专利名称：一种透光混凝土的制备方法及透光混凝土的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑材料制造领域，具体涉及一种透光混凝土的制备方法及透光混凝土。
背景技术：
目前的建筑墙体通常采用混凝土做承力结构，这些墙体能起到保温隔热的作用，但其不具备透光的功能，为了解决这一问题，人们发现采用光导纤维(光纤)植入混凝土中，能够使混凝土透光。光纤有无机和有机两类，无机的是由光学玻璃或石英玻璃制成，透过率高，光的传输距离长；有机的是塑料光纤，成本低廉。透光混凝土的常用的制备方法包括先植法和后植法，先植法的制备方法包括将文字、图形等绘制在半硬质的块体上，如EPS或XPS等发泡聚苯乙烯块体，按图形打孔，穿入已准备的光纤棒，将带着光纤棒的块体放入成型模具内，再浇注免振捣的水泥净浆或水泥细砂浆，待其硬化后，再锯切露出的光纤棒，就成为透光混凝土制品，先植法具有易浇注，光纤棒与混凝土结合密实的优点。后植法是在已硬化成型的水泥混凝土上绘制需要的文字、图形，然后在文字或图形上打孔，再插入已准备好的光纤棒，即可制成透光混凝土制品，后植法简单易行，能保持光纤棒准确位置。从施工工艺的角度来讲，后植法中先浇筑成型的混凝土与后植入的光纤棒之间粘结差、易脱落。先植法对浇注的混凝土具有更严苛的要求，混凝土应具有高自密实能力，即在自重作用下(无需振捣)可以自流平而填充整个模具，并且在浇注过程中不产生泌水、离析等现象，成型后混凝土质量均匀。没有高度的自密实性能就无法使混凝土均匀地填充于光纤平行排列组成的矩阵网络，以至影响透光混凝土的力学、光学性质；混凝土膨胀或收缩产生应力若超过光纤棒的许可应力，光纤棒会被折断，影响材料的耐久性。
发明内容
本发明为解决先植法中透光混凝土的力学、光学性质以及材料的耐久性容易受到影响，后植法中光纤插入混凝土后与混凝土粘结性差、易脱落的技术问题，提供一种能保证透光混凝土的力学，光学性质以及材料的耐久性，且使光纤与混凝土密切接触的透光混凝土的制备方法。为达到上述目的，本发明提供一种透光混凝土的制备方法，包括将配置好的混凝土原料浇注到模具中，进行半硬化，在半硬化的混凝土中打孔，再在孔中灌入透明树脂原料，使透明树脂原料与混凝土一起硬化，然后脱模形成透光混凝土。优选地，所述混凝土原料包括水泥、砂石、粉煤灰，及外加剂。优选地，所述孔在半硬化的混凝土中交错分布。优选地，所述孔的形状为圆形或矩形或三角形。优选地，所述透明树脂原料为环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的一种。优选地，所述半硬化的时间为1-10小时。优选地，所述硬化的时间为5-48小时。
优选地，还包括在100-180摄氏度下对脱模后的透光混凝土进行蒸汽养护，时间为6-12小时。优选地，还包括在脱模后的透光混凝土表面涂覆透明隔热涂料。本发明还提供一种力学、光学性质及材料耐久性好，且光纤与混凝土具有较强的粘结性的透光混凝土，所述透光混凝土为根据本发明提供的透光混凝土的制备方法所制得的透光混凝土。本发明的有益效果是:本发明兼具先植法和后植法的优点，同时又克服了各自的缺点，在半硬化的混凝土中打孔并灌入透明树脂，此时混凝土已基本成型，力学、光学性质以及材料的耐久性不易受到影响。另外，混凝土与透明树脂一起硬化的过程中能弥补混凝土与透明树脂之间的微小间隙，使之接触更密切。透明树脂与混凝土同时成型，还可以降低需单独成型光纤的成本。
图1是本发明提供的透光混凝土的制备方法流程图。图2是本发明实施例提供的模具剖视图。图3是本发明实施例提供的上模板俯视图。图4是本发明实施例提供的利用打孔摸打孔的示意图。图5是本发明实施例提供的混凝土打孔后的示意图。图6是本发明实施例提供的孔中灌入透明树脂原料的示意图。图7是本发明实施例提供的透光混凝土的剖视图。图中标记:
1-模具、
2-上模板、21-上光纤孔、
3-下模板、31-下光纤孔、
4-侧板、
5-挡板、
6-混凝土、61-孔、
7-打孔模、
8-透明树脂原料。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参阅图1，本发明提供一种透光混凝土的制备方法，包括将配置好的混凝土原料浇注到模具中，进行半硬化，在半硬化的混凝土中打孔，再在孔中灌入透明树脂原料，使透明树脂原料与混凝土一起硬化，然后脱模形成透光混凝土。本发明的混凝土原料为本领域技术人员所公知，优选情况下包括水泥、砂石、粉煤灰、水及外加剂，粉煤灰是制备混凝土的常用掺合料，对碱有抑制作用，因此能避免碱对光纤的侵蚀作用，使材料的耐久性得到保证。参阅图2，将原料充分搅拌均匀后浇注到模具I中，本发明的模具包括相对设置的上模板2、下模板3以及位于上模板和下模板之间的若干侧板4，上模板、下模板、侧板围成一密封腔体。其中上模板和下模板上分别设有上光纤孔21和下光纤孔31，设置在上模板上的上光纤孔21交错分布(如图3)，对应地，下模板上的下光纤孔31也交错分布，这样在半硬化的混凝土中所打的孔61也交错分布，可以提高透光混凝土的强度。孔61的形状可以是圆形、矩形、三角形或其他形状。为了避免浇注到模具中的混凝土原料从下光纤孔中流出，优选在下模板的底部外侧设置挡板5，该挡板同时也可以起到加强下模板强度的作用。混凝土原料浇注后，静置一段时间以对混凝土进行半硬化，优选半硬化的时间为1-10小时，根据周围的温度、湿度等环境因素而设定。所述半硬化为本领域技术人员所公知，指的是混凝土原料浆体从可塑性变成非可塑性，但又不至于完全硬化，即要达到不至流动的胶状，这样打孔后，孔不会产生变形并且容易打通。