CN105130338A - 透光混凝土预制构件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透光混凝土预制构件，该透光混凝土预制构件包括混凝土主体以及嵌于混凝土主体中的若干条光纤，光纤贯穿混凝土主体的透光面及光源面，光纤的一端为透光端位于透光面，光纤的另一端为光源端位于光源面，用于将光源发出的光传导至透光端。本发明还公开了一种透光混凝土预制构件的制备方法。本发明的透光混凝土预制构件通过光纤传导光源的光，使混凝土主体的光源面的光可传导至透光面，实现混凝土预制构件两个面之间光的有效传递，即实现透光性。

Description

透光混凝土预制构件及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种透光混凝土预制构件及其制备方法。

背景技术

随着住宅产业化的大力推行，大量的混凝土预制构件在工厂里由产业工人生产完成，现场只是以组装和安装作业为主。混凝土预制件具有提高建筑质量，提高劳动生产率，改善工地现场环境，实现节能、节水、节材等特点，是绿色建筑的重要组成部分，也是国家实行住宅产业化的重要技术环节。虽然混凝土预制构件具备上述诸多优点，但目前在工厂生产的混凝土预制构件只起到了结构承重的作用，不具备透光的特性，当某些混凝土墙体不适合开窗而需要采光，或者只能采用间接采光时，则普通混凝土预制构件无法满足该要求，因此，限制了建筑物的朝向，降低了建筑物的设计灵活性。可见，混凝土预制不具备透光的性能成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于解决混凝土预制构件不具备透光性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种透光混凝土预制构件，所述透光混凝土预制构件包括混凝土主体以及嵌于所述混凝土主体中的若干条光纤，所述光纤贯穿所述混凝土主体的透光面及光源面，所述光纤的一端为透光端位于所述透光面，所述光纤的另一端为光源端位于所述光源面，用于将光源发出的光传导至所述透光端。

优选地，所述混凝土主体的各原料的粒径不大于所述光纤间的间隙。

优选地，所述光纤的透光端按照预设的图案排布。

优选地，所述混凝土主体由以下重量份数的原料制成：

优选地，所述光纤为高分子光导纤维，所述高分子光导纤维由纤维芯材和包皮鞘材组成，所述包皮鞘材包裹在所述纤维芯材外，所述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，所述包皮鞘材为含氟的聚合物或含有机硅的聚合物中的一种。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种透光混凝土预制构件的制备方法，所述透光混凝土预制构件的制备方法包括以下步骤：

拼装模具，并对所述模具进行预处理；

将预先制作的设有若干个光纤插孔的样式底板放入所述模具中；

将若干条光纤对应插入所述光纤插孔中；将所述光纤插入所述光纤插孔的一端作为透光端，且另一端作为光源端；

将由混凝土原料预配而成的混凝土料浇入所述模具中；

待所述混凝土料固化后形成混凝土主体，拆除所述模具；

拆除所述样式底板，并将所述光纤的透光端伸出所述混凝土主体表面的部分截断；所述透光端所在的所述混凝土主体的表面为透光面，所述光源面所在的所述混凝土主体的表面为光源面。

优选地，所述将预先制作的设有若干个光纤插孔的样式底板放入所述模具中的步骤包括：

将预先制作的设有若干个光纤插孔的样式底板放入所述模具中，并置于若干个垫块之上；所述垫块设于所述模具底部与所述样式底板之间。

优选地，所述拆除所述样式底板，并将所述光纤的透光端伸出所述混凝土主体表面的部分截断的步骤之后包括：

将所述混凝土主体的透光面进行酸洗处理。

优选地，所述将所述混凝土主体的透光面进行酸洗处理的步骤之后包括：

将所述混凝土主体的透光面进行防水处理及防尘处理。

优选地，所述样式底板为木板、塑料板、纸板中的一种。

本发明透光混凝土预制构件包括混凝土主体以及嵌于所述混凝土主体中的若干条光纤，所述光纤贯穿所述混凝土主体的透光面及光源面，所述光纤的一端为透光端位于所述透光面，所述光纤的另一端为光源端位于所述光源面，用于将光源发出的光传导至所述透光端。本发明的透光混凝土预制构件通过光纤传导光源的光，使混凝土主体的光源面的光可传导至透光面，实现混凝土预制构件两个面之间光的有效传递，即实现透光性。一方面可充分利用光源发出的光，达到节能环保的效果；另一方面也可起到装饰作用，实现混凝土预制构件的功能多样性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明透光混凝土预制构件的截面示意图；

