CN106082798A - 一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法 - Google Patents

一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法 Download PDF

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储志强
刘东华
卢静
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • B28B23/0037—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects with elements being able to conduct light, e.g. light conducting fibers

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Abstract

本发明公开了一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，先采用激光打孔的方式制备至少两个均匀密集分布多个孔洞的模具，且将模具平行放置以使不同模具间的多个孔洞一一对应设置组成多个孔洞对；再采用智能机械设备将光纤按预设要求穿过多个孔洞对；然后将水泥浆体注入光纤之间的间隙；待水泥浆体硬化后抽离模具制得密排光纤透光混凝土砖的初品；切除初品两端多余光纤制得半成品；对半成品进行打磨、抛光、防尘、防水、防污处理，制得密排光纤透光混凝土砖成品。采用该方法可制得高透光率的混凝土砖，且模具可重复使用，保证了自动化连续生产；可保证光纤准确无误按要求植入，还大大节省了工作量，可实现工业化生产。

Description

一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其是一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法。
背景技术
混凝土是现代建筑中用量最大的材料之一，传统混凝土呈暗灰色、不透明。2003年，匈牙利建筑学家Aron Losonczi发明了一种可透光的混凝土(LiTraCon)，将许多光纤植入混凝土，这些光纤可将光从混凝土的一端传到另一端。这些透光混凝土可用于照明节能和装饰，2010年上海世博会上采用了6000多个透光水泥板的意大利馆就是很好的实例。
透光混凝土是由水泥浆体和植入水泥浆体中的光纤组成的复合材料，其技术核心和难点在于如何在高透光率的前提下实现透光混凝土中成千万根光纤按预设要求来排布。
目前，透光混凝土及其光纤植入与排布技术在中国已有一些研究。
中国专利2012100705751和2012102662981均提供了一种快速制备透光混凝土的方法，是先将多根光纤中间束缚、两端分散，然后将光纤两端插入固定板中，再在光纤之间的空隙填充水泥浆体。不同之处是后者采用静电将中间束缚的光纤分散开来，但两者共同缺陷是植入光纤的数量及光纤按预设要求的排布受到很大的限制，光纤分布散乱且透光率不高。
中国专列201110331500x提供了一种“在半硬化的混凝土中打孔，然后在孔中植入光纤，让光纤和半硬化的混凝土一起硬化”的透光混凝土制备方法。这种方法能够有效地控制光纤的排布，但在混凝土上密集打孔难以解决即光纤间距太大。
中国专利201210258969x、2011100220192、2013107531789提供了新的光纤植入及排布技术与方法，三者均采用纺织技术编织可弯曲的塑料光纤，其特点编织的“光纤布”排列规则整齐、密集，但这些片状的“塑料光纤布”仍需要人工地植入混凝土中，整体透光率并不高。
中国专利2015105408331提供了一种制备透光混凝土的新思路：将高分子光导纤维插入密集的孔模中，再注入粒度小于光纤间隙的水泥浆体，最后硬化形成透光混凝土。这种方法能够有效地控制光纤的排布且透光率高，但需要人工穿插光纤，不易操作，不利于大规模生产。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，其能够在高透光率的前提下实现透光混凝土中的光纤密集分布、整齐排列、按预设要求植入，可用于工业化生产。
本发明的技术方案为：一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，包括如下步骤：
S1、采用激光打孔的方式制备至少两个均匀密集分布多个孔洞的模具，且将模具平行放置以使不同模具间的多个孔洞一一对应设置组成多个孔洞对；
S2、采用智能机械设备将光纤按预设要求穿过多个孔洞对；
