、在上面用两条夹子将竖排孔侧板夹紧后，浇筑水泥净浆。

11、按先后顺序拆除模具的底板、竖排孔侧板、梳子状侧板，铲除表面光纤端头，使其平整光滑。

12、将制品置于标准环境中养护。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例权为实施本发明的范例，必需指出的是，已描述的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于申请专利范围的精神及范围的修改及均等设置包含于本发明的范围内，同时将该模具扩展成多个模块进行批量制作也属于本发明的范围。

Claims

1.一种水泥基透光材料，包括水泥基材料基体本身和布置基体中的光纤，其特征在于：在水泥基材料基体中布置若干规整排列、均匀分布的光纤，光纤从水泥基材料基体一侧表面到另外一侧表面，通过光纤可以透射出物体的轮廓或平面形状，具有透光显影功能。

2.一种权利要求1所述的水泥基透光材料的制备方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：

1）首先，根据水泥基透光材料目标产品大小及透光要求进行模具制作，包括底板，竖排孔侧板、梳子状侧板，梭子，将两块竖排孔侧板插入底板定位槽中，后将两块梳子状侧板插入底板定位槽与竖排孔定位槽中，调整垂直度后，用角铝合金将竖排孔侧板与底板通过螺栓连接固定；

2其次，根据产品要求及特点，进行材料准备，包括光纤备料、下料、穿梭子、编光纤束、锚固；

3接着，开始进行光纤布置，布置的步骤如下：第一步：用梭子牵引光纤束对齐梳子状侧板的开口处，对齐后压入梳子状侧板底部，拉紧，直至锚固端紧靠竖排孔侧板，光纤拉直，些时在靠近梳子状侧板的定位排孔内插入第一根铁杆；第二步：用梭子牵引光纤束继续前进，对齐第二块梳子状侧板的开口处，对齐后压入梳子状侧板底部，在定位排孔内插入铁杆，拉远后，在转弯孔排内插入第一根铁杆；第三步：将梭子牵引光纤束绕转弯孔排的铁杆回转，在定位排孔内插入第二根铁杆，用梭子牵引光纤束对齐梳子状侧板，对齐后压入梳子状侧板底部；第四步：重复第二步、第三步内容；定位孔每个孔都需要插入铁杆，而转弯孔是每隔一个孔插入一个铁杆，光纤束布置满之后，进行锚固，如步骤（1）中最后一道工序；

4其次，将水泥基材料浇入布置好光纤的模具中，并对水泥基材料进行养护；

5最后，按顺序先后拆除模具底板、孔内铁杆、竖排孔侧板、梳子状侧板，即得到水泥基透光材料制品。