CN102601845A - 一种透光混凝土块的制备方法及其制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种透光混凝土块的制备方法及其制备装置。一种透光混凝土块的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：1)准备透光混凝土块的制备装置；2)光纤的布置；3)混凝土的浇筑成型：将成型槽与预备槽分离；再将混凝土浆体浇入成型槽，振动成型；4)混凝土脱模、切割：将硬化后的混凝土从成型槽中脱模，沿垂直于光纤排列的方向，将混凝土切割至指定厚度，即得到透光混凝土块。本发明具有光纤的布置方便快捷、透光混凝土的制备速度快并且可以连续制备，光纤利用率高的特点，可进行透光混凝土块的工业化生产。

Description

一种透光混凝土块的制备方法及其制备装置
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种透光混凝土块的制备方法及其制备装置。
背景技术
混凝土能够透光的原因是混凝土两个平面之间的光纤是以矩阵的方式平行放置，光通过光纤以点的方式从混凝土的一面透向另一面。用透光混凝土可制成园林建筑制品、装饰板材、装饰砌块和曲面波浪型，为建筑师的艺术想象与创作提供了实现的可能性。
2001年，匈牙利建筑学家Aron Losonczi首次提出了透光混凝土的概念，并在2003年应用光玻璃纤维成功研制出透光混凝土(LiTraCon)，但是，混凝土内部为高碱性环境，光玻璃纤维在这种环境中易发生侵蚀，影响透光混凝土的长期光导性，并且由于他采用的石英光纤纤细轻柔，难以达到表面平整和布设困难，大部分光纤满足不了光导数值孔径要求，所以传光率较低。
透光混凝土在中国也有少量的研究。中国专利201110021994.1提供了一种应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料的方法，该方法是先浇注一层水泥浆体，再平铺光纤，再浇注一层水泥浆体，再平铺光纤，如此反复，直到试模全部充满水泥浆体和光纤，这种方法由于每次平铺光纤时的水泥浆体的厚度不易控制，制得的混凝土易出现透光层的间隔不均；并且逐层浇注水泥浆体与平铺光纤的操作繁琐，费时费工，不易进行实现规模化工业生产。中国专利200710007521.X提供了一种透光混凝土生产模组及其快速生产方法，可依不同的设计需求直接形成不同尺寸的透光混凝土，但该方法需要将传导单元固定于顶模与复数个底模间，当需要制得透光率较大的透光混凝土时，光传导单元的数量将会很多，而将大量光传单元规则地固定在顶模与多个底模间的工作量较大，操作缓慢；并且底模是具有孔洞的模板，当光传导单元固定后，底模的孔洞不可能完全封闭，在混凝土浇筑后，可能会出现漏浆的现象；另外，在透光混凝土的原材料中，光纤是最贵的原材料，但该方法在相邻底模间，存在大量的光纤，它们未被利用制备在透光混凝土单元中，即该方法的光纤利用率较低，成本较高。
综上，上述透光混凝土的制备方法存在布置光纤的工作量大、透光混凝土的制备过程复杂缓慢，光纤利用率低，不易进行大规模工业生产等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种方便快捷、可进行透光混凝土块的工业化生产的透光混凝土块的制备方法及其制备装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种透光混凝土块的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：
1)准备透光混凝土块的制备装置(如下所述)；
2)光纤的布置：
