CN105479589B - 一种自落式透光混凝土的制备装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自落式透光混凝土的制备装置及其制备方法，该装置包括能沿竖直方向做往复竖直移动的进出料机构以及能沿水平方向做往复水平移动的模具，所述模具设置在进出料机构的下方；所述进出料机构包括光纤料斗和浆体料斗，每个料斗开设有进料口和出料口，每个料斗的有效出料口宽度均与模具的宽度一致；所述光纤料斗内转动安装有盖置于出料口的光纤输送滚轴，所述光纤输送滚轴的轴线与模具的宽度方向平行，所述光纤输送滚轴的外周沿轴向开设有一圈可容纳光纤的凹槽；所述浆体料斗内设置有盖合于出料口的调节挡板，所述调节挡板用于调节浆体的流速。本发明同时进行光纤排布和浆体浇筑，方便快捷，适用于一次性制作大面积透光混凝土墙体。

Description

一种自落式透光混凝土的制备装置及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种自落式透光混凝土的制备装置及其制备方法。

背景技术

建筑装饰混凝土打破了传统混凝土给人沉闷、笨重、庞大、单调的感觉，成为了轻质、活泼、灵活多变、美观的建筑材料。21世纪初，匈牙利建筑师Aron Losonczj发明了可透光的混凝土(LiTraCon)，率先在水泥基材料透光功能问题上取得突破性的进展，国内外掀起了透光混凝土的研究热潮。

国内已公开的透光混凝土专利申请近20项，多围绕透光混凝土的制备方式展开。申请号为CN201110331500.X的发明专利申请公开了一种透光混凝土的制备方法及透光混凝土，是一种后植法，它先在半硬化的混凝土中打孔，再在孔中灌入透明树脂原料，使透明树脂原料与混凝土一起硬化，然后脱模形成透光混凝土，这种后植入透光材料的方法具有工艺简单，光纤位置稳定等优点，但由于受混凝土材质和贯入阻力的影响，使得对柱形打孔模的材料、刚度及精度要求很高，间接影响透光混凝土的生产成本；且孔直径较先植法大，孔洞造成的缺陷可能会对透光混凝土的强度、耐久性产生不良影响。申请号为CN201210070586.X的发明专利公开了一种透光混凝土块的制备方法及其制备装置，是一种先植法，它先在成型槽内布设光纤，再将混凝土浆体浇入成型槽，这种方法是现在较为常用的制备方法，但是此方法中，光纤的排布缺乏简单易行的工业化制作方式，因此只能用于制备尺寸较小的墙体，无法满足一次性制作大面积墙体的工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自落式透光混凝土的制备装置及其制备方法，它同时进行光纤排布和浆体浇筑，方便快捷，适用于一次性制作大面积透光混凝土墙体。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种自落式透光混凝土的制备装置，该装置包括能沿竖直方向做往复竖直移动的进出料机构以及能沿水平方向做往复水平移动的模具，所述模具设置在进出料机构的下方；

所述进出料机构包括光纤料斗和浆体料斗，每个料斗开设有进料口和出料口，每个料斗的有效出料口宽度均与模具的宽度一致；所述光纤料斗内转动安装有盖置于出料口的光纤输送滚轴，所述光纤输送滚轴的轴线与模具的宽度方向平行所述光纤输送滚轴的外周沿轴向开设有一圈可容纳光纤的凹槽；所述浆体料斗内设置有盖合于出料口的调节挡板，所述调节挡板用于调节浆体的流速。

按上述技术方案，所述进出料机构滑动安装在一竖直滑轨上，所述竖直滑轨竖直安装在竖向固定面上，所述进出料机构能在竖直滑轨上做往复竖直移动。

按上述技术方案，所述模具滑动安装在一水平滑轨上，所述水平滑轨水平安装在操作台面上，所述模具能在水平滑轨上做往复水平移动。

按上述技术方案，每个料斗的横截面积均由上至下渐变渐小。

按上述技术方案，所述凹槽的槽深和槽宽分别与光纤的直径一致，所述凹槽的槽长与光纤的长度一致。

按上述技术方案，所述光纤料斗和浆体料斗内均设置有隔板，以使每个料斗的有效出料口宽度均与模具的宽度一致。

相应的，本发明还提供一种利用上述装置制备透光混凝土的方法，包括以下步骤：

S1、材料准备：根据待制备的透光混凝土的尺寸准备相应的模具、光纤和浆体；

S2、装置准备：将模具放置在其运动轨迹的一端，调整进出料机构的竖直高度使其底部距离模具底部3～7cm，将光纤料斗和浆体料斗的出料口宽度调节为与模具的宽度一致，并根据透光混凝土中光纤排布要求，设置光纤输送滚轴的转速、调节挡板的开度、进出料机构的速度、模具的速度；

