CN110843398A - 一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，在高密度板上阴雕艺术图案，然后在阴雕了艺术图案的高密度板上铺设软胶得软胶模具；在软胶模具的阴雕艺术图案上定位打孔，在孔中植入光导纤维，将植入光导纤维的软胶模具放入混凝土制品模具内，然后浇筑混凝土，然后根据艺术图案的设计配制不同颜色的彩色混凝土并浇筑在阴雕艺术图案处，制得艺术装饰性透光混凝土制品。本发明先制备艺术图案的模具即软胶模具，将光导纤维固定于软胶模具上，先进行浇筑混凝土制品，再对艺术图案处采用彩色混凝土进行浇筑，得到的艺术装饰性透光混凝土制品，既能达到有背景光源条件下的通透透光效果，也能在没有背景光源的条件下呈现艺术图案装饰效果。

Description

一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法
技术领域
本发明涉及一种建筑装饰材料，尤其是一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法。
背景技术
透光混凝土作为一种新型装饰混凝土，打破了传统混凝土给人沉闷、笨重、庞大、单调的感觉，赋予混凝土轻质、活泼、灵活多变、美观等特性。目前，透光混凝土已经在公共建筑、室内装饰、雕塑、工艺品等领域得到了应用，并取得了良好的效果。
透光混凝土概念的来源，是透光混凝土应用光导纤维或导光透明树脂预埋入混凝土内，大量的光导纤维束以平行排列的方式埋入水泥基体材料中，且方向与光线透射方向一致，并作为传输光线的导体以实现水泥混凝土材料透光传像等特殊效果，使不透明的混凝土具有一定的透光性，但是所制成的透光混凝土不具备混凝土透光板自然通透，只有在强光线照射的条件下具有一定的透光效果，并不能满足产品在弱光线或背景无光线条件下的装饰效果，产品在没光线照射的条件下依然是一件普通的混凝土，不能展现产品整体布局装饰效果。由于光导纤维表面光滑，断面呈圆形，植入混凝土时不易绑扎固定定位，在固定定位时光导纤维容易滑动错位，很难达到预期的定位效果，使得透光性稳定性差，且简单的光导纤维的排列仅实现了灯光照射下的透光性能，装饰效果差，工艺制作流程自动化程度不高，复杂的光纤植入定位控制也削弱其在实际应用中的表现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，得到光导纤维稳定固定且在没有背景光线及有背景光线条件下均能呈现装饰图案的透光混凝土制品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，包括以下步骤：
(a)在高密度板上阴雕艺术图案，然后在阴雕了艺术图案的高密度板上铺设软胶得到带有阴雕艺术图案的软胶模具；
(b)在软胶模具的阴雕艺术图案上定位打孔，孔形经纬排列，孔径大小与所要植入的光导纤维直径适配；所述孔径大小以固定光导纤维、且光导纤维不会滑动错位为宜，在这里孔径大小等于或略小于所要植入的光导纤维的直径时，既可将光导纤维插入孔中，又可使光导纤维有效固定不会滑动错位；
(c)在软胶模具的孔中植入光导纤维，光导纤维位于阴雕艺术图案凸起一侧；
(d)根据混凝土制品尺寸制备混凝土制品模具，在混凝土制品模具内涂抹脱模剂，将步骤(c)的植入光导纤维的软胶模具放入混凝土制品模具内，然后浇筑混凝土，经养护后脱模并取下软胶模具得混凝土预制品；
(e)将步骤(d)所得的混凝土预制品带有阴雕艺术图案的一侧朝上，在阴雕艺术图案部位涂刷混凝土界面剂，然后根据艺术图案的设计配制不同颜色的彩色混凝土并浇筑在阴雕艺术图案处；
(f)步骤(e)浇筑完成后经养护、打磨、并用有机硅喷涂、抛光制得艺术装饰性透光混凝土制品。
