制备具有设计透光形式的透光混凝土的方法技术

制备具有设计透光形式的透光混凝土的方法属于新型建筑材料领域。本发明专利技术采用选用透光率大于90%的塑料光纤，光纤的直经为0.5～1.5mm，首先把光纤纺织为光纤布，光纤布中各纤维单丝经向（或纬向）平行排列，纤维间距可调节控制在3~6mm，纬向（或经向）用棉纱固定。然后用偶联剂处理光纤表面，再把纤维布按照设计的方式固定于试模中，浇筑高流动性高强度水泥砂浆，等水泥砂浆硬化后切割、打磨、抛光，得到透光混凝土。该类透光混凝土可以实现已设计好的透光形式和效果，并且光纤在砌块内的体积分数可以降低到为2~5％。该类材料在促进建筑照明节能、建筑装饰领域具有广阔的应用前景，是新型的第三代透光水泥混凝土材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型建筑材料
具体涉及ー种高透光性、高強度、低成本的透光混凝土的制备方法。与第二代透光水泥基材料相比，该种水泥基透光材料具有制备エ艺简单，且光纤定位效果好，成本低，光纤体积掺量可降低至2飞％，透光性能良好稳定，且高强度等特点，在促进建筑照明节能、建筑装饰领域具有广阔的应用前景。
技术介绍
目前虽然已有关于水泥基透光混凝土的相关报道，但是关于水泥基透光材料的具体材料组成和制备エ艺的报道很少，已经知道的是1)选用玻璃质多模光纤，要求光纤表面上包覆涂层，并且选择偶联剂对光纤表面进行预处理。光纤的直经为2 300 μ m,大量的光纤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，光纤在砌块内的体积分数为5 30%。2)将光纤材料由多轴向经编机编织成3D或2D织物。将纺织好的2D光纤织物分·层平行平铺于试模中，或将纺织好的具有多层空间结构的3D光纤织物提拉展开并加以固定后，再浇注新拌水泥浆体，然后用振捣棒插捣密实。最后将硬化水泥试体用切割机切割，再将切割断面打磨抛光，从而得到透光水泥基材料。上述透光混凝土材料虽然也能实现混凝土材料的透光性能和光纤的定位效果，但是从材料组成和制备方法分析，还存在以下问题，影响了该材料的性能和应用，具体如下I)材料成本较高光纤体积掺量最高达到30%左右，造成透光水泥基材料的制造成本较高。2)3D或2D织物制备难度大由于光纤表面光滑，断面呈圆形，且材质较硬脆，编织时不易绑扎固定定位，由多轴向经编机编织成3D或2D织物具有一定的难度。3)材料的透光效果和装饰性较难保证平行束状玻璃质光纤束形成的透光效果仅为纤维堆砌的效果，不容易设计成特殊图形；3D或2D织物中的光纤易发弯曲，滑动错位，甚至滑出，很难达到预期的定位效果，进而很难充分发挥光纤的透光能力，导致材料的透光效率降低和装饰性效果变差。4)材料的强度较低、耐久性较差由于3D和2D织物中存在经向和纬向同时密铺平行光纤的情況，大大提高了水泥基体材料的不均匀性，从而大大降低了材料的強度。而且选用玻璃质多模光纤会受到水泥水化产物氢氧化钙的腐蚀，耐久性不能保证。
技术实现思路
I.，其特征在于步骤如下I)制备具有如下特征的高流态高强度水泥砂浆胶凝材料为强度等级> 32.5的硅酸盐类水泥，并掺加占胶凝材料总重量的20°/Γ30%的矿粉；减水剂采用减水率大于15%的聚羧酸减水剂；并同时采用消泡剂，掺量为水泥、水、矿粉和集料总重量的O. 29ΓΟ. 5% ；集料颗粒直径范围为O. 06^1. 18mm的石英砂，石英砂与胶凝材料的重量比为O. 5 I ；用水量和胶凝材料的重量比控制在O. 3^0. 40 ;通过调整減水剂掺量使新拌水泥砂浆的稠度达到15cm以上，掺矿粉的水泥砂浆28天抗压强度达到50MPa以上；2)制备具有如下特征的光纤织物的特征光纤采用透光率大于90%的塑料光纤，直径为O. 5 I. 5mm ;首先把光纤纺织为单层光纤布，光纤布中各纤维单丝经向或纬向平行排列，光纤之间的距离控制在3飞mm，纬向或经向用棉纱固定；然后用偶联剂处理光纤表面，再把纤维布按照设计的方式固定于模具中；3)按以下两种方式之一将光纤织物在模具中定位模具为长方体无盖木试模，在无盖一端垂直于两长边的方向上，平行排列钢筋，并·用钉枪将钢筋固定；根据造型缠绕光纤布，在光纤布下方放置钢筋，靠钢筋重力作用将光纤布拉直；模具为长方体无盖木试模，在底板上按照所需图形钉入钢筋并将其加固；然后根据造型，在钢筋上缠绕光纤布；4)透光混凝土的成型待光纤布固定完成后，在试模内注满新拌上述高流态高强度水泥砂浆，将试件在潮湿的环境下养护到28天后，将硬化水泥砂浆体用切割机切割，将切割断面打磨抛光井用有机硅油喷涂，从而得到透光混凝土。本专利技术可以很好地解决上述问题，从材料组成和制备エ艺各角度进行了创新，主要优点如下I)材料成本降低、耐久性提高光纤体积掺量最高仅为5%左右，比原有技术降低2倍以上，显著降低了制造成本。光纤采用塑料光纤，大大提高了抵抗氢氧化钙的腐蚀性。2)单向单层光纤织物制备难度降低采用平纹组织，将光纤纺织成为单向单层光纤织物，操作方便，不易穿错。