S3、浇筑成型：

S301、将光纤和浆体分别放入光纤料斗和浆体料斗中，光纤平行于光纤输送滚轴投放；

S302、启动装置，模具在水平滑轨上向另一端移动，同时，浆体落入模具内，随后光纤输送滚轴转动，落入凹槽内的光纤随之一起转动，待光纤转至下方时从光纤料斗的出料口落入位于模具内的浆体上，浆体和光纤不断落下，直至模具移动到另一端，浆体和光纤在分别在模具内铺满一层；

S303、进出料机构向上移动，移动距离为已铺设的浆体和光纤的厚度和，重复步骤S302，模具返回过程中，浆体和光纤不断落下，分别在模具内再铺满一层；

S304、重复步骤S302和步骤S303，模具内每铺满一层浆体和光纤，进出料机构向上移动一次，直至浇筑完成；

S4、脱模切割打磨：浇筑完成后，将透光混凝土放至养护室养护，待硬化后脱模；沿垂直于光纤排列的方向，将透光混凝土切割至指定厚度，表面打磨，即得到透光混凝土墙。

按上述技术方案，步骤S2中，调整进出料机构的竖直高度使其底部距离模具底部5cm。

按上述技术方案，所述光纤为高分子光导纤维或有机玻璃棒，且直度要求偏差小于1mm。

按上述技术方案，所述浆体为水泥砂浆、水泥净浆或混凝土，水泥砂浆、水泥净浆的流动度≥180mm，混凝土中粗骨料粒径≤10mm、扩展度≥500mm。

本发明产生的有益效果是：本发明通过制作相配套的模具，再通过进出料机构向模具内不断投放光纤和浆体使其一层层的铺满模具，从而可以制备各种尺寸的透光混凝土墙体，尤其适用于一次性制备大面积透光混凝土墙体，制备方式方便快捷，导光材料选择性广，可进行透光混凝土墙体的工业化生产。

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为本发明实施例的主视图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为本发明实施例中光纤输送滚轴的结构示意图；

图4为经切割制得的透光混凝土墙的示意图。

图中：1-进出料机构，3-竖直滑轨，4-水平滑轨，5-模具，6-光纤，7-浆体，111-光纤料斗，112-光纤输送滚轴，113-光纤出料口，114-凹槽，121-浆体料斗，122-调节挡板，123-浆体出料口，13-隔板，21-竖向固定面，22-操作台面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，一种自落式透光混凝土的制备装置，该装置包括能沿竖直方向做往复竖直移动的进出料机构1以及能沿水平方向做往复水平移动的模具5，模具5设置在进出料机构1的下方；

进出料机构1包括光纤料斗111和浆体料斗121，每个料斗开设有进料口和出料口，每个料斗的有效出料口宽度均与模具5的宽度一致；光纤料斗111内转动安装有盖置于光纤出料口113的光纤输送滚轴112，光纤输送滚轴112的轴线与模具5的宽度方向平行，如图3所示，光纤输送滚轴112的外周沿轴向开设有一圈可容纳光纤6的凹槽114；浆体料斗121内设置有盖合于浆体出料口123的调节挡板122，调节挡板122用于调节浆体7的流速。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2所示，进出料机构1滑动安装在一竖直滑轨3上，竖直滑轨3竖直安装在竖向固定面21上，进出料机构1能在竖直滑轨3上做往复竖直移动。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2所示，模具5滑动安装在一水平滑轨4上，水平滑轨4水平安装在操作台面22上，模具5能在水平滑轨4上做往复水平移动。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，每个料斗的横截面积均由上至下渐变渐小。

在本发明的优选实施例中，如图3所示，凹槽114的槽深和槽宽分别与光纤6的直径一致，凹槽114的槽长与光纤6的长度一致。

在本发明的优选实施例中，如图2所示，光纤料斗111和浆体料斗121内均设置有隔板13，以使每个料斗的有效出料口宽度均与模具5的宽度一致。

如图1-图4所示，一种利用上述装置制备透光混凝土的方法，包括以下步骤：

S1、材料准备：根据待制备的透光混凝土的尺寸准备相应的模具5、光纤6和浆体7；

S2、装置准备：将模具5放置在其运动轨迹的一端，调整进出料机构1的竖直高度使其底部距离模具5底部3～7cm，将光纤料斗111和浆体料斗121的出料口宽度调节为与模具5的宽度一致，并根据透光混凝土中光纤6排布要求，设置光纤输送滚轴112的转速、调节挡板122的开度、进出料机构1的速度、模具5的速度；