S3、将水泥浆体注入光纤之间的间隙；
S4、待水泥浆体硬化后抽离模具制得密排光纤透光混凝土砖的初品；
S5、切除初品两端多余光纤制得半成品；
S6、对半成品进行打磨、抛光、防尘、防水、防污处理，制得密排光纤透光混凝土砖成品。
进一步地，孔洞的密集程度为50-300dpi。
进一步地，孔洞的直径为0.1-1mm。
优选地，所述光纤的材质为玻璃或树脂。
进一步地，所述水泥浆体粘度为10-60cP，其粒度小于所述光纤之间的间隙。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果在于：
采用激光打孔制备至少两个均匀密集分布多个孔洞的模具，均匀密集分布可保证植入各种预设要求(图案、数量、分布、排列)的光纤，可保证高透光率；模具可重复使用，保证了自动化连续生产；采用智能机械设备将光纤按预设要求穿过模具中的孔洞，保证光纤准确无误按要求植入，还大大节省了工作量，可实现工业化生产。
附图说明
图1为按本发明制备密排光纤透光混凝土砖的装置的立体结构示意图；
图2为图1中模具的平面视图；
图3为采用本发明提供的方法制备的密排光纤透光混凝土砖的结构示意图；
其中，1-模具，2-孔洞，3-光纤，4-密排光纤透光混凝土砖成品。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详述。
请参阅图1至图3，本发明提供一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，包括如下步骤：
S1、采用激光打孔的方式制备至少两个均匀密集分布多个孔洞的模具1，且将模具1平行放置以使不同模具1间的多个孔洞2一一对应设置组成多个孔洞对；
S2、采用智能机械设备将光纤3按预设要求穿过多个孔洞对；
S3、将水泥浆体注入光纤3之间的间隙；
S4、待水泥浆体硬化后抽离模具1制得密排光纤透光混凝土砖的初品；
S5、切除初品两端多余光纤制得半成品；
S6、对半成品进行打磨、抛光、防尘、防水、防污处理，制得密排光纤透光混凝土砖成品4。
孔洞2的密集程度越高，可穿过的光纤3就越多，从而透光率越高，故孔洞2的密集度及直径的选取原则是激光打孔易于实现、智能机械设备穿入光纤3无障碍，本实施例中孔洞2的密集度控制在50-300dpi，直径控制在0.1-1mm。
所述光纤3的材质为玻璃或树脂，玻璃光纤具有直径小、可密集排布、高透光率的优点，塑料光纤可以弯曲，利于穿入有均匀密集分布孔洞2的模具1。
图3中，5和6分别表示制得的所述密排光纤透光混凝土砖成品射入的光线和射出的光线。
所述水泥浆体由重量百分比如下的原料组成：水泥(70％)，水(20％)，增粘剂(5％)，速凝剂(5％)，注入的水泥浆体粘度为10-60cP，其粒度不大于所述光纤3之间的间隙，其原则为在保证强度的前提下，流动性好，且充满光纤之间的间隙。
综上，采用激光打孔制备至少两个均匀密集分布多个孔洞的模具，均匀密集分布可保证植入各种预设要求(图案、数量、分布、排列)的光纤，可保证高透光率；模具可重复使用，保证了自动化连续生产；采用智能机械设备将光纤按预设要求穿过模具中的孔洞，保证光纤准确无误按要求植入，还大大节省了工作量，可实现工业化生产。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、采用激光打孔的方式制备至少两个均匀密集分布多个孔洞的模具，且将模具平行放置以使不同模具间的多个孔洞一一对应设置组成多个孔洞对；
S2、采用智能机械设备将光纤按预设要求穿过多个孔洞对；
S3、将水泥浆体注入光纤之间的间隙；
S4、待水泥浆体硬化后抽离模具制得密排光纤透光混凝土砖的初品；
S5、切除初品两端多余光纤制得半成品；
S6、对半成品进行打磨、抛光、防尘、防水、防污处理，制得密排光纤透光混凝土砖成品。
2.根据权利要求1所述的一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，其特征在于，孔洞的密集程度为50-300dpi。
3.根据权利要求1所述的一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，其特征在于，孔洞的直径为0.1-1mm。
4.根据权利要求1所述的一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，其特征在于，所述光纤的材质为玻璃或树脂。
5.根据权利要求1所述的一种制备密排光纤透光混凝土砖的方法，其特征在于，所述水泥浆体粘度为10-60cP，其粒度小于所述光纤之间的间隙。
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