图2为图1中光纤的透光端按照预设的图案排布的示意图；

图3为本发明透光混凝土预制构件的制作示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供一种透光混凝土预制构件。

参照图1，图1为本发明透光混凝土预制构件的截面示意图。

在本发明透光混凝土预制构件第一实施例中，该所述透光混凝土预制构件包括混凝土主体10以及嵌于所述混凝土主体10中的若干条光纤20，所述光纤20贯穿所述混凝土主体10的透光面11及光源面12，所述光纤20的一端为透光端21位于所述透光面11，所述光纤20的另一端为光源端22位于所述光源面12，用于将光源发出的光传导至所述透光端21。

其中，混凝土主体10的形状和厚度是由在建筑房屋中所处的位置和房屋设计来决定的，可根据建筑物的需要进行调整。而混凝土主体10所使用的混凝土料的配方也由不同的性能要求来决定，如力学性能、保温性能、装饰性能、耐久性能、抗裂性能等，根据不同的性能，可对混凝土料的配方进行相应的调整，以符合其对性能的要求。

在混凝土主体10中，根据需求，可在适当位置埋设钢筋骨架，或者，对于部分功能性构件，在混凝土主体10中可埋设预埋件，如铝窗、线管、灯箱、预留孔、预埋螺栓及吊装件等，但在埋设这些预埋物时，需要注意将其埋设在适当的位置，避免影响到光纤20的排布。

上述光纤20即为光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的限位，作为光传导工具。光纤20的种类非常多，如石英光纤、掺氟光纤、发光光纤、多芯光纤、空心光纤、高分子光纤等，根据不同的需要可选择适当的光纤20。而光纤20的数量、直径、位置需根据透光的图案或其他需求进行选择。

光纤20贯穿混凝土主体10的透光面11及光源面12，光纤20的一端为光源端22，光源端22位于光源面12朝向光源的位置，是光纤20传导光的起点，光纤20的另一端为透光端21位于透光面11，是光纤20传导光的终点，其通常朝向需要透光的位置。光源端22需暴露于混凝土主体10的光源面12，光源端22可伸出光源面12，而透光端21也需暴露于混凝土主体10的透光面11，但最好不要伸出透光面11。

上述光源可为自然发光体(如太阳)，也可以是光源机，光源机发出的光可以是彩色的，也可以是白光，根据需要进行调配。

本实施例的透光混凝土预制构件通过光纤20传导光源的光，使混凝土主体10的光源面12的光可传导至透光面11，实现混凝土预制构件两个面之间光的有效传递，即实现透光性。一方面可充分利用光源发出的光，达到节能环保的效果；另一方面也可起到装饰作用，实现混凝土预制构件的功能多样性。

在本发明透光混凝土预制构件第二实施例中，本实施例在第一实施例的基础上，所述混凝土主体10的各原料的粒径不大于所述光纤20间的间隙。

混凝土主体10的原料的粒径不可过大，若原料的粒径超过光纤20间的间隙，则可能会造成光纤20间的间隙无法被混凝土的原料填实，存在空隙，一方面影响混凝土预制构件的强度，另一方面也可能造成光纤20无法牢固的嵌在混凝土主体10内。

参照图2，图2为图1中光纤20的透光端21按照预设的图案排布的示意图。图2中展示的是混凝土主体10的透光面11，而透光面11上的点代表光纤20的透光端21。

在本发明透光混凝土预制构件第三实施例中，本实施例在第一实施例、第二实施例的基础上，所述光纤20的透光端21按照预设的图案排布。

用户可根据需要设计图案，该图案可以是人物、风景、标志、文字等任何可实现的图形或图像，当光纤20的透光端21按照预设的图案排布时，可通过光纤20传导的光凸显该图案。为了进一步提高图案的多样性，还可在不同位置的透光端21对应的光源端22设置不同颜色的光源，从而可使透光端21组成的图案呈现多彩的效果。用该透光混凝土预制构件可制成园林建筑制品、装饰板材、装饰砌块和曲面波浪型建材。可见，光纤20的透光端21按照预设的图案排布可实现信息传递、装饰等作用，不仅存在艺术价值，同时也存在商业价值，提高了透光混凝土预制构件的功能性及应用性。

