CN102758496B - 一种透光混凝土的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种透光混凝土的制备方法，它包括如下步骤：1）准备光纤束、静电发射器、光纤固定槽、水泥、水、速凝剂、模板；光纤束为多根光纤组成；2）称取水泥、水、速凝剂，混合搅拌制备速凝浆体；3）用静电发射器对光纤束端头的光纤释放静电；4）将两个已分散开的光纤束端头分别插入到两个光纤固定槽的速凝浆体内，静置至速凝浆体终凝，再将已硬化的速凝浆体从光纤固定槽脱离并固定在待浇混凝土的模板内侧；5）浇筑混凝土；混凝土硬化后，脱模；将混凝土打磨至光纤的端面暴露于混凝土结构之外，得到透光混凝土。本发明实现了光纤端头的快速分散与固定，可应用于预制透光混凝土构件的生产和现场浇筑透光混凝土部位的施工。
Description
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的制备方法。
背景技术
透光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。透光混凝土被制成铺地砖（35×35×5cm）并被应用在斯德哥尔摩市的Stureplan广场，这些砖块看起来与普通的混凝土砖别无二样，但是在夜晚，它们会由于地砖下设置的灯光而变得多彩。2010年，中国上海世博会上，意大利馆提供了6000多个“透明水泥”板，通过在水泥中植入特殊的树脂来实现“透明”的效果。
透光混凝土在中国也有少量的研究。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，而将大量光传导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。中国专利201210070586.X提供了一种透光混凝土块的制备方法及其制备装置，该方法能够方便、快捷、连续地制备透光混凝土块，但该方法还是要将光纤逐根穿入到每个隔板的孔洞中，这个工序操作缓慢，工作量大。中国专利201210070575.1提供了一种现场浇筑透光混凝土的施工方法，该方法具有方便实施推广、混凝土透光效果可设计、生产成本较低、适用于现场浇筑的特点，但该方法同样需要将光纤逐根穿入到光纤固定板的孔洞中，同样操作缓慢，工作量大。
综上，上述透光混凝土的制备方法均存在布置光纤的操作缓慢、工作量大、效率低等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单高效的透光混凝土的制备方法，该方法实现了光纤端头的快速分散与固定，可应用于预制透光混凝土构件的生产和现场浇筑透光混凝土部位的施工。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种透光混凝土的制备方法，它包括如下步骤：
1）准备材料
准备光纤束、静电发射器、光纤固定槽、水泥、水、速凝剂、模板；
所述的光纤束为多根光纤组成，光纤束外设有一层耐碱的塑料保护层，光纤束的长度略大于透光混凝土的入光端与出光端之间距离；
2）制备速凝浆体
按重量比为水泥：水：速凝剂=1：0.35～0.5：0.01～0.05称取水泥、水、速凝剂，混合搅拌25～30秒，立即装入两个光纤固定槽内，削去多余的水泥浆，从加水时算起操作时间不超过50秒；
3）静电分散光纤
除去光纤束两端的塑料保护层，用静电发射器对光纤束两端头的光纤释放静电；
4）固定光纤
将两个已分散开的光纤束端头分别插入到两个光纤固定槽的速凝浆体内，光纤的端头触及光纤固定槽的底面，静置至速凝浆体终凝；将两个光纤固定槽内的已硬化的速凝浆体从光纤固定槽脱离；再将两个已硬化的速凝浆体按照设计要求分别固定在待浇混凝土入光端与出光端的模板内侧，并将两个已硬化的速凝浆体之间的光纤束布置固定好；
5）混凝土的浇筑与打磨
浇筑混凝土；混凝土硬化后，脱模；将固定速凝浆体位置的混凝土打磨至磨出光纤的端头，使光纤的端面暴露于混凝土结构之外，得到透光混凝土。
按上述方案，所述的光纤为高分子光纤，高分子光纤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或聚苯乙烯抽丝制得的纤维，包皮鞘材为含氟的聚合物或含有机硅的聚合物。
按上述方案，所述的速凝剂为粉状速凝剂或液态速凝剂，符合中华人民共和国建材行业标准JC 477《喷射混凝土用速凝剂》的技术要求。
按上述方案，所述的步骤4）中将两个已分散开的光纤束端头分别插入到两个光纤固定槽的速凝浆体内的时间，从步骤2）中加水时算起，不应超过速凝浆体的初凝时间。
按上述方案，所述的速凝浆体的初凝时间小于3分钟，终凝时间小于8分钟。
按上述方案，所述的光纤固定槽的材质为钢铁或塑料。
按上述方案，所述的光纤固定槽在使用前应刷油或脱模剂。
与现有技术相比，本发明有益效果有：
1）利用静电斥力的原理，实现了光纤端头的快速分散；
2）利用速凝混凝土技术，实现了将已分散的光纤端头的快速固定；
3）可以实现预制透光混凝土构件的生产，也可以实现现场浇筑透光混凝土部位的施工，操作简单，效率高。
附图说明
图1为本发明的光纤束、速凝浆体、光纤固定槽的结构示意图。
图2为光纤束的结构示意图。
图3为将两个已分散开的光纤束端头分别插入到两个光纤固定槽的速凝浆体内的示意图。
图4为将速凝浆体固定在待浇混凝土模板内侧的示意图。
图中：1-光纤束，2-速凝浆体，3-光纤固定槽，4-模板，11-光纤，12-塑料保护层。
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。
请一并参阅图1至图4，本发明提供一种透光混凝土的制备方法，它包括如下步骤：
1）准备材料：
准备光纤束、静电发射器、光纤固定槽、水泥、水、速凝剂、模板；
