CN108558288A - 一种透光混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透光混凝土的制备方法，包括步骤：S1透光材料制备，将液态透光树脂、固化剂、促进剂混合搅拌注入球模具中，凝固后取出得即得球形固体透光球状树脂颗粒；S2表面处理，在固体透光球状树脂颗粒表面裹涂一层液态透光树脂，在其半凝固状态时，再裹一层细砂；S3浆体浇筑，将处理后的固体透光球状树脂颗粒放入模具中，并注入浆体充分密实空隙；S4试块处理，将S3得到混凝土硬化后，脱模，切割至所需厚度后，再抛光即得透光混凝土。该方法工艺简单，球状树脂颗粒作为透光材料，且对其进行表面处理，增加透光材料与水泥基材料之间粘接性，提高了稳定性，得到的透光混凝土在透光效果上具有无序性，拓宽了其在装饰方面的应用性。

Description

一种透光混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料、装饰材料技术领域，具体涉及际一种透光混凝土及其制备方法。

背景技术

2001年一位匈牙利建筑师通过将大量的光纤埋入传统的混凝土中，发明了透光混凝土。而后，意大利水泥集团的研究人员研制出的透光混凝土中的透光材料以树脂代替了光纤，并应用于2010年上海世博会的意大利馆中。透光混凝土作为一种全新的建筑功能材料，具有高透光性，其可透过太阳光的特点，使得建筑物的内部获得绿色环保的自然光。这不仅提高了建筑物的采光，而且改变了建筑物传统的单调模式，在节约能源的同时提高了建筑物的装饰性和观赏性。

与传统混凝土相比，透光混凝土在原料上最大的不同就是加入了透光材料。光纤作为导光材料成本昂贵，且光纤的有序排列、布设工艺也较为复杂，阻碍了透光混凝土的规模化生产与推广应用。而树脂作为透光材料时制备工艺简单，成本低廉，也因此受到了更多的透光混凝土生产商的青睐。

选用透光树脂作为透光材料制作透光混凝土的技术在中国也有少量的研究。申请号为201110331500.X的文件提供了一种在“半硬化的混凝土中打孔，再在孔中灌入透光树脂”的透光混凝土的制备方法，在这种方法中，树脂和混凝土同时硬化，两者收缩率的差异会导致透光混凝土开裂或者混凝土和树脂间留有空隙。申请号为201510206465.7的文件提供了一种树脂透光混凝土砌块的制作装置及方法，该方法利用硅胶模具进行树脂导光体批量化生产，提高了生产效率，但是以此生产出的树脂导光体表面光滑，与浆体材料之间的粘接性不强，同时树脂导光体较厚，使得存在于混凝土中时可能易脱落。申请号为201710107157.8的文件提供了一种以树脂、固化剂、集料、增强材料为原材料的透光树脂混凝土的配方，该方法在一定程度上提高了透光混凝土的强度，但是由于使用了玻璃颗粒和增强纤维与树脂混合成一个整体，扩大了整个透光材料的体积，其中三个原材料的透光率有较大差异，不利于透光混凝土的广泛应用。

综上，现有以树脂为透光材料的透光混凝土的制备方法存在透光材料与水泥基材料间粘接性不强、工作量大、透光材料均匀或整体排布导致应用不太广泛等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的第一个目的是提供一种透光混凝土的制备方法。

本发明的第二个目的是提供一种透光混凝土。

为实现本发明第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种透光混凝土的制备方法，包括如下步骤：

S1: 透光材料制备，将液态透光树脂、固化剂、促进剂按要求混合搅拌形成液态透光树脂，将所述液态透光树脂注入球模具中，待完全凝固后，打开硅胶球模具，取出透明球状树脂颗粒，即得球形固体透光球状树脂颗粒；

S2: 表面处理，脱模取出固体透光球状树脂颗粒，在固体透光球状树脂颗粒表面裹涂一层所述液态透光树脂，至固体透光球状树脂颗粒表面的液态透光树脂达到半凝固状态时，再在固体透光球状树脂颗粒表面裹一层细砂；

