專利名稱：一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新型建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
水泥基材料是現(xiàn)代建筑工程中必不可少的原材料，然而它不具備透光性質(zhì)，因此在一般建筑物上，外墻和內(nèi)墻需要開窗采光或者設(shè)置獨(dú)立光源。利用透光纖維和水泥復(fù)合而成的水泥基透光材料，則不需上述操作即可使建筑物空間獲得綠色環(huán)保的光源。不僅如此，水泥基透光材料還可以作為室內(nèi)裝飾材料或室外景觀材料，具備良好的可觀賞性，而且與玻璃等傳統(tǒng)透光材料具有完全不同的裝飾效果和更廣闊的應(yīng)用范圍。氯氧鎂水泥具有一系列優(yōu)點(diǎn)，比如凝結(jié)硬化快強(qiáng)度高、弱堿低腐蝕性、高粘結(jié)性、高耐磨性、阻燃性、高光澤度、成本低、制作簡便等，使得氯氧鎂水泥的應(yīng)用愈加廣泛，結(jié)合氯氧鎂水泥的諸多優(yōu)點(diǎn)，用其制備高強(qiáng)高效水泥基透光材料具有更好的裝飾效果和其他特性，與普通水泥基透光材料有諸多不同之處，因此以氯氧鎂水泥作為基體相制備水泥基透光材料將是一個(gè)新的方向和趨勢。已有水泥基透光材料的報(bào)道表明，大部分只是涉及到其應(yīng)用領(lǐng)域以及其特有的透光效果，但關(guān)于水泥基透光材料及其制備方法的報(bào)道則較少，而在制備水泥基透光材料構(gòu)件的過程中仍有許多問題尚未得到完善，本領(lǐng)域的主要問題有
第一，水泥基透光材料的 原材料一透光纖維成本高，加上制備過程中透光纖維利用率低，使水泥基透光材料的成本顯著增高；第二，水泥基透光材料中大量透光纖維的摻入會(huì)對(duì)水泥基體的強(qiáng)度和密實(shí)度產(chǎn)生負(fù)面影響，使制備原材料和工藝的要求較高，且對(duì)水泥基透光材料的使用范圍有一定限制；第三，透光纖維外有機(jī)涂層與水泥基體之間的粘合性差，導(dǎo)致透光纖維容易發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，透光纖維易從水泥基體中凸出或脫落，影響水泥基透光材料的外觀和耐久性；第四，水泥基體在水化硬化過程中或在外部環(huán)境影響下會(huì)產(chǎn)生體積效應(yīng)，導(dǎo)致水泥基體和透光纖維產(chǎn)生裂紋或斷痕，從而影響水泥基透光材料的耐久性、透光性以及外觀；第五，光纖材料一般是石英制品，在高堿度的水泥基材中容易被腐蝕，會(huì)使水泥基透光材料的后期透光性能降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，該新型透光材料在保證水泥基體原有力學(xué)性能的同時(shí)，透光性能好。本發(fā)明的另一目的是提供所述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它是由輕燒氧化鎂，氯化鎂水溶液，摻合料，透光纖維，消泡劑，聚乙烯醇微粉，磷酸、硫酸亞鐵制備而成，其配比以輕燒氧化鎂重量份為基準(zhǔn)計(jì)為活性含量為60°/Γ65%的輕燒氧化鎂100份，質(zhì)量濃度為22% 31%的氯化鎂水溶液65 135份，摻合料(Γ60份，透光纖維1(Γ80份，消泡劑O. Γ1份，聚乙烯醇微粉f 10份，質(zhì)量濃度為85%的磷酸O. Γ1份，硫酸亞鐵O. 5^3份。按上述方案，所述的摻合料為粉煤灰、硅灰、炭黑粉、木屑粉、膨脹珍珠巖中任意一種或幾種按任意比例的混合物。按上述方案，所述的透光纖維為石英透光纖維或塑料透光纖維中的任意一種。按上述方案，所述的透光纖維直徑為O. 25mnT3mm。本發(fā)明所述的一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，包含如下步驟
(1)準(zhǔn)備原料配比以輕燒氧化鎂重量份為基準(zhǔn)計(jì)準(zhǔn)備原料，活性含量為60%飛5%輕燒氧化鎂100份，質(zhì)量濃度為22°/Γ31%的氯化鎂水溶液65 135份，摻合料(Γ60份，透光纖維10^80份，消泡劑O. Γ1份，聚乙烯醇微粉10份，質(zhì)量濃度為85%的磷酸O. Γ 份，硫酸亞鐵O. 5 3份，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
所述的固定架選用多孔模具、有機(jī)纖維網(wǎng)格布和玻璃纖維網(wǎng)格布中任意一種，所述多孔模具由底模板、前后模板和數(shù)個(gè)平行可拆卸側(cè)模板組成，側(cè)模板開設(shè)有數(shù)個(gè)光纖預(yù)留孔；相鄰側(cè)模板之間是成型槽或隔離槽，成型槽和隔離槽相互交替布置；所述的側(cè)模板上光纖預(yù)留孔孔徑、孔分布、孔數(shù)量可根據(jù)透光纖維的直徑和設(shè)計(jì)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，預(yù)留孔孔徑比透光纖維直徑大O.1mnTlmm ;所述的隔離槽寬度為lmnTl5mm ；
(3)透光纖維的預(yù)處理
將透光纖維放入偶聯(lián)劑中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置