将隔板3置于预备槽1内，隔板3包括第一隔板33、第二隔板34，再将光纤穿过隔板3的孔洞32；用第一固定夹41夹住第一隔板33左侧的所有光纤，将第一隔板33和第二隔板34沿预备槽滑动至成型槽内，再在成型槽内滑动，第一隔板33滑至左成型槽固定孔211处，第二隔板34滑至右成型槽固定孔212处，插入固定销将第一隔板和第二隔板与成型槽固定；将所有光纤向右侧施加作用力，使光纤绷紧；用第二固定夹42夹住第二隔板右侧的所有光纤，用第三固定夹43夹住预备槽内剩余隔板左侧的所有光纤；再将第二固定夹和第三固定夹之间的光纤剪断；
3)混凝土的浇筑成型：
将成型槽与预备槽分离；再将混凝土浆体浇入成型槽，振动成型；
4)混凝土脱模、切割：
将硬化后的混凝土从成型槽中脱模，沿垂直于光纤排列的方向，将混凝土切割至指定厚度，即得到透光混凝土块。
在实施步骤3)的过程中，成型槽与预备槽分离后，将另一个成型槽再与预备槽拼接固定，进行连续成型。
实施步骤3)中的混凝土浆体为含胶凝材料、水、细骨料、外加剂制得的混凝土浆体，含胶凝材料、水、细骨料、外加剂的配比(重量份)为：胶凝材料1份、水0.3～0.6份、细骨料0～4份、外加剂0.01～0.03份，含胶凝材料为可水泥，外加剂可为减水剂；细骨料的粒径小于光纤间距的2/3。混凝土浆体可采用现有混凝土的浆体。
一种透光混凝土块的制备装置，它包括预备槽1、成型槽2、不少于四块的隔板3(一般采用4-100块隔板、不少于三个的固定夹4(一般采用3-10固定夹)；预备槽的内部截面、成型槽的内部截面、隔板的平面三者相同；预备槽1的左端头11与成型槽2的右端头23的采用锁扣拼接方式来固定；在混凝土浇筑成型前，隔板3置于预备槽1内，不少于四块的隔板3包括第一隔板33、第二隔板34，第一隔板33沿预备槽滑动至成型槽2内的左端部左成型槽固定孔211处，第二隔板34沿预备槽滑动至成型槽2内的右端部右成型槽固定孔212处，第一隔板33、第二隔板34分别由固定销与成型槽固定，第三隔板、第四隔板均位于预备槽1内；隔板上设有用于光纤穿过的孔洞32；用于夹住光纤的第一固定夹41位于第一隔板33的左侧，用于夹住光纤的第二固定夹42位于第二隔板右侧，用于夹住光纤的第三固定夹43位于预备槽内最左侧的隔板左侧。
成型槽、隔板的材质均为钢铁；预备槽的材质为钢铁、木材或塑料。
所述的光纤为高分子光导纤维，高分子光导纤维由纤维芯材和包皮鞘材组成，包皮鞘材包裹在纤维芯材外，纤维芯材为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯中的一种抽丝制得的纤维，包皮鞘材(外层)为含氟的聚合物或含有机硅的聚合物中的一种。
与现有技术相比，本发明有益效果是：光纤的布置方便快捷、透光混凝土的制备速度快并且可以连续制备，光纤利用率高、可进行透光混凝土块的工业化生产。
附图说明
图1为本发明装置的立体示意图；
图2为光纤在预备槽中布置的立体示意图；
图3为成型槽的立体示意图；
图4为隔板的示意图，图中(a)是隔板的正视图，图中(b)是隔板的左视图；
图5为预备槽的左端头和成型槽的右端头的示意图；
图6为剪断第二固定夹和第三固定夹之间的光纤后，预备槽和成型槽分离的立体示意图；
图7为从成型槽脱模后的透光混凝土试块的示意图；
图8为经切割制得的透光混凝土块的示意图。
图中标记说明：1-预备槽，2-成型槽，3-隔板，4-固定夹，5-光纤，6-透光混凝土试块，8-切割制得的透光混凝土块，11-预备槽的左端头，22-固定销，23-成型槽的右端头，31-隔板固定孔，32-孔洞，33-第一隔板，34-第二隔板，41-第一固定夹，42-第二固定夹，43-第三固定夹，211-左成型槽固定孔，212-右成型槽固定孔。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述。
一种透光混凝土块的制备方法，它包括如下步骤：
1)准备透光混凝土块的制备装置(如下所述)；
2)光纤的布置：