S3: 浆体浇筑，将经过步骤S2处理后的固体透光球状树脂颗粒放入模具中，并直接注入浆体至模具，使浆体充分密实固体透光球状树脂颗粒与模具内壁之间的空隙，即得到混凝土；

S4: 试块处理，将所述步骤S3得到混凝土硬化后，脱模，切割至所需厚度后，再抛光即得透光混凝土。

作为改进，所述步骤S1中形成的球形固体透光球状树脂颗粒的粒径为20-30mm。

作为改进，所述步骤S1中液态透光树脂、固化剂和促进剂的重量比为液态透光树脂：固化剂：促进剂=1:0.025:0.01。

作为改进，所述液态透光树脂为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。

作为改进，所述步骤S3中的浆体包括胶凝材料、细砂、水和减水剂，胶凝材料、细砂、水和减水剂的重量比为胶凝材料：细砂：水：减水剂=1:1.2:0.3:0.02，其中胶凝材料由水泥与粉煤灰组成，且水泥与粉煤灰的重量比为水泥：粉煤灰=1:0.3。

作为改进，所述步骤S4中将所述步骤S3得到混凝土硬化后，脱模在水中养护28天后，再进行切割和抛光。

为实现本发明的第二个目的，本发明采用如下技术方案：

一种透光混凝土，所述透光混凝土采用上述方法制备。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

1、该方法施工工艺简单，选用球状树脂颗粒作为透光材料，且对其进行一定的表面处理，增加透光材料与水泥基材料之间粘接性，从而提高了稳定性，同时切割后的透光混凝土中透光材料的乱序排列，也大大拓宽了其在装饰方面的应用。

2、本发明通过在透光材料表面裹涂一层树脂再裹一层细砂，增加了透光材料与水泥基材料之间的粘接力，这样的表面处理过程与未经过表面处理的方法相比，也在一定的程度上提高了稳定性。

3、本发明选择透光球状树脂颗粒作为透光材料，制作时可直接先将颗粒放入模具再浇筑即可。这在制作的过程中就不需要考虑透光材料的排列布置等问题，在一定程度上使生产工艺变的更加简单，提高了工作效率。

4、本发明不仅改变了透光材料的形状，而且选用粒径不同的颗粒混合搭配，再经过适当厚度的切割，使透光材料在混凝土中的排布呈现无序性，从而大大地拓宽了其在装饰方面的应用性。

附图说明

图1为本发明透光混凝土的制备方法的流程图。

图2 为表面处理时的固体透明球状树脂颗粒的截面示意图。

图3为实施例1中得到的透光混凝土结构示意图。

图中，10-固体透明球状树脂颗粒、12-半凝固状态的液态透光树脂、13-细砂、20-混凝土。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

一种透光混凝土的制备方法，包括如下步骤：

S1: 透光材料制备：将液态透光树脂、固化剂、促进剂按要求混合搅拌形成液态透光树脂，将所述液态透光树脂注入球模具中，待完全凝固后，打开硅胶球模具，取出透明球状树脂颗粒，即得球形固体透光球状树脂颗粒；为了保证完全凝固时，通常需要凝固至少50分钟。

具体地，将液态透光树脂、固化剂、促进剂按要求混合搅拌，注入球径不同的硅胶球模具中，形成球径不同的固体透光球状树脂颗粒；

作为改进，所述步骤S1中形成的球形固体透光球状树脂颗粒的粒径为20-30mm。球形固体透光球状树脂颗粒的粒径选择在20-30mm，具体可以选择20 mm、22 mm、25 mm、27 mm、30mm等，粒径之所以如此选择是因为，如果固体透光球状树脂颗粒粒径太大了，会导致混凝土的强度太低，不便使用；太小了透光性不强，且不易切割。这个范围可以在保证强度的情况下，提高透光性。在使用时，切割厚度小于或等于颗粒的粒径。具体实施时，根据球形固体透光球状树脂颗粒的粒径的要求，选择球模具的内径，球模具具体可选择硅胶球模具。