进一步的，所述软胶模具由硅胶和定型辅料制得，所得软胶模具收缩率小于0.3％，巴氏硬度为40-50HBa，孔距为1.5-10mm。
所述的定型辅料选用硫化剂；软胶模具的主要作用是固定光导纤维，发明人在实验中发现软胶模具收缩率小于0.3％时，在混凝土浇筑过程中可以保证光导纤维有效固定不滑动错位；
现有混凝土模具的主要作用是承载混凝土，目前多采用木模、钢模、塑料模等作为混凝土预制品模具，其均能达到混凝土的承载要求，发明人实验研究发现，对于收缩率小于0.3％的软胶模具的硬度较大时，将会导致后期脱模困难，容易将模具撕裂，而混凝土模具需要多次重复使用，脱模撕裂模具将大大提高生产成本，当软胶模具的巴氏硬度小于50HBa时，可保证软胶模具顺利脱模，但是硬度较低的软件模具，软胶模具因其置于整个成型工艺底部，它需要承载浇筑混凝土的质量不会变形，若软胶模具变形会导致光导纤维滑动错位及艺术图案变形，从而降低艺术图案的精度，因此实验得到当软胶模具巴氏硬度为40-50HBa时既可以保证在混凝土浇筑过程中软胶模具不变形且光导纤维有效固定不错位，又能保证浇筑完成后顺利脱模，提高了软胶模具的寿命
发明人研究发现，在软胶模具巴氏硬度为40-50HBa、收缩率小于0.3％时，当孔距小于1.5mm时，打孔过程中相邻孔之间互相影响，使得所打孔排列不整齐，影响艺术图案的精度，且会降低混凝土制品的抗压抗折强度；但是孔距大于10mm时，将会降低艺术图案的透光效果及图形的分辨率。
进一步的，所述软胶模具厚度为10-15mm，光纤定位打孔深度为7-10mm。发明人试验发现，对于巴氏硬度为40-50HBa、收缩率小于0.3％的软胶模具，需要软胶模具厚度为10-15mm、光纤定位打孔深度为7-10mm时，才可保证光导纤维定位精确牢固，同时后期脱模便捷；定位孔深度小于7mm，插入光纤维不稳，受到成型时混凝土的冲击和震动，光纤容易掉落和东倒西歪；定位孔深度大于10mm或打通软胶模，会产生脱模困难，易撕裂软胶模。
进一步的，所述高密度板厚度为15-20mm，阴雕艺术图案深度为5-10mm。高密度板板材一般厚度为15～20mm，高密度能确保雕刻部位的平整光滑度，太薄无法实现阴雕图案深度，太厚不经济；根据艺术图案灌料的彩色混凝土的特性要求，阴雕深度根据设计情况而定，在保证构件整体稳定性的情况下，一般在5～10mm，在保证混凝土强度的情况下，深度太浅，混凝土粘接不佳，深度太深，混凝土容易产生开裂情况。
进一步的，所述高密度板为PMMA板材、PVC板材或高密度纤维板。
进一步的，采用CNC雕刻机制作艺术图案阴雕，并在软胶模具的阴雕图案上定位打孔。
进一步的，所述混凝土制品模具为钢模或木模。混凝土制品模具与软胶模具共同构成艺术装饰性透光混凝土制品的模具，钢模或木模用于固定软胶模具、控制制品的变形度，软胶模用于图案造型、打孔、脱模及多次重复使用。
进一步的，所述步骤(d)浇筑的混凝土设计抗压强度≥40.5MPa，抗折强度≥9MPa。
进一步的，所述步骤(d)浇筑的混凝土初凝之后开始浇筑步骤(e)的彩色混凝土，在浇筑彩色混凝土的界面上涂刷两次混凝土界面剂后再进行浇筑彩色混凝土。两种混凝土浇筑之间界面需使用界面剂涂刷布均匀，以涂刷2次为准，保证两种混凝土粘接牢固。
进一步的，彩色混凝土浇筑后阴雕艺术图案处高于周边混凝土制品平面1-2mm。以便后期打磨后使整个艺术板材在同一水平面上形成艺术图案。
本发明的有益效果是：本发明先制备艺术图案的模具即软胶模具，将光导纤维固定于软胶模具上，然后再将软胶模具置于混凝土制品模具内进行浇筑，浇筑完后脱模，再对艺术图案处采用彩色混凝土进行浇筑，得到的艺术装饰性透光混凝土制品，既能达到有背景光源条件下的通透透光效果，也能在没有背景光源的条件下呈现艺术图案装饰效果，不再是一块普通单调的混凝土板材；