对于光纤20的光源端22的排布，可以是无序的，只需将光源端22靠近对应的光源即可。例如，将同一光源对应的光源端22扎成束，并卡持在该光源的卡持件上。

在本发明透光混凝土预制构件第四实施例中，本实施例在第一实施例、第二实施例、第三实施例的基础上，所述混凝土主体10由以下重量份数的原料制成：

下面举多个示例来具体说明本实施例混凝土主体10的原料的配制：

示例一：混凝土主体10由以下重量份数的原料制成：白水泥40、石英砂70、高岭土3、钛白粉3、银云母1.0、胶浆3、减水剂1、水15、颜料3。

其中，钛白粉起到增白作用，银云母用于产生闪光效果，胶浆用于增加所用原料的和易性，颜料用于制成彩色的混凝土主体10，且颜料可根据用户的要求添加。

示例二：混凝土主体10由以下重量份数的原料制成：白水泥50、石英砂50、高岭土4、钛白粉2、银云母0.8、胶浆5、减水剂0.5、水25、颜料0。

示例二在示例一的基础上去掉了颜料，制成了白色的混凝土主体10。

示例三：混凝土主体10由以下重量份数的原料制成：白水泥60、石英砂80、高岭土3.5、钛白粉2.5、银云母1.5、胶浆4、减水剂2、水20、颜料1。

示例四：混凝土主体10由以下重量份数的原料制成：白水泥48、石英砂63、高岭土0、钛白粉2、银云母1.2、胶浆0、减水剂1.3、水18、颜料2.5。

示例四在示例一的基础上去除了高岭土和胶浆两种原料。

示例五：混凝土主体10由以下重量份数的原料制成：白水泥52、石英砂63、高岭土2.5、钛白粉0、银云母0、胶浆3.5、减水剂1.7、水21、颜料2.9。

示例五在示例一的基础上去除了钛白粉和银云母两种原料。

上述减水剂的减少率要求20％～30％，石英砂细度为60～80目。

在本发明透光混凝土预制构件第五实施例中，本实施例在第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例的基础上，所述光纤20为高分子光导纤维，所述高分子光导纤维由纤维芯材和包皮鞘材组成，所述包皮鞘材包裹在所述纤维芯材外，所述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，所述包皮鞘材为含氟的聚合物或含有机硅的聚合物中的一种。

相较于其他类型的光纤20，高分子光纤的优点在于绕曲性能好、成本低。因此，本实施例采用高分子光纤，解决了在混凝土浇筑过程中，光纤20因受到力的作用弯曲从而被折断的问题。

本发明还提供一种透光混凝土预制构件的制备方法。

参照图1、图2及图3，图1为本发明透光混凝土预制构件的截面示意图；图2为图1中光纤20的透光端21按照预设的图案排布的示意图；图3为本发明透光混凝土预制构件的制作示意图。

在本发明透光混凝土预制构件的制备方法的第一实施例中，所述透光混凝土预制构件的制备方法包括以下步骤：

步骤S10，拼装模具40，并对所述模具40进行预处理；

先将模具40拼装固定在一起，对模具40进行清洁处理，保证模具40内表面干净光滑，无混凝土残渣，钢筋出孔位及所有模具40活动块拼缝处无累积混凝土、无粘模白灰；模具40外表面无累积混凝土。然后对整个模具40浇筑油漆；模具40内表面均匀打脱模油，做到无积油、用手指触模具40表面手指上无明显油渍，无污染物。窗盖、底座及中墙板等外表面无积油，慢干(水泥缓凝)剂涂刷均匀无遗漏；检查模具40拼缝处的密封情况，密封件是否安装到位，确保没有漏浆。检查所有模具螺丝是否紧固，模具40拼缝是否平整，检查模具40尺寸误差是否不超过3mm。

步骤S20，将预先制作的设有若干个光纤插孔的样式底板30放入所述模具40中；

其中，样式底板30是预先制作的，可采用适当的工具或机器在样式底板30上按照预设的图案钻孔，即为光纤插孔(图中未标出)。该光纤插孔可以是半封闭式的，也可以是通孔，本实施例中采用的是通孔的形式。此外，光纤插孔的直径需略大于光纤20的直径。