根據(jù)所需高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件的大小制作或選取相應(yīng)的固定架，當(dāng)選用多孔模具固定架時(shí)，將前后模板和底模板組裝固定，再把側(cè)模板平行布置于前后模板上預(yù)留的固定卡槽內(nèi)，再將透光纖維固定于側(cè)模板上，再把密封劑灌入隔離槽和成型槽，然后將成型槽中密封劑倒出，作作為鎂水泥漿體的澆注模具；
當(dāng)選用有機(jī)纖維網(wǎng)格布或者玻璃纖維網(wǎng)格布作為固定架時(shí)，將透光纖維平行固定于有機(jī)纖維網(wǎng)格布或玻璃纖維網(wǎng)格布中，形成光纖網(wǎng)格布復(fù)合骨架，再將復(fù)合骨架置于盒裝模具內(nèi)，作為鎂水泥漿體的澆注模具；
(5)鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將備用的輕燒氧化鎂、摻合料和聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合3 5min，標(biāo)記為A，備用；將磷酸和硫酸亞鐵加入到氯化鎂溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌3 5min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌I 2min，所得到鎂水泥漿體備用；
(6)水泥基透光材料構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到 步驟(4)中準(zhǔn)備的澆筑模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗l(T40s，養(yǎng)護(hù)6 24h后脫模，得到水泥基透光材料構(gòu)件；然后進(jìn)而對(duì)構(gòu)件進(jìn)行切割、打磨、拋光處理即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。按上述方案，所述偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑及磷酸酯偶聯(lián)劑中的任
意一種。按上述方案，所述的消泡劑選用聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷中的任意一種。
按上述方案，所述的前后模板還開設(shè)有數(shù)個(gè)光纖預(yù)留孔，以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高效水泥基透光材料的多面透光效果。按上述方案，所述的隔離槽寬度為lmnTl5mm，其作用在于提高透光纖維的利用率，便于構(gòu)件的脫模；對(duì)流動(dòng)性大的水泥漿體，其作用在于利用隔離槽中密封劑防止漏漿。按上述方案，所述密封劑為型砂、石蠟和樹脂中任意一種。本發(fā)明在原材料和制備工藝上進(jìn)行了創(chuàng)新，具有如下優(yōu)點(diǎn)
I)本發(fā)明采用的氯氧鎂水泥具有低堿性(PH值在8 10)，遠(yuǎn)小于普通硅酸鹽水泥的堿度(PH值一般可高達(dá)12. 5^13. O),因此可降低水泥漿體對(duì)透光纖維的腐蝕作用；其次，鎂水泥漿體流動(dòng)性好，可提高水泥基體的密實(shí)度和表面平整度，減少孔洞和裂紋的產(chǎn)生，進(jìn)而提高水泥基透光材料的強(qiáng)度和觀賞性。除此之外，氯氧鎂水泥還具有強(qiáng)度高、良好的空氣穩(wěn)定性、可加工性以及耐高溫、低溫等特性，將其作為基體相制備高強(qiáng)高效水泥基透光材料具有很好的環(huán)境適應(yīng)性和廣闊的應(yīng)用范圍。2)本發(fā)明制備方法采用的批量成型方式、隔離槽構(gòu)造可降低透光纖維的損耗，提高了透光纖維的利用率；在保證高強(qiáng)高效水泥基透光材料透光性能的同時(shí)，降低了透光纖維的體積摻量，使得高強(qiáng)高效水泥基透光材料的生產(chǎn)成本顯著降低。3)氯氧鎂水泥在水化硬化過程中和外部環(huán)境影響下體積效應(yīng)較小,在水泥基體中摻加粉煤灰和硅灰，有利于改善顆粒級(jí)配，提高水泥石致密度，從而降低收縮膨脹效應(yīng)和有害孔的數(shù)量。4)采用有機(jī)纖維網(wǎng)格布或玻璃 纖維網(wǎng)格布作為輔助固定架，不僅可實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高效水泥基透光材料的多種制備方式，且對(duì)聞強(qiáng)聞效水泥基透光材料構(gòu)件的強(qiáng)度有一定的提聞作用。5)本生產(chǎn)模具中隔離槽的設(shè)計(jì)可以有效解決水泥漿體泄漏的問題，并有利于構(gòu)件從生產(chǎn)模具中取出，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明通過對(duì)原材料，制備工藝的改進(jìn)創(chuàng)新，可以快速制備出具有良好透光效果、強(qiáng)度聞、耐久性聞、可觀賞性聞的新一代聞強(qiáng)聞效水泥基透光材料。


