基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于透光混凝土制備領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖裹漿的透光混凝土制備方法及其制造設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土是現(xiàn)代建筑中用量最大的建筑材料之一，傳統(tǒng)混凝土總是一種呈現(xiàn)暗灰色的材料，然而隨著人類對(duì)建筑美感的要求提高和科技發(fā)展，現(xiàn)在混凝土不僅被用作建筑材料，很多藝術(shù)家和建筑師還利用混凝土來塑造各種具有不同藝術(shù)表現(xiàn)力的作品。匈牙利的一位建筑師于2001年將成千上萬根光纖并排埋入傳統(tǒng)混凝土中，發(fā)明了透光混凝土。這些光纖把光從混凝土塊的一端傳到另一端，當(dāng)將這種混凝土置于光源之前，或者在混凝土的一側(cè)比較亮，另一側(cè)比較暗時(shí)，砌塊就能透光，亮側(cè)的陰影以鮮明的輪廓出現(xiàn)在混凝土暗偵U。用透光混凝土可制成園林建筑制品、裝飾板材、裝飾砌塊和曲面波浪型，為建筑師的藝術(shù)想象與創(chuàng)作提供了實(shí)現(xiàn)的可能性。
[0003]透光混凝土從根本上來說由水泥漿體和置于水泥漿體中按陣列排布的光纖組成的復(fù)合材料，其核心技術(shù)和難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)透光混凝土中成千上萬根光纖的陣列排布，即如何使每根光纖之間都彼此分散，間隔一定距離。
[0004]透光混凝土及其內(nèi)部光纖的陣列分散排布技術(shù)在中國(guó)已有少量的研宄，中國(guó)專利 200710007521.X,201210070586.X,201210070575.1 均提供了一種透光混凝土塊的制作方法，但這幾種方法中都需要人工將光纖逐根穿入到固定光纖的孔洞中，操作緩慢，工作量巨大，而且只適用于制作透光混凝土預(yù)制塊，大規(guī)模推廣應(yīng)用前景渺茫。中國(guó)專利201210266298.1提供了一種透光混凝土制備方法，該方法雖然可一次性排布多根光纖，在一定程度上減少了光纖排布的工作量，但通過該方法排布的光纖是通過靜電分散，光纖在某一圓形區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)散點(diǎn)分布，光纖間距難以控制，失去了陣列效果，且不同光纖束的交界處的光纖密度難以把握。上述技術(shù)雖都具有一定的可行性，但它們總體上均是基于“先將光纖兩端分散，再將光纖之間的空隙用水泥漿體填滿”這一思路，可統(tǒng)稱為“透光介質(zhì)先植法”。
[0005]中國(guó)專利201110331500.X提供了一種新的透光混凝土制備思路，即“在半硬化的混凝土中打孔，再在孔中灌入透明樹脂原料”讓樹脂與半硬化的混凝土一起硬化，從而形成透光混凝土。這種思路和方法屬于“透光介質(zhì)后植法”，它在一定程度上繞開了光纖排布的難題，但存在在較厚的混凝土中密集打孔困難的問題。更重要的是由于樹脂與混凝土是兩種差異較大的材料，在同時(shí)硬化過程中，兩者收縮率存在差異，如果樹脂收縮率大于混凝土收縮率，會(huì)造成透光混凝土開裂甚至解體；如果樹脂收縮率小于混凝土收縮率，會(huì)造成樹脂與混凝土之間存在空隙，既影響了樹脂的導(dǎo)光性，也降低了透光混凝土的密實(shí)性。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有透光混凝土的制備方法存在操作復(fù)雜，工作量大，透光介質(zhì)與水泥漿基體協(xié)同性不好等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的在于提供一種透光混凝土制備工藝，其能夠簡(jiǎn)單、高效的實(shí)現(xiàn)透光混凝土中的光纖進(jìn)行陣列排布，并可實(shí)現(xiàn)陣列的行、列間距任意調(diào)整，可用于各種尺寸的預(yù)制透光混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)饒筑透光混凝土部位的施工。
[0008]為達(dá)到上述目的，采用技術(shù)方案如下:
[0009]基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝，包括以下步驟:
[0010]I)光纖裹漿:將拉直的光纖穿過水泥漿體使?jié){體粘附在光纖表面；
[0011]2)刮漿修型:將粘附有水泥漿體的光纖穿過修型筒刮去多余漿體，然后進(jìn)入快速養(yǎng)護(hù)區(qū)域；
[0012]3)光纖芯條切割:光纖表面包裹的水泥漿體硬化后切割成等長(zhǎng)的光纖芯條；
[0013]4)光纖芯條排布:將光纖芯條兩端對(duì)齊，以捆扎或在模具中碼放的形式緊密排布在一起；
[0014]5)透光混凝土澆筑:將水泥漿體注滿光纖芯條之間的空隙；
[0015]6)混凝土打磨:待水泥漿體硬化后打磨混凝土中沿光纖排布方向的兩端，光纖端頭露出即得到透光混凝土。
[0016]按上述方案，所述水泥漿體粘度為10?60cPa，水泥漿體粘附在光纖表面不流動(dòng)或滴落。
[0017]按上述方案，所述的光纖材質(zhì)為玻璃或樹脂。
[0018]按上述方案，所述快速養(yǎng)護(hù)區(qū)域溫度為60°C?80°C，濕度為80%?90%。
[0019]按上述方案，所述步驟6)使用的水泥漿體與步驟I)使用的水泥漿體組分相同，配方為按重量比水泥:水:增粘劑:速凝劑=1:0.3 ~ 0.6:0.0003?0.001:0.005?0.02。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0022]用光纖芯條的緊密排布代替了光纖的分散排布，大大節(jié)省了工作量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；
[0023]光纖芯條緊密排布時(shí)，其內(nèi)部的光纖陣列整齊，并且光纖陣列行、列間距可通過光纖表面裹漿層的厚度不同來調(diào)整；
[0024]光纖芯條可靈活排布，利用不同截面形狀的模具可制作各種造型的透光混凝土；
[0025]光纖芯條可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，大大降低透光混凝土的制作成本；
[0026]光纖芯條便于運(yùn)輸和保存，可運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行排布后現(xiàn)澆混凝土。
【附圖說明】
[0027]圖1:光纖芯條生產(chǎn)加工示意圖；
[0028]圖2:裹漿光纖刮漿修型示意圖；
[0029]圖3:光纖芯條的截面示意圖；
[0030]圖4:光纖芯條碼放在模具中的截面示意圖；
[0031]圖5:透光混凝土的截面示意圖；
[0032]其中，1-光纖卷，2-光纖，3-光纖導(dǎo)輪，4-漿體箱，41-粘附有漿體的光纖，42-經(jīng)過刮漿修型的光纖芯條，5-修型筒，6-快速養(yǎng)護(hù)區(qū)域，7-驅(qū)動(dòng)輪，8-剪刀，9模具，10光纖芯條。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0034]本發(fā)明基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝過程如下:
[0035]按重量比水泥:水:增粘劑:速凝劑=1:0.3?0.6:0.0003?0.001:0.005?0.02拌制好漿體；
[0036]參照附圖1、2、3所示，光纖2由光纖導(dǎo)輪3從光纖卷I中拉出，將拉直的光纖2穿過水泥漿體箱4使得漿體粘附并包裹在光纖表面；漿體粘度為45cPa，漿體層厚度約在0.8mm左右，且沒有從光纖上滴落；由于受到重力、光纖抖動(dòng)等因素影響，漿體層厚度存在約±0.2mm的波動(dòng)。
[0037]將粘附有漿體的光纖41穿過修型筒5得到經(jīng)過刮漿修型的光纖芯條42 ;包裹在光纖表面的漿體被部分刮除，留下經(jīng)過刮獎(jiǎng)修型、厚度0.5mm的均勻漿體層。修型筒的最小截面積略大于光纖的截面積，且略小于光纖表面裹漿后的截面積，這樣當(dāng)裹有水泥漿體的光纖通過修型筒后，光纖外包裹的水泥漿體厚度均勻一致，光纖芯條具有相同的截面積。
[0038]快速養(yǎng)護(hù)區(qū)域6為溫度為600C?80°C，濕度為80 %?90 %，經(jīng)過刮漿修型的光纖芯條42通過快速養(yǎng)護(hù)區(qū)域6硬化后由驅(qū)動(dòng)7輪導(dǎo)出，然后經(jīng)過剪刀8切割成長(zhǎng)度為120mm的光纖芯條。
