專利名稱：一種透光混凝土制品坯料的制作設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于裝飾材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及透光復(fù)合材料混凝土的制品坯料的制作設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
用光導(dǎo)纖維與水泥砂漿復(fù)合制成的透光混凝土制品是近些年快速發(fā)展起來的一種高檔裝飾材料。由于其特有的裝飾效果，越來越多地受到裝飾設(shè)計師的青睞和高端場所的應(yīng)用。已有的一種典型塊狀透光混凝土制品坯料(以下簡稱坯料)的結(jié)構(gòu)如圖1所示， 由均勻、密集、平行的光纖單絲11呈陣狀排布在混凝土基體12中且兩端分別外露在混凝土兩個不同表面。由于光纖的導(dǎo)光作用，當(dāng)光纖單絲的一端所在混凝土表面受到光線照射時，照射在光纖端部的光線會通過光纖使另一端發(fā)亮，反之亦然，使混凝土具有了雙向透光性能。同理，當(dāng)原本被光線照射的一面局部或全部被遮擋時，另一面的對應(yīng)部位或全部會變暗。透光混凝土坯料經(jīng)幾種不同方向的切割分別可以獲得大厚度透光、大面積透光和轉(zhuǎn)角透光等不同效果的制品，例如將壞料沿光纖11軸向切割的平板131制品，可獲得大厚度透光制品，如圖2(a)所示；將壞料沿光纖11徑向切割可獲得大面積透光的平板132制品，如圖2(b)；對坯料沿光纖11斜向切割可獲得轉(zhuǎn)角透光的制品133，如圖2(c)所示，對壞料也可切割成所需尺寸的塊狀或其它形狀的制品等等。綜合考慮制品的功能性、工藝性和經(jīng)濟性，坯料的幾個主要構(gòu)造及性能通常選用如下參數(shù)光纖絲直徑0. 5 2. 0，絲間距不小于3. 0，透光率(光纖總截面積+混凝土截面積)1 % 5 %，混凝土強度不小于20MPa。目前坯料制作的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝——在混凝土中均勻、定向、高密度排布光導(dǎo)纖維通常采用以手工操作為主的工藝，效率低、成本高、質(zhì)量不穩(wěn)定。因此，如何實現(xiàn)高效、低成本排布光纖是推廣透光混凝土制品應(yīng)用中迫切需要解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種透光混凝土制品坯料的制作設(shè)備及制作方法，具有設(shè)備、工藝簡單，效率高，成本低等特點。本發(fā)明的特點及效果本發(fā)明以回轉(zhuǎn)繞絲設(shè)備為核心，采用先繞制光纖柵板，將若干光纖柵板層疊固定安裝在一起組成具有穩(wěn)定形狀和位置關(guān)系的光纖陣架，再將其置于模具型腔中澆注自密實、高流動性混凝土的方法制作透光混凝土，具有設(shè)備、工藝簡單，效率高，成本低等特點。 適于推廣應(yīng)用。


圖1為典型的透光混凝土塊復(fù)合結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為經(jīng)不同方向切割塊狀透光混凝土壞料得到的不同透光效果制品的示意圖。圖3為本發(fā)明的透光混凝土制品坯料制作設(shè)備總體結(jié)構(gòu)及回轉(zhuǎn)繞絲示意圖。圖4為圖3所示設(shè)備中的繞絲架結(jié)構(gòu)及繞絲過程示意圖。圖5為繞絲過程的繞絲架示意圖。圖6為采用圖3所示設(shè)備制作的光纖柵板及拼裝光纖陣架示意圖。圖7為本發(fā)明制作方法中的混凝土澆注模型示意圖。