将隔板3置于预备槽1内，隔板3包括第一隔板33、第二隔板34，再将光纤穿过隔板3的孔洞32；用第一固定夹41夹住第一隔板33左侧(即外侧)的所有光纤(如图2所示)，将第一隔板33和第二隔板34沿预备槽滑动至成型槽内，再在成型槽内滑动，第一隔板33滑至左成型槽固定孔211处，第二隔板34滑至右成型槽固定孔212处，插入固定销将第一隔板和第二隔板与成型槽固定；将所有光纤向右侧施加作用力，使光纤绷紧；用第二固定夹42夹住第二隔板右侧的所有光纤，用第三固定夹43夹住预备槽内剩余隔板左侧的所有光纤(如图1所示)；再将第二固定夹和第三固定夹之间的光纤剪断(如图6所示)；
3)混凝土的浇筑成型：
将成型槽与预备槽分离；再将混凝土浆体浇入成型槽，振动成型；
4)混凝土脱模、切割：
将硬化后的混凝土从成型槽中脱模，沿垂直于光纤排列的方向(左右方向)，将混凝土切割至指定厚度，即得到透光混凝土块(如图8所示)。如果对透光混凝土的表面外观要求较高，还可将切好的透光混凝土块进行打磨抛光。
在实施步骤3)的过程中，成型槽与预备槽分离后，还可以将另一个成型槽再与预备槽拼接固定，再从步骤2)中“将第一隔板和第二隔板(此时应为预备槽内的第三隔板和第四隔板)沿预备槽滑动至另一成型槽内，再在成型槽内滑动”开始重复步骤2)至步骤3)，连续成型，再进行步骤4)，得到透光混凝土块。
实施步骤3)中的混凝土浆体为含胶凝材料、水、细骨料、外加剂制得的混凝土浆体，含胶凝材料、水、细骨料、外加剂的配比(重量份)为：胶凝材料1份、水0.3～0.6份、细骨料0～4份、外加剂0.01～0.03份，含胶凝材料为可水泥，外加剂可为减水剂。如果需要生产彩色的透光混凝土，则混凝土浆体中还可以掺加一定量的颜料。
为了保证细骨料能够均匀的分布在透光混凝土中，细骨料的粒径应小于光纤间距的2/3，以小于光纤间距的1/2为佳。
请参阅图1-8，一种透光混凝土块的制备装置，它包括预备槽1、成型槽2、不少于三块的隔板3(一般采用3-100块隔板)、不少于三个的固定夹4(一般采用3-10固定夹)；预备槽的内部截面、成型槽的内部截面、隔板的平面三者相同，以保证隔板可以在预备槽和成型槽内滑动，同时，在混凝土成型过程中，混凝土浆体不会漏出来；
预备槽1的左端头11与成型槽2的右端头23的采用锁扣拼接方式来固定(如图5所示)，这样当预备槽和成型槽拼在一起时，方便隔板在它们内部滑动，当光纤在成型槽内固定好后，方便成型槽与预备槽分离。
在混凝土的浇筑成型前，隔板3置于预备槽1内，不少于四块的隔板3包括第一隔板33、第二隔板34，第一隔板33(其中一个隔板)沿预备槽滑动至成型槽2内的左端部左成型槽固定孔211处，第二隔板34(其中另一个隔板)沿预备槽滑动至成型槽2内的右端部右成型槽固定孔212处(成型槽2由底模、前侧模、后侧模组成)，第一隔板33、第二隔板34分别由固定销与成型槽固定，第三隔板、第四隔板均位于预备槽1内；【成型槽的前侧模、后侧模的左端部、右端部上均设有成型槽固定孔(左端部为左成型槽固定孔211，右端部为右成型槽固定孔212，左成型槽固定孔211为2个、右成型槽固定孔212为2个；图1、图3中的右边为右，左边为左，面向观者为前，纸里为后；每个成型槽固定孔配有一个固定销22；隔板的侧面设有隔板固定孔31，隔板固定孔的孔径与成型槽固定孔的相同，隔板的厚板大于隔板固定孔的孔径，这样当两个隔板固定在成型槽内时，隔板可以作为成型混凝土用的侧壁(左侧壁、右侧壁)】；隔板上设有用于光纤穿过的孔洞32(隔板上设有若干圆形孔洞32，孔洞的孔径略大于光纤5的直径，以供光纤的穿入)。
用于夹住光纤的第一固定夹41位于第一隔板33的左侧，用于夹住光纤的第二固定夹42位于第二隔板右侧，用于夹住光纤的第三固定夹43位于预备槽内最左侧的隔板左侧。
隔板的数量可根据预备槽的长度来确定，尽可能多(因为，隔板多了，我们把所有光纤穿好后，可以连续成型的次数多，这样减小了工作量，提高了效率。)的配备隔板，这样将有效地减少把光纤穿到隔板孔洞的工作量，提高效率。
隔板上的孔洞的数量可根据需要制备的透光混凝土的透光效果来确定，当需要透光混凝土的透光率较高时，可使用单位面积上孔洞较多的隔板，反之，则可使用单位面积上孔洞较少的隔板。隔板上的孔洞可以均匀分布，也可以做成各种图案，以丰富透光混凝土的视觉效果。