圖1是本發(fā)明高強(qiáng)高效水泥基透光材料的生產(chǎn)模具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明高強(qiáng)高效水泥基透光材料的生產(chǎn)模具的整體結(jié)構(gòu)中布置透光纖維后的結(jié)構(gòu)不意圖。圖3是鉆有光纖預(yù)留孔的側(cè)模板立體示意圖。圖4是底模板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是米用有機(jī)纖維網(wǎng)格布和玻璃纖維網(wǎng)格布中任意一種作為固定架的光纖網(wǎng)格布復(fù)合骨架立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件脫模步驟流程圖。其中，I—側(cè)模板，2—前(后)模板，3—透光纖維，4一底模板，5—成型槽，6—隔離槽，7—光纖預(yù)留孔，8—卡槽，9一有機(jī)纖維網(wǎng)格布或玻璃纖維網(wǎng)格布，10—高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明不局限于以下實(shí)施例，凡是與本發(fā)明所闡述的原理和新穎特點(diǎn)相一致的都屬于本發(fā)明范圍內(nèi)。實(shí)施例1 :
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為65%輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為26. 8%的氯化鎂水溶液1120g，摻合料硅灰50g、木屑粉100g，直徑為2mm的塑料透光纖維，透光纖維的摻量為22%，聚二甲基硅氧烷消泡劑5g，聚乙烯醇微粉100g，質(zhì)量濃度為85%的磷酸lg，硫酸亞鐵5g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
選擇帶孔模具作為固定架，帶孔模具由底模板4、前后模板(前模板和后模板)2和數(shù)個(gè)(如4個(gè) 20個(gè)，圖1中為8個(gè))平行可拆卸側(cè)模板I組成，底模板4和前后模板2上包含數(shù)個(gè)銑削卡槽8 (前后模板2上卡槽8的個(gè)數(shù)一般與側(cè)模板的個(gè)數(shù)相同，底模板4上卡槽8的個(gè)數(shù)比側(cè)模板的個(gè)數(shù)多2個(gè)，用來固定前后模板2)，卡槽8用來固定前后模板2和側(cè)模板1，側(cè)模板I上開設(shè)有數(shù)個(gè)(數(shù)量視構(gòu)件尺寸而定，圖1中為100個(gè))光纖預(yù)留孔7，相鄰側(cè)模板I之間是成型槽5或隔離槽6，成型槽5或隔離槽6相互交替布置(如圖2所示);所述的偵_板I上的光纖預(yù) 留孔7孔徑為2. 5mm ;所述的隔離槽6寬度為IOmm ;側(cè)模板I的數(shù)量可根據(jù)底模板4和前后模板2的長度確定,增加底模板4和前后模板2的長度可一次成型多個(gè)聞強(qiáng)聞效水泥基透光材料；
(3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為2mm的塑料透光纖維，將塑料透光纖維放入1%鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置
將前后模板2和底模板4組裝固定，再把側(cè)模板I平行布置于前后模板上預(yù)留的固定卡槽8內(nèi)，再將上述處理的塑料透光纖維3固定于側(cè)模板I上光纖預(yù)留孔7內(nèi)，使透光纖維3兩端露出最外側(cè)模板外邊緣5mm，再把密封劑灌入隔離槽6和成型槽5，然后將成型槽5中密封劑倒出，作為鎂水泥漿體的澆注模具；所述密封劑選取石蠟，其作用在于防止水泥漿體的漏入到光纖預(yù)留孔7內(nèi)；
(5)鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將輕燒氧化鎂、硅灰、木屑粉以及聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合4min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵,將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌5min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌2min得到鎂水泥漿體，備用；
(6)水泥基透光材料構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到步驟(4)中準(zhǔn)備的澆筑模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗30s,養(yǎng)護(hù)18h后，依次拆卸底模板4和前后模板2，再沿隔離槽6將光纖切斷，再將水泥基透光材料構(gòu)件兩側(cè)的側(cè)模板I取下，逐一取出水泥基透光材料構(gòu)件，然后對(duì)其進(jìn)行切割、打磨、拋光處理，即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。
利用數(shù)字照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料的透光率在80%以上；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于50MPa。實(shí)施例2
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為60%的輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為22. 7%的氯化鎂水溶液1250g，摻合料粉煤灰600g，直徑為1. 4mm的石英透光纖維，透光纖維摻量為15%，聚醚改性聚硅氧烷消泡劑lg，聚乙烯醇微粉50g，質(zhì)量濃度為85%磷酸lg，硫酸亞鐵5g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