步骤S30，将若干条光纤20对应插入所述光纤插孔中；将所述光纤20插入所述光纤插孔的一端作为透光端21，且另一端作为光源端22；

将若干条光纤20对应插入光纤插孔中，光纤20则立于样式底板30之上。由于光纤插孔的直径略大于光纤20的直径，因此，可在光纤20插入光纤插孔中后，使用胶水固定光纤20。将光纤20插入光纤插孔的一端作为透光端21，另一端为光源端22，在使用透光混凝土预制构件时，光源端22应朝向光源的位置，是光纤20传导光的起点，而透光端21是光纤20传导光的终点，通常朝向需要透光的位置。

步骤S40，将由混凝土原料预配而成的混凝土料浇入所述模具40中；

预先将混凝土原料按照配方称取相应的量，并将各混凝土原料搅拌均匀，得到混凝土料，将混凝土料浇入模具40中，并振动使其密实，同时将表面收光。若需要埋设钢筋骨架或预埋件，则在混凝土料浇入模具40之前，将该钢筋骨架或预埋件安装在模具40的适当位置。

在混凝土料浇入模具40之后，光纤20因混凝土料的浇入，受其力的作用，可能发生一定程度的弯曲，但光纤20的弯曲并不影响其光导性能。

步骤S50，待所述混凝土料固化后形成混凝土主体10，拆除所述模具40；

将混凝土料静置养护直至混凝土料固化形成混凝土主体10，其中，混凝土料的固化程度可根据测定的拆模强度确定。

上述拆除模具40即为脱模，脱模时应根据混凝土主体10和模具40的具体情况采取相应的脱模方法，如遇造型复杂比较难脱模的混凝土主体10时，须小心谨慎，先将混凝土主体10适当吊起，然后用胶锤敲打模具40边缘，用气枪进行吹气，使得模具40能够平衡脱离模具40，绝不允许强行脱模，造成构件或模具40的损坏。混凝土主体10吊运时，吊点要均匀受力，链条与吊钩要垂直、吊扣要牢固，混凝土主体10放置时要支撑平稳；对于较易变形的混凝土主体10，在用槽铁或工字钢临时加固后才可以起吊。

步骤S60，拆除所述样式底板30，并将所述光纤20的透光端21伸出所述混凝土主体10表面的部分截断。

所述透光端21所在的所述混凝土主体10的表面为透光面11，所述光源面12所在的所述混凝土主体10的表面为光源面12。

拆除样式底板30的方法可以采用铲除的方法，或者其他任何适当的方式。拆除样式底板30后，将光纤20的透光端21伸出混凝土主体10表面的部分截断，使透光端21的端面尽量与混凝土主体10的透光面11保持在同一水平面上。防止透光端21凸出于透光面11而受到损坏。

若混凝土主体10上存在瑕疵，则可对其进行修补。

在本发明透光混凝土预制构件的制备方法的第二实施例中，本实施例在第一实施例的基础上，所述步骤S20包括：

将预先制作的设有若干个光纤插孔的样式底板30放入所述模具40中，并置于若干个垫块50之上。

所述垫块50设于所述模具40底部与所述样式底板30之间。所述垫块50与所述模具40可以为一体结构，或者，所述垫块50与所述模具40固定连接，或者，所述垫块50放置在所述模具40底部，与所述模具40之间无连接。

上述垫块50使样式底板30与模具40之间存在一定空间，在光纤插孔为通孔的情况下，可使光纤20的透光端21从光纤插孔的一端贯穿至另一端后，仍存在一定空间放置该透光端21，这有利于光纤20的固定。

