CN103770196A - 制备具有彩色透光混凝土的方法 - Google Patents

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刘雄飞
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董万国
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Abstract

制备具有彩色透光混凝土的方法属于新型建筑材料领域。选取28d抗压强度大于40MPa的快硬性硫铝酸盐水泥砂浆，在搅拌砂浆过程中掺加不同种颜色的水粉颜料，在模具两个主对面的塑料板上打出不同形状的孔洞，用偶联剂处理光纤的表面后，将光纤插入到预留的孔洞中，并用棉纱密封光纤与孔洞间的缝隙；将有颜色的水泥砂浆倒入模具中，并用振捣棒振捣；如此反复，直到模具内部全部充满水泥砂浆和光纤；当试件养护14d以上保证试件有足够的强度之后，再用切割机切割试件并打磨抛光，再对断面进行有机硅油喷涂。本发明使透光混凝土透射出不同颜色的光束，制备工艺简便，易操作，透光性好，具有绚丽的装饰效果，具有广阔的市场应用前景。

Description

制备具有彩色透光混凝土的方法
技术领域
本发明属于新型混凝土材料技术领域。具体涉及一种高透光性、高强度、高稳定性、良好装饰效果及观赏性的有色透光混凝土的制备方法。与四代透光水泥基材料相比，该种水泥基材料有装饰效果好，观赏性价值高的优点，在促进建筑节能和建筑装饰领域内有广阔的市场应用前景。
背景技术
目前虽然已有关于水泥基透光混凝土的相关报道，但是关于水泥基透光材料的具体制备工艺的报道很少，已经知道的是：1）采用光纤直径为2～300μm，利用大量的光纤束，光纤在砌块内的体积分数为5～30%，分层放置光纤和浇注水泥砂浆；2）将直径为2～200μm的光纤按照一定的规则纺织成纤维布和纤维集成体，制备成3D向织物和2D纤维织物，之后提拉展开固定于模具中，浇注水泥砂浆。然后用振捣棒振捣；如此反复，直到模具内部全部充满水泥砂浆和光纤织物。
当养护光纤水泥砂浆试件14d以上保证试件有足够的强度，再用切割机切割试件并打磨抛光，再对断面进行有机硅油喷涂，从而得到透光水泥基材料。
上述的水泥基透光混凝土材料的制备虽然能够满足一定的透光要求和制备工艺的要求，但还存在以下问题，影响了该种材料的性能和应用，具体如下：
1）容易产生碱腐蚀：如果采用光纤平行排列埋入硅酸盐水泥混凝土基体，由于第一代是以玻璃做芯线的光纤，容易与高碱度的硅酸盐水泥基体发生碱-硅酸盐反应，影响透光材料的耐久性；
2）光纤定位差：采用平行排列法埋入光纤，分层浇注水泥砂浆和铺设光纤，光纤的位置无法固定，导致透光效果差；
3）材料的透光效果不好：为了保证透光混凝土的强度，限制了光纤所占试件整体的体积百分率，从而导致了材料的透光效果差；
4）材料观赏效果差：由于光纤直射进室内，会影响人的视觉，而且无色光透光混凝土材料效果单一。
发明内容：
本发明的目的是解决上述现有的技术问题，制备具有透光形式的透光混凝土方法，其特征如下：
制备具有彩色透光混凝土的方法，其特征在于步骤如下：
选取28d抗压强度大于40MPa的快硬性硫铝酸盐水泥砂浆，在搅拌砂浆过程中按照预定的色彩效果掺加不同种颜色的水粉颜料，制备出不同种颜色的水泥砂浆。
用有机塑料粘接成不同尺寸的模具，在模具两个主对面的塑料板上打出不同形状的孔洞，用偶联剂处理光纤的表面后，将光纤插入到预留的孔洞中，并用棉纱密封光纤与孔洞间的缝隙；
将有颜色的水泥砂浆倒入模具中，并用振捣棒振捣；如此反复，直到模具内部全部充满水泥砂浆和光纤得到光纤水泥砂浆；其中光纤的体积百分含量为1%-5%；
当养护14d以上保证试件有足够的强度之后，再用切割机切割试件并打磨抛光，再对断面进行有机硅油喷涂，从而得到有色的透光水泥基材料。
各组分的品质指标如下：
制备出高流动性,高强度的硫铝酸盐水泥浆体,基体材料的水灰比为0.35,减水剂为减水率大于15%,掺量为0.7%,消泡剂的最佳掺量为0.2%。
将光线材料按照设计好的模具穿插到预留孔中，调整光纤的长度和位置，在孔洞口处用棉纱密封。
将光纤布定位在模具中后，浇注水泥砂浆，养护14d有一定的强度之后，用切割机将硬化的光纤水泥砂浆试件切割打磨，并涂喷有机硅油，从而得到透光水泥基材料。