S3、浇筑成型：

S301、将光纤6和浆体7分别放入光纤料斗111和浆体料斗121中，光纤6平行于光纤输送滚轴112投放；

S302、启动装置，模具5在水平滑轨4上向另一端移动，同时，浆体7通过浆体出料口123落入模具5内，随后光纤输送滚轴112转动，落入凹槽114内的光纤6随之一起转动，待光纤6转至下方时从光纤料斗111的光纤出料口113落入位于模具5内的浆体7上，浆体7和光纤6不断落下，直至模具5移动到另一端，浆体7和光纤6在分别在模具5内铺满一层；

S303、进出料机构1向上移动，移动距离为已铺设的浆体7和光纤6的厚度和，重复步骤S302，模具5返回过程中，浆体7和光纤6不断落下，分别在模具5内再铺满一层；

S304、重复步骤S302和步骤S303，模具5内每铺满一层浆体7和光纤6，进出料机构1向上移动一次，直至浇筑完成；

S4、脱模切割打磨：浇筑完成后，将透光混凝土放至养护室养护，待硬化后脱模；沿垂直于光纤6排列的方向，将透光混凝土切割至指定厚度，表面打磨，即得到透光混凝土墙。

在本发明的优选实施例中，步骤S2中，调整进出料机构1的竖直高度使其底部距离模具5底部5cm。

在本发明的优选实施例中，光纤6为高分子光导纤维或有机玻璃棒，且直度要求偏差小于1mm。

在本发明的优选实施例中，浆体7为水泥砂浆、水泥净浆或混凝土，水泥砂浆、水泥净浆的流动度≥180mm，混凝土中粗骨料粒径≤10mm、扩展度≥500mm。

如图1-图4所示，利用本发明一次性制备长度*高度*宽度为3000mm*1000mm*200mm的大面积透光混凝土墙体时，模具5的长度*高度*宽度设计为3000mm*1000mm*220mm，光纤输送滚轴可根据需要更换不同凹槽尺寸，本实施例中，选用直径为1mm、长度为220mm的光纤，开设在光纤输送滚轴上的凹槽尺寸设计为1.5mm*1.5mm*220mm，制备过程如下：

1)材料准备：将多根1mm直径，长度为220mm的光纤6放入光纤料斗111；将水泥砂浆倒入浆体料斗121，水泥砂浆含胶凝材料、水、细骨料、外加剂，配比为：胶凝材料1份、水0.3～0.5份、细骨料1～4份、外加剂0.01～0.03份；制作时，浆体料斗121中可随时补入材料；

2)装置准备：

将模具5放置于水平滑轨4左侧，设置移动速度为1m～3m/min；进出料机构1的底端距离模具底端约5cm；设置光纤输送滚轴112转速为20～60r/min；设置调节挡板122的开度使浆体流速为100～200ml/min；设置进出料机构1移动幅度为5～10mm/次，即材料每铺满一次，进出料机构1自动向上移动5～10mm，当待制备的透光混凝土厚度要求小于光纤料斗111和浆体料斗121的厚度时，可将隔板13分别放置于光纤料斗111和浆体料斗121中，以使每个料斗的有效出料口宽度均与模具5的宽度一致，从而保证光纤和浆体可以顺利的落入模具中；

3)浇筑成型：启动装置，模具在水平滑轨4上向右侧移动；同时，调节挡板122打开，浆体7落入模具中；随后光纤输送滚轴112转动，凹槽中落入的光纤6随之转动，待光纤6转至下方时从光纤出料口113落入模具中的浆体上；浆体7和光纤6以上述方式不断落下；随着模具移动至右侧，浆体和光纤在模具中铺满一层；进出料机构1向上移动；浆体7和光纤6不断落下，模具往返移动，每铺满一层，进出料机构1向上移动一次，如此反复，直至模具浇筑完成；

4)脱模切割打磨：浇筑完成后，将透光混凝土放至养护室养护，待硬化后脱模；沿垂直于光纤排列的方向，将透光混凝土切割至200mm(考虑到光纤掉落时会有部分倾斜，因此两侧各切割10mm)，表面打磨，即得到尺寸为3000mm*1000mm*200mm的透光混凝土墙。

本发明中，进出料机构、竖向固定面、操作台面、竖直滑轨、水平滑轨的材质均为钢铁；模具的材质为钢铁、木材或塑料。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种自落式透光混凝土的制备装置，其特征在于，该装置包括能沿竖直方向做往复竖直移动的进出料机构（1）以及能沿水平方向做往复水平移动的模具（5），所述模具（5）设置在进出料机构（1）的下方；其中，