垫块50的数量可根据用户的需要选择，且垫块50的形状和材质可以是任何一种可支撑起样式底板30的形状和材质。

在本发明透光混凝土预制构件的制备方法的第三实施例中，本实施例在第一实施例、第二实施例的基础上，所述步骤S60之后包括：

步骤S70，将所述混凝土主体10的透光面11进行酸洗处理。

用刷子蘸取酸(如稀盐酸)边轻刷透光面11，边用清水冲掉表面的污渍及水泥灰浆。

本实施例将混凝土主体10的透光面11进行酸洗处理，不仅可使透光面11更加平滑、干净，还可有利于下一步防水处理的进行。

在本发明透光混凝土预制构件的制备方法的第四实施例中，本实施例在第三实施例的基础上，所述步骤S70之后包括：

步骤S80，将所述混凝土主体10的透光面11进行防水处理及防尘处理。

透光面11的防水处理是在透光面11上涂上防水剂，而防尘处理是在透光面11上涂上防尘剂。其中，防水剂及防尘剂均为市场上可买到的商品，可根据用户的需要选择。

混凝土主体10的透光面11经过防水及防尘处理后，提高了其的防水性、防尘性，因此相应提高了其的耐久性，且使透光混凝土预制构件适用于户外使用。

在本发明透光混凝土预制构件的制备方法的第五实施例中，本实施例在第一实施例、第二实施例、第三实施例及第四实施例的基础上，所述样式底板30为木板、塑料板、纸板中的一种。

样式底板30可以是一次性的，因此，可使用木板、塑料板、纸板的一种，相较于如金属板等其他材质的板材，这些材质价格低廉、易于钻孔加工且易于拆除，在使用过一次之后可直接报废抛弃。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种透光混凝土预制构件，其特征在于，所述透光混凝土预制构件包括混凝土主体以及嵌于所述混凝土主体中的若干条光纤，所述光纤贯穿所述混凝土主体的透光面及光源面，所述光纤的一端为透光端位于所述透光面，所述光纤的另一端为光源端位于所述光源面，用于将光源发出的光传导至所述透光端。

2.根据权利要求1所述的透光混凝土预制构件，其特征在于，所述混凝土主体的各原料的粒径不大于所述光纤间的间隙。

3.根据权利要求1或2所述的透光混凝土预制构件，其特征在于，所述光纤的透光端按照预设的图案排布。

4.根据权利要求1或2所述的透光混凝土预制构件，其特征在于，所述混凝土主体由以下重量份数的原料制成：

5.根据权利要求1或2所述的透光混凝土预制构件，其特征在于，所述光纤为高分子光导纤维，所述高分子光导纤维由纤维芯材和包皮鞘材组成，所述包皮鞘材包裹在所述纤维芯材外，所述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，所述包皮鞘材为含氟的聚合物或含有机硅的聚合物中的一种。

6.一种透光混凝土预制构件的制备方法，用于制备如权利要求1-5中任一项所述的透光混凝土预制构件，其特征在于，所述透光混凝土预制构件的制备方法包括以下步骤：

拼装模具，并对所述模具进行预处理；

将预先制作的设有若干个光纤插孔的样式底板放入所述模具中；

将若干条光纤对应插入所述光纤插孔中；将所述光纤插入所述光纤插孔的一端作为透光端，且另一端作为光源端；

将由混凝土原料预配而成的混凝土料浇入所述模具中；

待所述混凝土料固化后形成混凝土主体，拆除所述模具；

拆除所述样式底板，并将所述光纤的透光端伸出所述混凝土主体表面的部分截断；所述透光端所在的所述混凝土主体的表面为透光面，所述光源面所在的所述混凝土主体的表面为光源面。

7.根据权利要求6所述的透光混凝土预制构件的制备方法，其特征在于，所述将预先制作的设有若干个光纤插孔的样式底板放入所述模具中的步骤包括：

将预先制作的设有若干个光纤插孔的样式底板放入所述模具中，并置于若干个垫块之上；所述垫块设于所述模具底部与所述样式底板之间。

8.根据权利要求6或7所述的透光混凝土预制构件的制备方法，其特征在于，所述拆除所述样式底板，并将所述光纤的透光端伸出所述混凝土主体表面的部分截断的步骤之后包括：

将所述混凝土主体的透光面进行酸洗处理。

9.根据权利要求8所述的透光混凝土预制构件的制备方法，其特征在于，所述将所述混凝土主体的透光面进行酸洗处理的步骤之后包括：

将所述混凝土主体的透光面进行防水处理及防尘处理。

10.根据权利要求6所述的透光混凝土预制构件的制备方法，其特征在于，所述样式底板为木板、塑料板、纸板中的一种。