具體實施例方式以下通過示意性附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖中屬于通用技術(shù)的部分只作簡單描述，圖中顯示的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造大多不具有限制性。為了便于直觀認(rèn)識，圖中各實體尺寸、比例關(guān)系等也僅供參考。本發(fā)明提出的透光混凝土制品坯料的制作設(shè)備，該設(shè)備包括繞絲機和安裝在繞絲機上的繞絲架兩部分；所述繞絲機主要包括機座固定在機座上的驅(qū)動及傳動裝置、主軸及其支座、回轉(zhuǎn)桿和送絲機構(gòu)，其中，驅(qū)動及傳動裝置通過主軸及其支座與回轉(zhuǎn)桿和送絲機構(gòu)相連；所述繞絲架由兩根豎梁和兩根橫梁連接成的扁矩形框架；繞絲架的豎梁與繞絲機的回轉(zhuǎn)桿相連。上述透光混凝土制品坯料的制作設(shè)備的各部件的實施例結(jié)構(gòu)如圖3所示，分別說明如下繞絲機的實施例驅(qū)動及傳動裝置由電機21及連接在電機輸出軸上的兩組同步皮帶輪221和223、 222和224，以及同步傳動軸225組成，主軸及其支座由固定在機座的兩根立柱231及安裝在立柱上端同一軸線上的兩個轉(zhuǎn)動軸232組成；兩個轉(zhuǎn)動軸的一端(立柱外側(cè))均設(shè)置有同步皮帶輪223，皮帶輪223 與皮帶輪221相連；電機通過皮帶輪驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸同步同向轉(zhuǎn)動。回轉(zhuǎn)桿233為兩根，每根回轉(zhuǎn)桿的中點分別與一個轉(zhuǎn)動軸232的另一端(立柱外側(cè))相連，兩個轉(zhuǎn)動軸232帶動兩根回轉(zhuǎn)桿233沿轉(zhuǎn)動軸的軸線同步旋轉(zhuǎn)。送絲機構(gòu)包括固定在機座上的貯絲盤Ml、同步傳動軸225上的一段長度與繞絲架橫梁31長度相等的絲杠242 (與同步傳動軸225為同一零件)、內(nèi)有與絲杠配合的內(nèi)螺紋的間距控制塊243和固定其上的導(dǎo)向輪M4 ；電機通過皮帶輪驅(qū)動絲杠242轉(zhuǎn)動并帶動間距控制塊243軸向移動，通過皮帶輪傳動比和螺距設(shè)計，使轉(zhuǎn)動軸232每轉(zhuǎn)一周，間距控制快243軸向移動距離等于相鄰光纖間距。繞絲架的實施例兩根橫梁31的外側(cè)面(圖中上下外側(cè)面)為圓弧面，以避免光纖折斷，兩橫梁31 的兩端上各設(shè)有一個光纖端固定孔a ；兩根豎梁32上設(shè)置有若干安裝孔b用于將繞絲架安裝在繞絲機回轉(zhuǎn)桿上；橫梁 31與豎梁32可以采用方便拆裝的方式固定連接，也可以采用永久固定方式連接。本發(fā)明采用上述設(shè)備制作透光混凝土制品坯料的方法，其特征在于，主要包括以下步驟1)在繞絲機上安裝繞絲架
將繞絲架的兩根豎梁32通過安裝孔b與兩根回轉(zhuǎn)桿223相連，如圖3所示；本實施例繞絲架的基本形狀為四個邊梁連接成的扁四邊矩形框架，0-0是其幾何中心線，也是其工作時的回轉(zhuǎn)中心線。橫梁31的厚度決定了其兩側(cè)的兩排光纖的間距，四邊梁圍成的內(nèi)平面尺寸的高度應(yīng)略大于坯料的高度，寬度應(yīng)略大于坯料平行于0-0的縱剖面尺寸。2)在繞絲架上繞絲制作光纖柵板光纖4是繞絲材料，繞絲架3是繞絲工裝。先將間距控制塊242調(diào)整至繞絲起始位置(圖中繞絲架右端)，再將從貯絲盤241送出的光纖4線端繞過導(dǎo)向輪243后固定在繞絲架的一根橫梁31上的起始端孔a處，啟動驅(qū)動裝置電機21使回轉(zhuǎn)桿233旋轉(zhuǎn)，垂直于回轉(zhuǎn)軸線的光纖4在對稱的兩根橫梁31之間從繞絲架橫梁的一端開始，通過送絲機構(gòu)間距控制塊M2的移動帶動光纖按一定間距向另一端排繞。光纖4在繞絲架上繞滿后切斷光纖， 將光纖尾端固定在另一根橫梁31上的結(jié)束端光纖端固定a處；從繞絲機回轉(zhuǎn)桿223上拆下繞絲架3，即完成一片排布在繞絲架橫梁31兩側(cè)的兩層光纖柵4的光纖柵板B的制作(每塊透光混凝土需要制作一定數(shù)量的相同規(guī)格的光纖柵板)，如圖4、5、圖6(a)所示；3)疊層拼裝光纖柵板成光纖陣架將所需數(shù)量的扁四邊形光纖柵板(圖6(a))用多根長螺栓s穿過各纖柵板豎梁上的安裝孔c以重合的方式層疊拼裝成六面體光纖陣架，使光纖穩(wěn)定排布成陣型；拼裝時用墊片d控制相鄰兩光纖柵板的間距，用密封條m封閉底部橫梁之間的縫隙，如圖6 (b)、6 (c) 所示；4)用模板將光纖陣圍成混凝土澆注模型；首先將光纖陣架J按混凝土澆注工藝狀態(tài)穩(wěn)固擺放，光纖呈豎直狀態(tài)；在光纖陣的外圍四周(繞絲架豎梁32內(nèi)側(cè))安裝封閉的具有一定剛度的模板5，模板底邊與繞絲架底部橫梁交接處也要密封處理，使模板與繞絲架底部橫梁共同組成了內(nèi)部預(yù)置光纖陣的上開口盒形澆筑模型，如圖7所示；5)澆注混凝土、養(yǎng)護脫模，取出透光混凝土塊從模具上開口的邊緣緩慢、連續(xù)澆注水泥砂漿6。