所述进出料机构（1）包括光纤料斗（111）和浆体料斗（121），每个料斗开设有进料口和出料口，每个料斗的有效出料口宽度均与模具（5）的宽度一致；所述光纤料斗（111）内转动安装有盖置于出料口的光纤输送滚轴（112），所述光纤输送滚轴（112）的轴线与模具（5）的宽度方向平行，所述光纤输送滚轴（112）的外周沿轴向开设有一圈可容纳光纤（6）的凹槽（114）；所述浆体料斗（121）内设置有盖合于出料口的调节挡板（122），所述调节挡板（122）用于调节浆体（7）的流速。

2.根据权利要求1所述的自落式透光混凝土的制备装置，其特征在于，所述进出料机构（1）滑动安装在一竖直滑轨（3）上，所述竖直滑轨（3）竖直安装在竖向固定面（21）上，所述进出料机构（1）能在竖直滑轨（3）上做往复竖直移动。

3.根据权利要求1所述的自落式透光混凝土的制备装置，其特征在于，所述模具（5）滑动安装在一水平滑轨（4）上，所述水平滑轨（4）水平安装在操作台面（22）上，所述模具（5）能在水平滑轨（4）上做往复水平移动。

4.根据权利要求1所述的自落式透光混凝土的制备装置，其特征在于，每个料斗的横截面积均由上至下渐变渐小。

5.根据权利要求1所述的自落式透光混凝土的制备装置，其特征在于，所述凹槽（114）的槽深和槽宽分别与光纤（6）的直径一致，所述凹槽（114）的槽长与光纤（6）的长度一致。

6.根据权利要求1所述的自落式透光混凝土的制备装置，其特征在于，所述光纤料斗（111）和浆体料斗（121）内均设置有隔板（13），以使每个料斗的有效出料口宽度均与模具（5）的宽度一致。

7.一种利用权利要求3所述的自落式透光混凝土的制备装置制备透光混凝土的方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1、材料准备：根据待制备的透光混凝土的尺寸准备相应的模具（5）、光纤（6）和浆体（7）；

S2、装置准备：将模具（5）放置在其运动轨迹的一端，调整进出料机构（1）的竖直高度使其底部距离模具（5）底部3～7cm，将光纤料斗（111）和浆体料斗（121）的出料口宽度调节为与模具（5）的宽度一致，并根据透光混凝土中光纤（6）排布要求，设置光纤输送滚轴（112）的转速、调节挡板（122）的开度、进出料机构（1）的速度、模具（5）的速度；

S3、浇筑成型：

S301、将光纤（6）和浆体（7）分别放入光纤料斗（111）和浆体料斗（121）中，光纤（6）平行于光纤输送滚轴（112）投放；

S302、启动装置，模具（5）在水平滑轨（4）上向另一端移动，同时，浆体（7）落入模具（5）内，随后光纤输送滚轴（112）转动，落入凹槽（114）内的光纤（6）随之一起转动，待光纤（6）转至下方时从光纤料斗（111）的出料口落入位于模具（5）内的浆体（7）上，浆体（7）和光纤（6）不断落下，直至模具（5）移动到另一端，浆体（7）和光纤（6）在分别在模具（5）内铺满一层；

S303、进出料机构（1）向上移动，移动距离为已铺设的浆体（7）和光纤（6）的厚度和，重复步骤S302，模具（5）返回过程中，浆体（7）和光纤（6）不断落下，分别在模具（5）内再铺满一层；

S304、重复步骤S302和步骤S303，模具（5）内每铺满一层浆体（7）和光纤（6），进出料机构（1）向上移动一次，直至浇筑完成；

S4、脱模切割打磨：浇筑完成后，将透光混凝土放至养护室养护，待硬化后脱模；沿垂直于光纤（6）排列的方向，将透光混凝土切割至指定厚度，表面打磨，即得到透光混凝土墙。

8.根据权利要求7所述的制备透光混凝土的方法，其特征在于，步骤S2中，调整进出料机构（1）的竖直高度使其底部距离模具（5）底部5cm。

9.根据权利要求7所述的制备透光混凝土的方法，其特征在于，所述光纤（6）为高分子光导纤维或有机玻璃棒，且直度要求偏差小于1mm。

10.根据权利要求7所述的制备透光混凝土的方法，其特征在于，所述浆体（7）为水泥砂浆、水泥净浆或混凝土，水泥砂浆、水泥净浆的流动度≥180mm，混凝土中粗骨料粒径≤10mm、扩展度≥500mm。