應用光纖纏繞機技術制備透光混凝土的方法技術

應用光纖纏繞機纏繞的技術制備透光水泥基材料的方法屬于新型建筑材料領域。本發明專利技術采用有機質多模光纖，直徑為0.5mm～1.5mm。把光纖纏繞在光纖纏繞機上，纏繞到預定寬度的光纖集成體，作為傳輸光纖的導體，以實現水泥混凝土材料透光傳像的特殊效果。該種材料制備工藝簡便，易操作，且透光性能夠得到保證，擁有較好的應用前景，是新型的第四代透光混凝土材料。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】應用光纖纏繞機纏繞的技術制備透光水泥基材料的方法屬于新型建筑材料領域。本專利技術采用有機質多模光纖，直徑為0.5mm～1.5mm。把光纖纏繞在光纖纏繞機上，纏繞到預定寬度的光纖集成體，作為傳輸光纖的導體，以實現水泥混凝土材料透光傳像的特殊效果。該種材料制備工藝簡便，易操作，且透光性能夠得到保證，擁有較好的應用前景，是新型的第四代透光混凝土材料。【專利說明】
本專利技術屬于新型混凝土材料
。具體涉及一種高透光性、高強度、高穩定性、低成本、制備工藝簡單可工業化的透光混凝土的制備方法。與三代透光水泥基材料相t匕，該種水泥基材料具有制備工藝簡單，光纖定位效果和透光性能穩定，且強度高的優點，在廣泛促進建筑節能、裝飾，以及光纖混凝土市場化的推廣有廣泛的前景。
技術介紹
目前雖然已有關于水泥基透光混凝土的相關報道，但是關于水泥基透光材料的具體制備工藝的報道很少，已經知道的是:1)采用直徑0.5mm?1.5mm的塑料光纖，單絲經向或緯向平行排列，再用棉紗固定，用偶聯劑處理光纖表面，用鋼桿和釘槍將纖維固定在試模模具中，再澆注水泥砂漿；2)將光纖由多軸向經編機編織2D織物，后分層平鋪于試模模具中，鋪設3?5層后，或將編制的3D織物直接提拉展開固定于試模模具中，澆注水泥砂漿。最后將硬化的光纖水泥砂漿試件切割打磨，并涂噴有機硅油，從而得到透光水泥基材料。上述的水泥基透光混凝土材料的制備雖然能夠滿足一定的透光要求和制備工藝的要求，但從組成和制備方法角度分析，還存在以下問題，影響了該種材料的性能和應用，具體如下:I)容易產生收縮開裂:如果采用光纖平行排列買入埋入硅酸鹽水泥混凝土基體，由于第一代是以玻璃做芯線的光纖，容易與高堿度的硅酸鹽水泥基體發生堿-硅酸鹽反映反應，應先影響透光材料的耐久性；2)其光纖定位的穩定性差:由于單用鋼桿或3D、2D紡織技術，光纖的間距和對稱位置的確定性都不能夠保證，致使光纖定位的穩定性差；3)透光性的穩定性差:如果光纖定位效果得不到滿足，那么制作的纖維布光纖集成體在水泥漿體中的分布勻稱性也得不到滿足，從而材料的透光性能效果就無法滿足要求；4)施工工藝操作復雜:在加工和成型過程中，光纖纖維的穩定性需要調控，增加了制作工序，而且制作質量無法滿足。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決上述現有的技術問題，制備具有透光形式的簡便實用的透光混凝土的方法。應用纏繞機纏繞技術制備透光混凝土的方法，其特征在于步驟如下:制備28d抗壓強度大于40MPa的快硬性硫鋁酸鹽水泥砂漿，和纏繞機制成的光纖集成體布燒注一起，制成透光混凝土 ；纏繞機纏繞:選取螺紋間距4mm，轉輪直徑12cm纏繞機。將光纖一端繞在儀器上固定在纏繞機的一端，之后轉動儀器，光纖順著儀器的螺紋纏繞到預定的寬度之后，整體取下得到光纖布集成體；將光纖布集成體上下固定在試模模具中，并澆注上述水泥砂漿，然后用振搗棒振搗；如此反復，直到模具內部全部充滿水泥砂漿和光纖；其中光纖的體積百分含量為1%_5% ；養護光纖水泥砂漿時間14d以上，再用切割機切割試件并打磨拋光，再對斷面進行有機硅油噴涂，從而得到透光水泥基材料。具體的:I)制備具有高流動性、高強度、高密實度的硫鋁酸鹽水泥砂漿:制備出高流動性、高強度、微膨脹性、高密實度的硫鋁酸鹽水泥基材料，確定基體材料的水灰比為0.35 ;減水劑為減水率大于15%的聚羧酸減水劑，摻量為0.7% ;消泡劑的最佳摻量為0.2%。