所制作的带有艺术图案阴雕的软胶模具，可将光导纤维有效固定，不会在混凝土浇筑时发生偏移，同时经一次浇筑后拆模可得带有艺术图案凹坑的混凝土预制品，不需其他模具，直接对凹坑采用彩色混凝土二次浇筑即得艺术装饰性透光混凝土制品，两次混凝土浇筑得到的混凝土制品结合牢固、不会出现脱层、断层、起泡开裂等问题。
附图说明
图1是实施例1的透光混凝土制品的夜间艺术装饰效果图；
图2是实施例1的透光混凝土制品的白天艺术装饰效果图；
图3是实施例1的透光混凝土制品的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，包括以下步骤：
(a)设计图案为熊猫竹子的图案，在15mm的高密度板亚克力板材上采用CNC雕刻机阴雕艺术图案，阴雕艺术图案深度为7mm，阴雕了完后在亚克力板材上铺设硅胶得到带有阴雕艺术图案的软胶模具，并添加硫化剂BP使得所得软胶模具收缩率小于0.3％、巴氏硬度为45度，软胶模具厚度为10mm；
(b)继续采用CNC雕刻机在软胶模具的阴雕艺术图案上定位打孔，孔形经纬排列，孔径与光导纤维的直径大小一致，孔距为2.5mm，打孔深度为7cm；
(c)打孔结束后除去亚克力板材，在软胶模具的孔中植入光导纤维，光导纤维位于阴雕艺术图案凸起一侧；
(d)设计混凝土制品的厚度为25mm，根据混凝土制品尺寸制备混凝土制品木模模具，在混凝土制品模具内涂抹脱模剂，将步骤(c)的植入光导纤维的软胶模具放入混凝土制品木模模具内，然后浇筑混凝土，经养护后脱模并取下软胶模具得混凝土预制品；
所述的混凝土为高强自密实高流态混凝土，按以下质量份配料：硅酸盐42.5R水泥100份、硅灰9份、200#重质碳酸钙6.5份、中号河沙180份、高效聚羧酸减水剂0.8份、高效消泡剂0.5份、缓凝剂(葡萄糖酸钠)0.02份、6mm聚丙烯纤维0.15份，浇筑时按干混砌筑砂浆水胶比0.25加水搅拌均匀，浇注成型养护；
(e)将步骤(d)所得的混凝土预制品带有阴雕艺术图案的一侧朝上，在阴雕艺术图案部位涂刷混凝土界面剂，然后根据艺术图案的设计配制不同颜色的彩色混凝土并浇筑在阴雕艺术图案处，彩色混凝土浇筑后阴雕艺术图案处高于周边混凝土制品平面2mm；
对艺术图案灌料的彩色混凝土按以下质量份配比备料：
(1)普通硅酸盐42.5R水泥240份、高铝60份、硬石膏50份、碳酸钙82份、中号河沙692.6份、高效聚羧酸减水剂4份、消泡剂2.5份、400纤维素0.3份、酒石酸0.6份、碳酸锂0.6份、颜料铁黑0.01份，用于浇筑艺术装饰图形大熊猫身体黑色部分及“竹”字，浇注时按干混砌筑砂浆总质量的14％加水搅拌均匀进行浇注；
(2)普通硅酸盐42.5R水泥240份、高铝60份、硬石膏50份、碳酸钙82份、中号河沙692.6份、高效聚羧酸减水剂4份、消泡剂2.5份、400纤维素0.3份、酒石酸0.6份、碳酸锂0.6份、颜料铁红0.003份、颜料氧化铁中黄0.04份，用于浇筑艺术装饰图形竹子部分，浇注时按干混砌筑砂浆总质量的14％加水搅拌均匀进行浇注；浇注完成后成型养护；
所述步骤(d)浇筑的混凝土初凝之后开始浇筑步骤(e)的彩色混凝土；
(f)步骤(e)浇筑完成后经养护、打磨、并用有机硅喷涂、抛光制得艺术装饰性透光混凝土制品，如图1、图2所示，夜间时有光线照射时，图案中竹子及“竹”字，大熊猫身体黑色部分为透光，其余部分黑色不透光；白天时，大熊猫身体黑色部分及“竹”字显示为黑色，竹子显示为绿色。
将制备得到的艺术装饰性透光混凝土制品进行性能测试，结果如下表所示：
表1
28d抗压强度(Mpa) 42.6
28d抗折强度(Mpa) 12.1
吸水率 0.2
防火等级 一级
抗紫外线 ≥10年
破裂安全 碎片维持整体性，不碎落
