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透光混凝土的技術與研究是這樣的
透光混凝土在國外已被廣泛用作室內外建筑材料，但由于光纖價格高（每米約20-50美元），其適銷性受到限制。為克服透光、透明混凝土的缺點并促進其在建筑市場的普及，應開發一種與現有制造技術不同的可確保優異施工性的制造技術，以及具有透光性和透明性的透明材料。必須確保高度經濟的。一般用于生產透光混凝土的光纖，直徑越小，價格越低。不過也有問題，關于如何在混凝土內部有效地放置占混凝土總體積4-10%的大量光纖。將數萬根光纖一根一根地排列起來以確保光傳輸的生產過程導致昂貴的光纖缺乏經濟性，并且由于生產過程中需要密集的勞動力而導致勞動力成本上升。11 ]。此外，由于光纖材料本身具有很大的彎曲性，即使只是生產出一塊小磚塊大小的透光混凝土也需要大量的時間。
本研究旨在通過使用可確保卓越經濟效率的透明材料大幅替代它來確?？墒┕ば院徒洕?，并且不僅通過使未來開發的產品類型多樣化，而且通過引入變化，積極實施施工現場的實用化。在光傳輸過程中通過光源的分化。此外，本研究試圖通過將現有的無機和非情感混凝土形象演變為情感友好的混凝土，以居民為重點，通過新概念的技術開發，為未來的生活環境開發面向未來的混凝土技術?？紤]到藝術性的透光混凝土。
2. 透光混凝土的新方法
2.1. 概述
本研究應用TRIZ（解決發明問題的理論）提出的解決問題的方法來解決現有透光透明混凝土的問題：材料昂貴和可施工性低[。針對第一個問題，本研究用低成本透明材料替代現有材料，改進了舊的勞動密集型生產工藝，將數千或數萬根光纖鋪設到混凝土中，將其轉變為省力生產可批量生產的工藝。為了通過縮小當前目標和期望目標之間的差距來找到創造性的解決方案，本研究應用了 ENV（元素、特征名稱、特征值），這是 TRIZ 提出的問題解決模型之一。ENV模型由元素、特征名稱、特征值（當前目標和期望目標）組成，如表1所示. 首先，將要素分為材料性質、材料類型、制造方法和經濟性。特征的名稱是透光、工作時間、布置和制作方法。現有昂貴的光纖透明材料可以用塑料纖維、玻璃或亞克力等低成本透明和直型材料代替。將現有的連接材料更換為外部多孔模具，將施工過程從勞動密集型過程改進為省力型過程。生產系統也改進為能夠批量生產的系統，其中集成生產系統生產厚度均勻的長條形，可將其分成所需的尺寸。
表 1. 來自 TRIZ 的 ENV 模型。
|
元素 |
功能名稱 |
特征值 |
|
|
當前對象 |
想要的對象 |
||
|
材料特性 |
光透明 |
光纖 |
透明塑料 |
|
材料類型 |
施工效率 |
彎曲型 |
直型 |
|
制造方法 |
安排 |
里面 |
外部 |
|
經濟 |
制作方法 |
一塊 |
切割類型 |
2.2. 使用的材料
在實驗中，使用普通波特蘭水泥（1 型）。水泥的物理性能滿足KS L 5201規范。細骨料的比重為2.58 g/cm 3，吸收率為1.5%。由于施工問題，不使用粗骨料填充透明材料的內部。10 毫米鋼纖維應用于總體積的 0.5%。亞克力管和棒的應用如圖（1) 以確保水泥混凝土塊基體的透明度，并使用它們的直線形狀大大提高可施工性。現有的光纖提供極好的光傳輸，但是在水泥或混凝土基體內沿一個方向布置數千或數萬根彎曲光纖需要大量的勞動力和成本增加。然而，透光和直塑料材料可以在更短的時間內以較少的勞動力排列成矩陣。所用材料的直徑從 3 毫米到 10 毫米不等，所應用的類型包括空心管。
2.3. 實驗設計
試驗中，配合比的設計，排除了粗骨料，以防止在砌塊內澆筑高流動性混凝土過程中，由于透明材料的縫隙較窄而出現纖維球化現象和施工問題。混凝土配合比設計總結在下表2中。所用材料由水泥、磨碎的粒狀高爐渣（GGBS）、細骨料（FA）、鋼纖維（10毫米）、超增塑劑和透明材料（丙烯酸）混合而成。使用 38% W/C、3% 空氣、0.5% 鋼纖維和最多 2% 超增塑劑 (SP) 的混合物，生產和澆筑高流動性混凝土。
表 2. 混合比例 (kg/m 3 )。
|
混合型 |
水 |
水泥 |
廣州市工商局 |
F A |
纖維 |
亞克力型 |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
AR_3 |
200 |
550 |
50 |
839 |
36 |
桿 (3mm) |
|
AR_5 |
200 |
550 |
50 |
839 |
36 |
桿 (5mm) |
|
AR_10 |
200 |
550 |
50 |
839 |
36 |
桿 (10mm) |
|
AP_5 |
200 |
550 |
50 |
839 |
36 |
管道 (5mm) |
|
AP_10 |
200 |