3)光纤定位效果显著提高单向单层光纤织物的经向(或纬向)仅有ー边使用光纤，另外ー边使用棉纱等纤维，使光纤定位更加紧实牢固，不易弯曲错位抽出。在将光纤布缠绕于钢筋上造型的过程中，也保证了成型エ艺的方便和准确性，同时提高了定位效果。而且所配高流态、自密实水泥砂浆在浇筑后不需振捣，不会影响光纤的定位效果。4)材料的透光效果显著提高在光纤的定位效果提高的情况下，光纤定向平行排布，光能损耗低，透光性能充分发挥，从而提高材料的透光效果。5)设计材料装饰效果的可实现性可根据所需装饰效果进行多变的造型，操作简单可实现，提高了材料的艺术价值。6)材料的强度显著提高单向单层光纤织物的使用，提高了原有水泥基体的均匀性，加之纤维对基体的加固作用，从而提高了材料的強度。通过上述材料、制备エ艺和成型方法的革新，可以制备出新型透光混凝土材料，与第二代透光水泥基材料相比，具有透光效果好、制备エ艺方便、強度高等优点，是新型的第三代透光水泥混凝土材料。 图I是本专利技术结构示意图。图2是本专利技术试模的底面图。具体实施例方式实施例子中砂浆的原材料组成分别如下砂浆I :胶凝材料为重量比75%的P. 032. 5硅酸盐水泥复合25%的北京市昌平金玉来矿粉厂生产的S95级矿粉，水胶比为O. 35 ;石英砂的粒径范围为O. 06^1. 18mm，石英砂与胶凝材料的质量比为O. 75 ;深圳海润化工公司生产的P764型粉末消泡剂的掺量为材料总质量的O. 35%。掺加减水率大于15%的苏州弗克H)X-8H型粉末聚羧酸减水剂调整水泥砂浆的流动度，使其稠度达到16cm ;砂浆28天抗压强度达到了 58MPa.砂浆2 :胶凝材料包括水泥和矿粉，水泥为P. O 32. 5硅酸盐水泥，矿粉为北京市昌平金玉来矿粉厂生产的S95级矿粉，水泥和矿粉的质量比为7 3 ;水胶比为O. 3 ;石英砂的粒径范围为O. 06^1. 18_，石英砂与胶凝材料的质量比为O. 5 ;深圳海润化工公司生产的P764型粉末消泡剂的掺量为材料总质量的O. 2%。掺加减水率大于15%的苏州弗克R)X-8H型粉末聚羧酸減水剂调整水泥砂浆的流动度，使其稠度达到15cm ;砂浆28天抗压强度达到了 66MPa. 砂浆3 :胶凝材料包括水泥和矿粉，水泥为P. O 32. 5硅酸盐水泥，矿粉为北京市昌平金玉来矿粉厂生产的S95级矿粉，水泥和矿粉的质量比为8 2 ;水胶比为O. 4 ;石英砂的粒径范围为O. 06^1. 18mm，石英砂与胶凝材料的质量比为I ;深圳海润化工公司生产的P764型粉末消泡剂的掺量为材料总质量的O. 5%。掺加减水率大于15%的苏州弗克R)X-8H型粉末聚羧酸減水剂调整水泥砂浆的流动度，使其稠度达到17cm ;砂浆28天抗压强度达到了52MPa.砂浆4 :胶凝材料包括水泥和矿粉，水泥为P. 042. 5硅酸盐水泥，矿粉为北京市昌平金玉来矿粉厂生产的S95级矿粉，水泥和矿粉的质量比为7. 5 :2. 5 ;水胶比本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备具有设计透光形式的透光混凝土的方法，其特征在于步骤如下：1)制备具有如下特征的高流态高强度水泥砂浆：胶凝材料为强度等级≥32.5的硅酸盐类水泥，并掺加占胶凝材料总重量的20%~30%的矿粉；减水剂采用减水率大于15%的聚羧酸减水剂；并同时采用消泡剂，掺量为水泥、水、矿粉和集料总重量的0.2%~0.5%；集料：颗粒直径范围为0.06~1.18mm的石英砂，石英砂与胶凝材料的重量比为0.5~1；用水量和胶凝材料的重量比控制在0.3~0.40；通过调整减水剂掺量使新拌水泥砂浆的稠度达到15cm以上，掺矿粉的水泥砂浆28天抗压强度达到50MPa以上；2)制备具有如下特征的光纤织物的特征：光纤采用透光率大于90%的塑料光纤，直径为0.5～1.5mm；首先把光纤纺织为单层光纤布，光纤布中各纤维单丝经向或纬向平行排列，光纤之间的距离控制在3~6mm，纬向或经向用棉纱固定；然后用偶联剂处理光纤表面，再把纤维布按照设计的方式固定于模具中；3)按以下两种方式之一将光纤织物在模具中定位：模具为长方体无盖木试模，在无盖一端垂直于两长边的方向上，平行排列钢筋，并用钉枪将钢筋固定；根据造型缠绕光纤布，在光纤布下方放置钢筋，靠钢筋重力作用将光纤布拉直；模具为长方体无盖木试模，在底板上按照所需图形钉入钢筋并将其加固；然后根据造型，在钢筋上缠绕光纤布；4)透光混凝土的成型待光纤布固定完成后，在试模内注满新拌上述高流态高强度水泥砂浆，将试件在潮湿的环境下养护到28天后，将硬化水泥砂浆体用切割机切割，将切割断面打磨抛光并用有机硅油喷涂，从而得到透光混凝土。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李悦，许志远，郭慧，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：