所述步骤S1中液态透光树脂、固化剂、促进剂重量比为液态透光树脂：固化剂：促进剂=1:0.025:0.01。根据该比例制备出的透光材料透光性非常好。

S2: 表面处理：脱模取出固体透光球状树脂颗粒，在固体透光球状树脂颗粒表面裹涂一层所述液态透光树脂，至固体透光球状树脂颗粒表面的液态透光树脂达到半凝固状态时，再在固体透光球状树脂颗粒表面裹一层细砂；为了将细砂粘连在固体透光球状树脂颗粒上，同时又不影响透光性，选择液态透光树脂，前后都选择同一种透光树脂；

S3: 浆体浇筑：将经过步骤S2处理后的固体透光球状树脂颗粒放入模具中，并直接注入浆体至模具，使浆体充分密实固体透光球状树脂颗粒与模具内壁之间的空隙，即得到透光混凝土；注入浆体过程中最好边浇筑边振荡；为了防止树脂颗粒因其密度较小而上浮，因此先放球体，再注入浆体——砂浆，最后用铁板压于表面；

具体地，表面涂裹了树脂与细砂的球径不同的固体颗粒放入模具当中，并直接注入浆体至模具的空隙当中，边浇筑边振荡，使浆体充分密实空隙；

作为改进，所述步骤S3中的浆体包括胶凝材料、细砂、水和减水剂，胶凝材料、细砂、水和减水剂的重量比为胶凝材料：细砂：水：减水剂=1:1.2:0.3:0.02，其中胶凝材料由水泥与粉煤灰组成，且水泥与粉煤灰的重量比为水泥：粉煤灰=1:0.3。

S4: 试块处理：将所述步骤S3得到混凝土硬化后，脱模，切割至所需厚度后，再抛光即得透光混凝土。

作为改进，所述步骤S4中将所述步骤S3得到混凝土硬化后，脱模在水中养护28天后，再进行切割和抛光。

本发明方案中几处所用细砂为同一种。

本发明通过在透光材料表面裹涂一层树脂再裹一层细砂，增加透光材料与水泥基材料之间的粘接力，在一定程度上也提高了稳定性。同时，生产工艺也变得较为简单，液态透光树脂凝固制备成的透明球状树脂颗粒作为透光材料，不仅改变了透光材料的形状，而且选用球径不同的颗粒混合搭配，再经过适当厚度的切割，使透光材料在混凝土中的排布呈现无序性，从而大大地拓宽了其在装饰方面应用的广泛性。

现有技术采用环氧树脂作为粘接剂，或透光材料直接与砂浆接触，这种情况下透光材料与砂浆的粘接性不强，本发明在透光材料表面涂液态树脂，再涂细砂，这样增加了透光材料表面的粗糙度，从而增加了透光材料与砂浆的粘接力。

一般现有技术中，采用条状或根状透光材料，在制备透光混凝土时，需要均匀或整体布置条状或根状透光材料，因此工作量大。

本发明制备出的透光混凝土透光材料是乱序的，不但减少了布置环节，降低工作量，而且拓宽了提高混凝土在装饰方面的应用性。

本发明制备出的透光混凝土主要应用领域是装饰材料，相比现有的透光混凝土透光应用领域更广泛。

下面给出具体实施例：

实施例1：

S1: 透光材料制备：按重量比为树脂：固化剂：促进剂=1:0.025:0.01混合好树脂溶液，再将树脂溶液倒入球径为20mm、25mm、30mm的硅胶球模具中，凝固50分钟后，打开硅胶球模具，取出球形固体透光球状树脂颗粒。

S2: 表面处理：在固体球形固体透光球状树脂颗粒表面先裹涂一层与S1中相同的液态树脂溶液，待液态树脂溶液为半凝固状态时，再在球形固体透光球状树脂颗粒上裹一层细砂，待至细砂稳定存在其表面。