550 |
50 |
839 |
36 |
管道 (10mm) |
|
混合ARP |
200 |
550 |
50 |
839 |
36 |
混合（3、5、10mm） |
2.4. 生產工藝
透光混凝土砌塊的生產流程如下圖（2）。首先，準備用于確保透明度的低成本丙烯酸棒或管，長度為 110 毫米。在模具的外部鉆孔以在不銹鋼上制作各種尺寸的孔（3、5 和 10 毫米）。孔之間的距離與孔的大小相同。孔洞的大小和數量是決定工程可施工性和經濟效益的重要因素，透光程度取決于孔洞的數量。外置式模具的優點是可以重復使用，因為它是由外部合作伙伴預制的，并且不需要在調整每根光纖并將其連接到孔后將光纖排列成一條線的復雜操作。此外，無需通過加熱光纖末端來加寬表面積，7 ]。在如圖（ 3）所示準備好的模具中，將水泥、水、細骨料、鋼纖維和高效增塑劑以高流動性（流動測試結果約為70cm）混合并放入模具內，將透明材料插入其中，然后用橡皮錘輕輕敲打模具，使模具充滿混凝土。通過在混合過程中室溫固化至少 24 小時后移除模具，在進行 28 天水下固化后將其切割成所需厚度，從而完成原型。
2.5. 結果
發光混凝土因發光而發生顏色變化的觀察結果如圖（4）所示。在一個方向上排列透明材料后，使用混凝土填充空間。發現光的透射在所有材料和直徑中都是優越的。特別是透明材料的直徑越小，由于小光源的密集排列，透光對物體的透光度就越好。此外，發現雖然隨著直徑變大，由于更大的光源可以傳輸大量的光，但物體的精度趨于降低。圖（5) 表示外部物體引起的傳輸效果。在處理混凝土之前，在光前舉起，在混凝土塊后面清晰地顯示出人的形狀，這表明物體擋住了外部光線，從而阻止了光線的透射，從而出現了物體的輪廓。圖（5）還顯示了使用混凝土鋸切割機將混凝土切割成50mm的塊后對光透射的觀察結果。處理后，透光效果進一步增強，透視外部物體的效果也有明顯提升。
2.6. 問題
隨著混凝土結構變得越來越大，結構的重靜載荷成為缺陷之一。因此，需要在保持機械性能的同時減輕結構的重量，以減少靜載荷并提高應用于結構時的可施工性。利用透光材料生產出具有增強施工性和經濟效益的透光混凝土砌塊，但在使用原型的透光過程中發現了關鍵問題。預計如果使用普通混凝土材料，在材料準備、運輸和加工過程中都會出現困難。特別是，由于在運輸和加工過程中預計大型混凝土鎖生產后所需的勞動力和時間會增加，這些問題需要在未來的現場應用之前解決。為解決相對復雜的制造和加工步驟中出現的問題，并確保更實用的技術，本研究試圖通過應用輕骨料和輕質發泡的輕質混凝土澆筑，進一步研究確保批量生產和生產方便的方法。單位重量大的普通混凝土中的藥劑[
3. 輕質骨料透光輕質混凝土
3.1. 使用的材料
在實驗中，使用了前面提到的普通硅酸鹽水泥（類型 1）。所用水泥的物理性能符合KS L 5201規范。細骨料的比重為2.58 g/cm 3，吸收率為1.5%。長度為 10 mm 的鋼纖維用于通過施加總體積的 0.5% 來增強橫向抗裂性。粉煤灰人造輕骨料購自S公司，用于實驗。最大骨料尺寸為 10 mm，實驗中使用的骨料的物理性質總結在表3 中。為了確保水泥混凝土塊基體的透明度，還使用了丙烯酸管和桿。
表 3 人造輕骨料的材料特性。
|
總計的 |
單位重量 |
比重 |
孔隙率 |
吸收率 |
固體體積百分比 |
細度模數 |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
粉煤灰人造輕骨料 |
840 |
1.35 |
35 |
24.3 |
64 |
6.45 |
3.2. 實驗設計
試驗中配合比的設計是將粗骨料的最大尺寸限制在10mm以內，以??防止在澆筑高流動性、人工、輕質的透明材料過程中，由于透明材料間隙窄而造成施工問題。塊內重量骨料混凝土。混凝土配合比設計總結在下表4中。使用的材料是由水泥、細骨料、人造輕骨料（LWA）、鋼纖維（10毫米）、超增塑劑和透明材料（5毫米尺寸的亞克力棒和管）混合而成。使用 33% W/B、4.5% 空氣、0.5% 鋼纖維和最多 2% 超增塑劑 (SP) 的混合物，生產流動性輕骨料混凝土以進行澆筑。
表 4. 與人造輕骨料的混合比例 (kg/m 3 )。
|
混合型 |
水 |
水泥 |
F A |
認證機構 |
纖維 |
亞克力型 |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
AR_LWA |
200 |
550 |
839 |
715 |
36 |
桿 (5mm) |
|
AP_LWA |
200 |
550 |
839 |
715 |
36 |
管道 (5mm) |
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