参阅图4,本发明的一优选实施例中上光纤孔21和下光纤孔31的形状和大小相同，利用打孔模7进行打孔，打孔模可包括直径固定的若干柱状体，具体操作是先卸下挡板5，将呈柱状的直径大致与上光纤孔和下光纤孔一致的打孔模7依次穿过上光纤孔21、下光纤孔31，上光纤孔和下光纤孔之间的混凝土被打孔模从下光纤孔31中推出，从而在混凝土中形成孔61 (如图5)。参阅图6，本发明的透明树脂原料8可以是液态的热固性树脂原料，也可以是受热软化后的热塑性树脂原料，优选为环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的一种。在灌入透明树脂原料之前，还需将挡板再次安装于下模板的底部外侧，以防止透明树脂原料从下光纤孔中流出。将混凝土静置，透明树脂原料随混凝土一同硬化。若透明树脂原料为热固性树脂原料，则硬化在使透明树脂原料达到交联固化的温度下进行；若透明树脂原料为热塑性树脂原料，则硬化在使透明树脂原料达到冷却硬化的温度下进行。混凝土硬化的时间为5-48小时，硬化后即可将混凝土脱模形成透光混凝土。在后续处理工艺中包括在100-180摄氏度下对脱模的透光混凝土进行蒸汽养护，时间为6-12小时；然后对伸出混凝土的多余的透明树脂进行切除；在透光混凝土表面进行打磨；在透光混凝土表面喷涂或滚涂透明隔热涂料以提高混凝土的保温性能。优选透明隔热涂料为水性隔热乳胶漆，并且其树脂基体与透明树脂原料为相同的材料，也就是若透明树脂原料为环氧树脂，则透明隔热涂料的树脂基体也为环氧树脂。并进一步优选在透明隔热涂料中添加反红外颗粒及纳米玻化微珠粒子，进一步提高混凝土的隔热性能。形成的透明混凝土制品如图7所示。本发明采用成本较低的塑料光纤，将透明树脂原料与半硬化的混凝土一起进行硬化，减小透明树脂与混凝土之间的间隙。并且由于透明树脂原料是在混凝土半硬化后灌入的，保持了透明树脂的位置，定位准确。实施例一:
将400公斤的525水泥、1500公斤的砂石、80公斤的粉煤灰、300公斤的水，以及2公斤的外加剂搅拌均匀制成混凝土原料。将混凝土原料浇注到模具中，在30摄氏度，50%湿度下静置2小时，使混凝土半硬化。利用打孔模在混凝土中打孔，在孔中灌入液态的环氧树脂。然后在120摄氏度、50%湿度下静置48小时，使环氧树脂和混凝土一起硬化。透光混凝土脱模后，在170摄氏度下进行蒸汽养护，时间为6小时。切除多余的透明树脂部分，在透光混凝土表面打磨。最后在透光混凝土表面刷涂添加有反红外颗粒及纳米玻化微珠粒子的透明环氧树脂基体的水性隔热乳胶漆。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种透光混凝土的制备方法，其特征在于:包括将配置好的混凝土原料浇注到模具中，进行半硬化，在半硬化的混凝土中打孔，再在孔中灌入透明树脂原料，使透明树脂原料与混凝土一起硬化，然后脱模形成透光混凝土。
2.按权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于:所述混凝土原料包括水泥、砂石、粉煤灰，及外加剂。
3.按权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于:所述孔在半硬化的混凝土中交错分布。
4.按权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于:所述孔的形状为圆形或矩形或三角形。
5.按权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于:所述透明树脂原料为环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的一种。
6.按权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于:所述半硬化的时间为1-10小时。
7.按权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于:所述硬化的时间为5-48小时。
8.按权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于:还包括在100-180摄氏度下对脱模后的透光混凝土进行蒸汽养护，时间为6-12小时。
9.按权利要求1所述的透光混凝土的制备方法，其特征在于:还包括在脱模后的透光混凝土表面涂覆透明隔热涂料。
10.一种透光混凝土，其特征在于:所述透光混凝土为根据权利要求1-10任意一项所述的透光混凝土的制备方法所制得的透光混凝土。
全文摘要
本发明提供了一种透光混凝土的制备方法，包括将配置好的混凝土原料浇注到模具中，进行半硬化，在半硬化的混凝土中打孔，再在孔中灌入透明树脂原料，使透明树脂原料与混凝土一起硬化，然后脱模形成透光混凝土。本发明兼具先植法和后植法的优点，同时又克服了各自的缺点，在半硬化的混凝土中打孔并灌入透明树脂，此时混凝土已基本成型，力学、光学性质以及材料的耐久性不易受到影响。另外，混凝土与透明树脂一起硬化的过程中能弥补混凝土与透明树脂之间的微小间隙，使之接触更密切。透明树脂与混凝土同时成型，还可以降低需单独成型光纤的成本。
文档编号C04B28/00GK103085154SQ201110331500
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者陈苏里, 朱俊虹 申请人:比亚迪股份有限公司