S3: 浆体浇筑：按重量比（水泥+粉煤灰）：细砂：水：减水剂=1:1.2:0.3:0.02，其中水泥：粉煤灰=1:0.3拌制好浆体。

将经表面处理的10个球径为25mm和10个球径为20mm的球形固体透光球状树脂颗粒放入模具中，在沿模具上表面将水泥浆体注入模具之中，边注入边振荡，保证浆体能够完全充满于球形固体透光球状树脂颗粒与模具内壁之间的空隙中。

S4: 试块处理：将S3得到的混凝土硬化脱模后再在水中养护28天后取出，用切割机分别切割厚度为15mm的试块，再对其表面进行抛光，即得到如图3所示的透光球状树脂颗粒混凝土。

实施例2：与实施例1的步骤相同，不同之处在于S4的透明球状树脂颗粒为8个球径为30mm和4个球径为20mm的，第五步切割厚度为15mm。

实施例3：与实施例1的步骤相同，不同之处在于S4的透明球状树脂颗粒为6个球径为30mm和6个球径为25mm的，第五步切割厚度为20mm。

实施例4：与实施例1的步骤相同，不同之处在于S4的透明球状树脂颗粒为5个球径为30mm、5个球径为25mm和5个球径为20mm的，第五步切割厚度为15mm。

	球径30mm的个数	球径25mm的个数	球径20mm的个数	切割厚度
					实施例1	0	10	16	15
实施例2	8	0	4	15
					实施例3	6	6	0	20
实施例4	5	5	5	15

四个实施例相对比：实施例1所用的树脂原料最多，切割成15mm后整体透光量最多的可能性最大；实施例2所用的树脂原料最少，但切割成15mm后整体透光量最多的可能性倒数第二；实施例3所用的树脂原料第二多，切割后整体透光量最多的可能性最小，但实施例3中切割的厚度相对较大，更容易切割；实施例4所用的树脂原料第三多，切割后整体透光量最多的可能性仅次于实施例1，且实施例4颗粒整体搭配情况最佳。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种透光混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1: 透光材料制备，将液态透光树脂、固化剂、促进剂按要求混合搅拌形成液态透光树脂，将所述液态透光树脂注入球模具中，待完全凝固后，打开硅胶球模具，取出透明球状树脂颗粒，即得球形固体透光球状树脂颗粒；

S2: 表面处理，脱模取出固体透光球状树脂颗粒，在固体透光球状树脂颗粒表面裹涂一层所述液态透光树脂，至固体透光球状树脂颗粒表面的液态透光树脂达到半凝固状态时，再在固体透光球状树脂颗粒表面裹一层细砂；

S3: 浆体浇筑，将经过步骤S2处理后的固体透光球状树脂颗粒放入模具中，并直接注入浆体至模具，使浆体充分密实固体透光球状树脂颗粒与模具内壁之间的空隙，即得到混凝土；

S4: 试块处理，将所述步骤S3得到混凝土硬化后，脱模，切割至所需厚度后，再抛光即得透光混凝土。

2.如权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中形成的球形固体透光球状树脂颗粒的粒径为20-30mm。

3.如权利要求1或2所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中液态透光树脂、固化剂和促进剂的重量比为液态透光树脂：固化剂：促进剂=1:0.025:0.01。

4.如权利要求3所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于，所述液态透光树脂为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。

5.如权利要求4所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的浆体包括胶凝材料、细砂、水和减水剂，胶凝材料、细砂、水和减水剂的重量比为胶凝材料：细砂：水：减水剂=1:1.2:0.3:0.02，其中胶凝材料由水泥与粉煤灰组成，且水泥与粉煤灰的重量比为水泥：粉煤灰=1:0.3。

6.如权利要求5所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中将所述步骤S3得到混凝土硬化后，脱模在水中养护28天后，再进行切割和抛光。

7.一种透光混凝土，其特征在于：所述透光混凝土采用权利要求6所述的方法制备。