水泥砂漿6應(yīng)具有一定的自密實性、擴展度、通過性和凝固后的強度。當(dāng)模板高度較大時，為避免澆注砂漿長距離流動可能對光纖的損壞，可在模板上的不同高度布置砂漿澆注口(圖中未顯示)，自下而上逐層澆滿?；炷翝仓瓿珊蠼?jīng)過規(guī)定的養(yǎng)護即可脫模取出透光混凝土塊坯料。
權(quán)利要求
1.一種透光混凝土制品坯料的制作設(shè)備，該設(shè)備包括繞絲機和安裝在繞絲機上的繞絲架兩部分；所述繞絲機主要包括機座，固定在機座上的驅(qū)動及傳動裝置、主軸及其支座、回轉(zhuǎn)桿和送絲機構(gòu)，其中，驅(qū)動及傳動裝置通過主軸及其支座分別與回轉(zhuǎn)桿和送絲機構(gòu)相連； 所述繞絲架由兩根豎梁和兩根橫梁連接成的扁矩形框架；繞絲架的豎梁與繞絲機的回轉(zhuǎn)桿相連。
2.采用如權(quán)利要求1所述設(shè)備的透光混凝土制品坯料的制作方法，其特征在于，主要包括以下步驟1)在繞絲機上安裝繞絲架將繞絲架的兩根豎梁通過安裝孔與兩根回轉(zhuǎn)桿相連；2)在繞絲架上繞絲制作光纖柵板將送絲機構(gòu)導(dǎo)向輪調(diào)整至起始端，將送出的垂直于回轉(zhuǎn)軸線的光纖的線端固定在繞絲架的一根橫梁上的起始端；啟動驅(qū)動裝置使回轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)，通過送絲機構(gòu)移動帶動光纖按設(shè)定間距在繞絲架對稱的兩根橫梁之間排繞；光纖在繞絲架上繞滿后切斷光纖并將光纖端固定在橫梁上；從繞絲機回轉(zhuǎn)桿上拆下繞絲架，即完成一片排布在繞絲架橫梁兩側(cè)的具有兩層光纖柵的光纖柵板的制作；3)疊層拼裝光纖柵板成光纖陣架將設(shè)定數(shù)量的扁四邊形光纖柵板按各光纖柵板的光纖平行方向排列，再用多根長螺栓穿過各纖柵板豎梁上的安裝孔，以重合的方式層疊拼裝成六面體光纖陣架，使光纖排布成光纖陣；拼裝時在相鄰兩光纖柵板間放置墊片，以控制相鄰兩光纖柵板的間距；4)用模板圍在光纖陣四周，組成混凝土澆注模具將光纖陣架按混凝土澆注工藝要求擺放，并使光纖呈豎直狀態(tài)，再在處于底部的全部橫梁之間加貼密封條并壓緊作密封處理，以防止漏漿；在光纖陣外圍的前后面和左右面，安裝封閉的模板，模板底邊與繞絲架底部橫梁之間作密封處理，使模板與繞絲架底部橫梁共同組成了內(nèi)部預(yù)置光纖陣的上開口盒形澆筑模具；5)澆注混凝土、養(yǎng)護脫模，取出透光混凝土塊從模具上開口的邊緣澆注水泥砂漿，使水泥砂漿自下而上逐層澆滿；混凝土澆筑完成后，經(jīng)過規(guī)定的養(yǎng)護即可脫模取出透光混凝土塊坯料。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述水泥砂漿的強度不低于20MPa，擴展度不小于350mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透光混凝土制品坯料的制作設(shè)備及方法，屬于裝飾材料技術(shù)領(lǐng)域，該設(shè)備和工裝主要包括由固定在機座上的驅(qū)動及傳動裝置、主軸及其支座、回轉(zhuǎn)桿和送絲機構(gòu)組成的繞絲機，由兩根豎梁和兩根橫梁連接成的扁四邊框架的繞絲架，由四塊模板組成的澆注模具；繞絲架的豎梁與繞絲機的回轉(zhuǎn)桿相連。該方法包括在繞絲機上安裝繞絲架在繞絲架上繞絲制作光纖柵板疊層拼裝光纖柵板成光纖陣架用模板將光纖陣圍成混凝土澆注模型；澆注混凝土、養(yǎng)護脫模，取出透光混凝土塊坯料。本發(fā)明具有設(shè)備、工藝簡單，效率高，成本低等特點。
文檔編號B28B1/14GK102189590SQ20111006984
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者呂麗萍, 楊小赫, 申臣良, 陶夢蘭 申請人:北京榆構(gòu)有限公司