表面 光泽亮丽，质感与石材相当
对照组1：所采用的软胶模具收缩率为0.45％、巴氏硬度为35度，其他制备方法及参数同实施例1，将制备得到的艺术装饰性透光混凝土制品进行性能测试。
对照组2：所采用的软胶模具收缩率小于0.2％、巴氏硬度为60度，其他制备方法及参数同实施例1，将制备得到的艺术装饰性透光混凝土制品进行性能测试。
表2实施例及对照组所得混凝土制品性能测试
Figure BDA0002241322770000051

Claims (10)

1.一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)在高密度板上阴雕艺术图案，然后在阴雕了艺术图案的高密度板上铺设软胶得到带有阴雕艺术图案的软胶模具；
(b)在软胶模具的阴雕艺术图案上定位打孔，孔形经纬排列，孔径大小与所要植入的光导纤维直径适配；
(c)在软胶模具的孔中植入光导纤维，光导纤维位于阴雕艺术图案凸起一侧；
(d)根据混凝土制品尺寸制备混凝土制品模具，在混凝土制品模具内涂抹脱模剂，将步骤(c)的植入光导纤维的软胶模具放入混凝土制品模具内，然后浇筑混凝土，经养护后脱模并取下软胶模具得混凝土预制品；
(e)将步骤(d)所得的混凝土预制品带有阴雕艺术图案的一侧朝上，在阴雕艺术图案部位涂刷混凝土界面剂，然后根据艺术图案的设计配制不同颜色的彩色混凝土并浇筑在阴雕艺术图案处；
(f)步骤(e)浇筑完成后经养护、打磨、并用有机硅喷涂、抛光制得艺术装饰性透光混凝土制品。
2.根据权利要求1所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：所述软胶模具由硅胶和定型辅料制得，所得软胶模具收缩率小于0.3％，巴氏硬度为40-50HBa，孔距为1.5-10mm。
3.根据权利要求2所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：所述软胶模具厚度为10-15mm，光纤定位打孔深度为7-10mm。
4.根据权利要求1所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：所述高密度板厚度为15-20mm，阴雕艺术图案深度为5-10mm。
5.根据权利要求1或4所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：所述高密度板为PMMA板材、PVC板材或高密度纤维板。
6.根据权利要求1所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：采用CNC雕刻机制作艺术图案阴雕，并在软胶模具的阴雕图案上定位打孔。
7.根据权利要求1所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：所述混凝土制品模具为钢模或木模。
8.根据权利要求1所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：所述步骤(d)浇筑的混凝土设计抗压强度≥40.5MPa，抗折强度≥9MPa。
9.根据权利要求1所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：所述步骤(d)浇筑的混凝土初凝之后开始浇筑步骤(e)的彩色混凝土，在浇筑彩色混凝土的界面上涂刷两次混凝土界面剂后再进行浇筑彩色混凝土。
10.根据权利要求1所述的一种艺术装饰性透光混凝土制品的制作方法，其特征在于：彩色混凝土浇筑后阴雕艺术图案处高于周边混凝土制品平面1-2mm。
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