成型槽侧模与底模之间是可以拆卸与组装，这样方便透光混凝土的脱模，也可以实现成型槽的重复利用。
成型槽和隔板的材质为钢铁。
预备槽的材质为钢铁，当然也可以选用木材或塑料。
所述的光纤为高分子光导纤维，高分子光导纤维由纤维芯材和包皮鞘材组成，包皮鞘材包裹在纤维芯材外，纤维芯材为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯中的一种抽丝制得的纤维，包皮鞘材(外层)为含氟的聚合物或含有机硅的聚合物中的一种。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，其它与本发明实质相同的技术方案都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种透光混凝土块的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：
1)准备透光混凝土块的制备装置；
2)光纤的布置：
将隔板(3)置于预备槽(1)内，隔板(3)包括第一隔板(33)、第二隔板(34)，再将光纤穿过隔板(3)的孔洞(32)；用第一固定夹(41)夹住第一隔板(33)左侧的所有光纤，将第一隔板(33)和第二隔板(34)沿预备槽滑动至成型槽内，再在成型槽内滑动，第一隔板(33)滑至左成型槽固定孔(211)处，第二隔板(34)滑至右成型槽固定孔(212)处，插入固定销(22)将第一隔板和第二隔板与成型槽固定；将所有光纤向右侧施加作用力，使光纤绷紧；用第二固定夹(42)夹住第二隔板右侧的所有光纤，用第三固定夹(43)夹住预备槽内剩余隔板左侧的所有光纤；再将第二固定夹和第三固定夹之间的光纤剪断；
3)混凝土的浇筑成型：
将成型槽与预备槽分离；再将混凝土浆体浇入成型槽，振动成型；
4)混凝土脱模、切割：
将硬化后的混凝土从成型槽中脱模，沿垂直于光纤排列的方向，将混凝土切割至指定厚度，即得到透光混凝土块。
2.根据权利要求1所述的一种透光混凝土块的制备方法，其特征在于：在实施步骤3)的过程中，成型槽与预备槽分离后，将另一个成型槽再与预备槽拼接固定，进行连续成型。
3.一种实现权利要求1所述的方法的透光混凝土块的制备装置，其特征在于它包括预备槽(1)、成型槽(2)、不少于四块的隔板(3)、不少于三个的固定夹(4)；预备槽的内部截面、成型槽的内部截面、隔板的平面三者相同；预备槽(1)的左端头(11)与成型槽(2)的右端头(23)的采用锁扣拼接方式来固定；在混凝土浇筑成型前，隔板(3)置于预备槽(1)内，不少于四块的隔板(3)包括第一隔板(33)、第二隔板(34)，第一隔板(33)沿预备槽滑动至成型槽(2)内的左端部左成型槽固定孔(211)处，第二隔板(34)沿预备槽滑动至成型槽(2)内的右端部右成型槽固定孔(212)处，第一隔板(33)、第二隔板(34)分别由固定销与成型槽固定，第三隔板、第四隔板位于预备槽(1)内；隔板上设有用于光纤穿过的孔洞(32)；用于夹住光纤的第一固定夹(41)位于第一隔板(33)的左侧，用于夹住光纤的第二固定夹(42)位于第二隔板右侧，用于夹住光纤的第三固定夹(43)位于预备槽内最左侧的隔板左侧。
4.根据权利要求3所述的透光混凝土块的制备装置，其特征在于：成型槽、隔板的材质均为钢铁；预备槽的材质为钢铁、木材或塑料。
5.根据权利要求3所述的透光混凝土块的制备装置，其特征在于：所述的光纤为高分子光导纤维，高分子光导纤维由纤维芯材和包皮鞘材组成，包皮鞘材包裹在纤维芯材外，纤维芯材为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯中的一种抽丝制得的纤维，包皮鞘材为含氟的聚合物或含有机硅的聚合物中的一种。
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