[0039]將光纖芯條兩端對(duì)齊，緊密碼放在內(nèi)部尺寸為100mmX800mmX 123mm的木制模具中，此時(shí)光纖之間的間距為1mm。
[0040]將水泥漿體沿光纖方向注入并填滿排布好的光纖芯條之間的空隙；也可預(yù)先在上述木制模具中裝入部分初凝前的漿體，再將光纖芯條緊密碼放在模具中；所用水泥漿體與光纖芯條的水泥膠體組分相同。透光混凝土模具內(nèi)部空間的寬度略大于光纖芯條的長(zhǎng)度，便于光纖芯條置入模具中。
[0041]待水泥漿體硬化后，打磨混凝土中沿光纖排布方向的兩端，至光纖端頭露出，即得到透光混凝土。
[0042]在生產(chǎn)中，可通過調(diào)整漿體粘度和使用不同最小截面尺寸的修型筒來調(diào)整光纖表面裹漿層的厚度，從而使得光纖之間具有不同間距，在光纖芯條緊密排布時(shí)，光纖之間的間距為裹漿層厚度的兩倍；另外，光纖芯條可以緊密碼放在任意截面形狀的模具中。由上述內(nèi)容可知，通過本發(fā)明可快速、便捷的制備各種尺寸、形狀、各種光纖間距的透光混凝土。
[0043]本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于上述實(shí)施例，其它與本發(fā)明實(shí)質(zhì)相同的技術(shù)方案都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝，包括以下步驟: 1)光纖裹漿:將拉直的光纖穿過水泥漿體使?jié){體粘附在光纖表面； 2)刮漿修型:將粘附有水泥漿體的光纖穿過修型筒刮去多余漿體，然后進(jìn)入快速養(yǎng)護(hù)區(qū)域； 3)光纖芯條切割:光纖表面包裹的水泥漿體硬化后切割成等長(zhǎng)的光纖芯條； 4)光纖芯條排布:將光纖芯條兩端對(duì)齊，以捆扎或在模具中碼放的形式緊密排布在一起； 5)透光混凝土澆筑:將水泥漿體注滿光纖芯條之間的空隙； 6)混凝土打磨:待水泥漿體硬化后打磨混凝土中沿光纖排布方向的兩端，光纖端頭露出即得到透光混凝土。
2.如權(quán)利要求1所述基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝，其特征在于所述水泥漿體粘度為10?60cPa。
3.如權(quán)利要求1所述基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝，其特征在于所述的光纖材質(zhì)為玻璃或樹脂。
4.如權(quán)利要求1所述基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝，其特征在于所述快速養(yǎng)護(hù)區(qū)域溫度為60°C?80°C，濕度為80%?90%。
5.如權(quán)利要求1所述基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝，其特征在于所述步驟6)使用的水泥漿體與步驟I)使用的水泥漿體組分相同，配方為按重量比水泥:水:增粘劑:速凝劑=1:0.3 ~ 0.6:0.0003 ?0.001:0.005 ?0.02。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光纖裹漿的透光混凝土制備工藝。包括以下步驟：將拉直的光纖穿過水泥漿體使?jié){體粘附在光纖表面；將粘附有水泥漿體的光纖穿過修型筒刮去多余漿體；光纖表面包裹的水泥漿體硬化后切割成等長(zhǎng)的光纖芯條；將光纖芯條兩端對(duì)齊，以捆扎或在模具中碼放的形式緊密排布在一起；將水泥漿體注入光纖芯條之間的空隙；待水泥漿體硬化后打磨混凝土中沿光纖排布方向的兩端，光纖端頭露出即得到透光混凝土。本工藝光纖芯條緊密排布時(shí)陣列整齊，并且光纖陣列行、列間距可通過光纖表面裹漿層的厚度不同來調(diào)整，利用不同截面形狀的模具可制作各種造型的透光混凝土；另外實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，大大降低透光混凝土的制作成本。
【IPC分類】B28B23-00, B28B1-14, B28B1-29, C04B28-00
【公開號(hào)】CN104827565
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510252516
【發(fā)明人】劉離, 楊文 , 吳媛媛
【申請(qǐng)人】中建商品混凝土有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月15日