集料:集料的粒徑范圍為:0.06?0.6mm，砂灰比為0.8。用水量:通過適配調整，控制在砂漿的稠度達到超過150mm以上，砂漿的強度超過達到55MPa以上。2)光纖:PMMA塑料光纖，直徑取0.5mm?1.5mm，外層涂料為聚乙烯；3)光纖定位: 通過控制纏繞機上螺紋之間的間距來控制光纖之間的間距，以及改變纏繞光纖的直徑，從而來控制光纖在水泥漿體中的體積分數。為達到預定的透光效果，確定光纖在水泥漿體中的體積百分率，再選定相應直徑和螺紋間距的光纖纏繞機給光纖定位。4)材料保護油:有機硅油。5)偶聯劑:娃燒偶聯劑56)透光混凝土成型:將光纖布定位到試模模具中，澆注新拌好的水泥砂漿，潮濕環境下養護14d有一定的強度之后，用切割機將硬化的光纖水泥砂漿試件切割打磨，并凃噴涂噴有機硅油，從而得到透光水泥基材料。本專利技術很好的解決了上述的問題，從材料的制備工藝進行了創新，主要優點如下:I)材料的成本降低:此技術比原有的技術時間上減少了 2倍以上縮短了 2倍以上，大大降低了制作的時間成本；2)不易發生堿腐蝕:本材料選用硫鋁酸鹽水泥，水化產物中不存在高堿性的氫氧化鈣，不易發生堿-硅酸鹽反映；3)光纖的定位效果明顯提高:無論是光纖之間的間距，還是光纖位置的固定，都比原有的技術得到較好的控制光纖的間距在纏繞的時候可以給固定，所以定位效果的穩定性很明顯。；4)材料的透光效果顯著提高:在纏繞機提供良好定位效果的前提下，光能的損耗大大降低，光纖的透光性能很大程度的提高率比以往地技術提高了一半以上，從而提高了材料的透光性能。5)材料的強度明顯提高:光纖在材料中能夠有序的排列，混凝土強度的損失會減小，相同條件下強度會明顯提高。通過上述制備加工工藝和成型方法的革新，可以制備出新型的透光混凝土材料，與三代透光水泥基材料相比，具有制作工藝簡便，易操作，且透光性能夠得到保證，強度高，擁有較好的應用前景等優點，是新型的第四代透光混凝土材料。【具體實施方式】實施例子I和2中砂漿的原材料組成分別如下:為達到高流動性和高強度的水泥漿體，選取水泥為唐山產42.5快硬硫鋁酸鹽水泥，3d的抗壓強度和抗折強度分別為42.9MPa和8.4MPa和水泥為唐山產52.5快硬硫鋁酸鹽水泥，3d的抗壓強度和抗折強度分別為53.9MPa和10.4MPa ;選用兩種集料最大粒徑不超過0.3mm和0.6mm，所配的砂漿水灰比為0.35，砂灰比為0.8，測得砂漿稠度為16cm和15cm，抗壓強度都高于60MPa ;減水劑摻量為0.7%，是蘇州弗克H)X-8H型粉末聚羧酸減水劑，減水率為30% ;消泡劑摻量為0.2%，是深圳海潤化工公司生產的P764型粉末消泡劑；偶聯劑為硅烷偶聯劑A-151，主要組分為乙烯基三乙氧基娃燒；光纖直徑選取0.5mm、1mm、1.5mm,是中國南京箭特科技有限公司生產的PMMA塑料光纖；光纖浸泡在20%1:5 (硅烷偶聯劑A-151與水的體積比)的硅烷偶聯劑水溶液中，2分鐘后取出并在室內風干；光纖纏繞利用光纖纏繞機操作如前文所述纏繞好；將纏繞好的光纖布固定在試模中澆注水泥砂漿。為使透光材料的透光率達到40%以上，選取螺紋間距4mm，轉輪直徑12cm纏繞機；試件尺寸為150mmX 150mmX 150mm,測試指標為試件養護14d的抗壓強度和透光率。抗壓強度參照GB175-2007通用硅酸鹽水泥標準執行，透光率的檢測采用分光光度法測試。以及用尺子標定切面光纖的間距。實施例的配合比和測試結果如表I所示。表I水泥基透光材料的配合比及測試結果【權利要求】1.應用纏繞機纏繞技術制備透光混凝土的方法，其特征在于步驟如下: 制備28d抗壓強度大于40MPa的快硬性硫鋁酸鹽水泥砂漿，和纏繞機制成的光纖集成體布燒注一起，制成透光混凝土 ； 纏本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李悅，劉雄飛，郭慧，董萬國，施同飛，謝丹妮，李嘉奇，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：