本发明很好的解决了上述的问题，从材料的制备工艺进行了创新，主要优点如下：
1）不易发生碱腐蚀:本材料选用硫铝酸盐水泥,水化产物中不存在高碱性的氢氧化钙,不易发生碱-硅酸盐反应;
2）光纤的定位稳定：光纤之间的间距和位置都可以有效的固定，都比原有的技术得到较好的控制；
3）材料的透光效果显著提高：有色透光混凝土可以透射出五颜六色的光束，使得空间感、色彩度都能够满足各种设计的要求，而且光会表现更柔和，不会刺激人的视觉。
4）材料的强度明显提高：光纤在材料中能够有序的排列，混凝土强度的损失会减小，相同条件下强度会明显提高。
通过上述制备加工工艺和成型方法的革新，可以制备出新型的有色透光混凝土材料，与传统透光水泥基材料相比，该种材料制备工艺简便，易操作，透光性好，具有绚丽的装饰效果，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1有文字的模具
图2有图案的模具
具体实施方式
实施例子中砂浆的原始组分分别如下：
为制备出高流动性,高强度的快硬性的硫铝酸盐水泥,设计砂浆1和2。
砂浆1：水泥为唐山产42.5快硬硫铝酸盐水泥；水灰比为0.35；砂灰比为0.8，加入水粉颜料后测得砂浆稠度为16cm,水粉颜料掺量为水泥质量的1%；减水剂为0.7%，是苏州弗克F0X-8H型粉末聚羧酸减水剂，减水率掺量为30%；消泡剂掺量为0.2%，是深圳海润化工公司生产的P764型粉末消泡剂；偶联剂为硅烷偶联剂A-151，主要组分为乙烯基三乙氧基硅烷。
砂浆2：水泥为唐山产52.5快硬硫铝酸盐水泥；水灰比为0.35；砂灰比为0.8，加入水粉颜料后测得砂浆稠度为15cm,水粉颜料掺量为水泥质量的1%；减水剂掺量为0.7%，是苏州弗克F0X-8H型粉末聚羧酸减水剂，减水率为30%；消泡剂为0.2%，是深圳海润化工公司生产的P764型粉末消泡剂；偶联剂为硅烷偶联剂A-151，主要组分为乙烯基三乙氧基硅烷。试件尺寸为120mm×120mm×50mm，测试指标为试件养护14d的抗压强度和透光率。抗压强度参照GB175-2007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。以及用支持标定切面光纤的间距。
光纤直径选取0.5mm、1mm、1.5mm,是中国南京箭特科技有限公司生产的PMMA塑料光纤；光纤浸泡在1:5（硅烷偶联剂A-151与水的体积比）的硅烷偶联剂水溶液中，2分钟后取出并在室内风干，之后将光纤穿插在预置的有混凝土字样的模具中，并固定好；将配制好的有色水泥浆体缓慢的浇注进有字样或图案的模具中。
试件尺寸为120mm×120mm×50mm，水粉颜料是中英合资凤凰美术颜料有限公司的浓缩型水粉颜料，模具有光字体（黄色）、砼字体（蓝色），枫叶（红色）、杯子（橙色）图案共四种，测试指标为试件养护14d的抗压强度和透光率。抗压强度参照GB175-2007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。以及用尺子标定切面光纤的间距。
实施例的配合比和测试结果如表1、2所示。
表1水泥基透光材料的配合比及测试结果
Figure BDA0000451559600000051
表2水泥基透光材料的配合比及测试结果
Figure BDA0000451559600000052
Figure BDA0000451559600000061

Claims (1)

1.制备具有彩色透光混凝土的方法，其特征在于步骤如下：
选取28d抗压强度大于40MPa的快硬性硫铝酸盐水泥砂浆，在搅拌砂浆过程中按照预定的色彩效果掺加不同种颜色的水粉颜料，制备出不同种颜色的水泥砂浆。
用有机塑料粘接成不同尺寸的模具，在模具两个主对面的塑料板上打出不同形状的孔洞，用偶联剂处理光纤的表面后，将光纤插入到预留的孔洞中，并用棉纱密封光纤与孔洞间的缝隙；
将有颜色的水泥砂浆倒入模具中，并用振捣棒振捣；如此反复，直到模具内部全部充满水泥砂浆和光纤得到光纤水泥砂浆；其中光纤的体积百分含量为1%-5%；
养护光纤水泥砂浆14d以上得到试件，再用切割机切割试件并打磨抛光，再对断面进行有机硅油喷涂，从而得到有色的透光水泥基材料。
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