光纤束为多根光纤组成，如图2所示，光纤束外设有一层耐碱的塑料保护层，可以保护光纤束内部的光导纤维不被外界（如钢筋、混凝土中的石子等）破坏，保证它的导光性能，光纤束的长度应略大于透光混凝土的入光端与出光端之间距离；
2）制备速凝浆体
按重量比为水泥：水：速凝剂=1：0.4：0.04称取水泥、水、速凝剂，混合搅拌25～30秒，立即装入两个光纤固定槽内，削去多余的水泥浆，从加水时算起操作时间不应超过50秒；
3）静电分散光纤
除去光纤束两端的塑料保护层，用静电发射器对光纤束端头的光纤释放静电，光纤束带静电后，由于静电斥力的作用，所有的光纤端头将分散开，可以通过调节静电发射器的功率来控制光纤端头分散的大小，如图1所示，光纤束端头的光纤成发散状；
4）固定光纤
将两个已分散开的光纤束端头分别插入到两个光纤固定槽的速凝浆体内，光纤的端头应触及光纤固定槽的底面，静置至速凝浆体终凝，如图3所示；将两个光纤固定槽内的已硬化的速凝浆体从光纤固定槽脱离；再将两个已硬化的速凝浆体按照设计要求分别固定在待浇混凝土入光端与出光端的模板内侧，并将两个已硬化的速凝浆体之间的光纤束布置固定好，光纤束的布置过程不要出现小于90度的弯角，应以平滑过渡的形式来铺设光纤束，这样可以使光在光导纤维内的损耗较小；
5）混凝土的浇筑与打磨
浇筑混凝土；混凝土硬化后，脱模；将固定速凝浆体位置的混凝土打磨至磨出光纤的端头，使光纤的端面暴露于混凝土结构之外，得到透光混凝土。
这里浇筑的混凝土可以是预制的透光混凝土构件，也可以是现场浇筑的透光混凝土部位。另外，若设计的透光混凝土透光面积较大，可以选用多根光纤束，对每根光纤束进行步骤2）～4），再进行步骤5），将多根光纤束间隔排列于模板内，如图4所示。
所述的光纤为高分子光纤，高分子光纤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。
本实施例所选用的速凝剂为巴斯夫公司的速凝剂，型号为MEYCO SA101，符合中华人民共和国建材行业标准JC 477《喷射混凝土用速凝剂》的技术要求，本实施例选用的速凝剂为粉状，当然也可以选择液态的速凝剂。
所述的步骤4）中将两个已分散开的光纤束端头分别插入到两个光纤固定槽的速凝浆体内的时间，从步骤2）中加水时算起，不应超过速凝浆体的初凝时间。
本实施例中的速凝浆体的初凝时间为2分55秒，终凝时间为7分40秒。速凝浆体的初凝时间与终凝时间必须经前期准确测试。速凝浆体的初凝时间与终凝时间不宜太长，不然光纤固定的静置时间较长，影响透光混凝土的制备节奏，速凝浆体的初凝时间应小于3分钟，终凝时间小于8分钟。
所述的光纤固定槽的材质为钢铁，当然也可以为塑料。
所述的光纤固定槽在使用前应刷油，当然也可以刷脱模剂，以方便将硬化的速凝浆体从光纤固定槽中脱出。
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 (7)
1.一种透光混凝土的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
1）准备材料
准备光纤束、静电发射器、光纤固定槽、水泥、水、速凝剂、模板；
所述的光纤束为多根光纤组成，光纤束外设有一层耐碱的塑料保护层，光纤束的长度略大于透光混凝土的入光端与出光端之间距离；
2）制备速凝浆体
按重量比为水泥：水：速凝剂=1：0.35～0.5：0.01～0.05称取水泥、水、速凝剂，混合搅拌25～30秒，立即装入两个光纤固定槽内，削去多余的水泥浆，从加水时算起操作时间不超过50秒；
3）静电分散光纤
除去光纤束两端的塑料保护层，用静电发射器对光纤束两端头的光纤释放静电；
4）固定光纤
将两个已分散开的光纤束端头分别插入到两个光纤固定槽的速凝浆体内，将光纤的端头触及光纤固定槽的底面，静置至速凝浆体终凝；将两个光纤固定槽内的已硬化的速凝浆体从光纤固定槽脱离；再将两个已硬化的速凝浆体按照设计要求分别固定在待浇混凝土入光端与出光端的模板内侧，并将两个已硬化的速凝浆体之间的光纤束布置固定好；
5）混凝土的浇筑与打磨
浇筑混凝土；混凝土硬化后，脱模；将固定速凝浆体位置的混凝土打磨至磨出光纤的端头，使光纤的端面暴露于混凝土结构之外，得到透光混凝土。
2.根据权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于：所述的光纤为高分子光纤，高分子光纤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或聚苯乙烯抽丝制得的纤维，包皮鞘材为含氟的聚合物或含有机硅的聚合物。
3.根据权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于：所述的速凝剂为粉状速凝剂或液态速凝剂。
4.根据权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于：所述的步骤4）中将两个已分散开的光纤束端头分别插入到两个光纤固定槽的速凝浆体内的时间，从步骤2）中加水时算起，不超过速凝浆体的初凝时间。
5.根据权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于：所述的速凝浆体的初凝时间小于3分钟，终凝时间小于8分钟。
6.根据权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于：所述的光纤固定槽的材质为钢铁或塑料。
7.根据权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于：所述的光纤固定槽在使用前应刷油或脱模剂。
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