選擇與實(shí)施例1相同的固定架，不同之處在于所述的側(cè)模板I上光纖預(yù)留孔7的直徑選為1. 5mm ；
(3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為1. 4_的石英透光纖維，將石英透光纖維放入1%硅烷偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置 按照實(shí)施例1中步驟(4)的實(shí)施步驟將石英透光纖維3固定在側(cè)模板I上光纖預(yù)留孔7內(nèi)，與之不同之處在于所述的密封劑選擇型砂。( 5 )鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將輕燒氧化鎂、粉煤灰以及聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合5min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵,將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌5min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌Imin得到鎂水泥漿體，備用；
(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到步驟(4)中準(zhǔn)備的模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗20s，養(yǎng)護(hù)12h后，按照實(shí)施例1中步驟(6)的操作處理，即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。利用數(shù)字照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料的透光率在50%以上；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于60MPa。實(shí)施例3
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為60%的輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為27. 4%的氯化鎂水溶液800g，摻合料木屑粉100g，直徑為3mm的塑料透光纖維，透光纖維摻量為25%，聚二甲基硅氧烷消泡劑10g，聚乙烯醇微粉50g，質(zhì)量濃度為85%磷酸5g，硫酸亞鐵5g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備選擇與實(shí)施例1相同的固定架，不同之處在于所述的前后模板2也開設(shè)有數(shù)個(gè)光纖預(yù)留孔7 ;前后模板2都采用雙層結(jié)構(gòu)，雙層前模板之間是隔離槽6，雙層后模版之間也是隔離槽6，在內(nèi)側(cè)的前后模板2上開設(shè)數(shù)個(gè)光纖預(yù)留孔7 ;前后模板2和側(cè)模板I上光纖預(yù)留孔7直徑選為4mm ；(3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為3mm的塑料透光纖維，將塑料透光纖維放入1%磷酸酯偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置
將上述處理的塑料透光纖維3固定在側(cè)模板I和前后模板2的光纖預(yù)留孔7上，使橫縱相交的光纖錯(cuò)開一定距離，使透光纖維3兩端露出最外側(cè)的側(cè)模板I外邊緣5mm，再把密封劑灌入隔離槽6和成型槽5，然后將成型槽5中密封劑倒出，為水泥漿體的澆注做準(zhǔn)備；所述的密封劑選擇石蠟；
(5 )鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將輕燒氧化鎂、木屑粉以及聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合3min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵，將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后,力口入到上述A中攪拌4min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌2min得到鎂水泥漿體，備用；
(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到步驟(4)中準(zhǔn)備的澆筑模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗40s，養(yǎng)護(hù)24h后，按照實(shí)施例1中步驟(6)的操作處理，即可得到多面透光的高強(qiáng)高效水泥基透光材料。利用數(shù)顯式照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料兩透光面上的透光率分別在70%、40%以上；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于 40MPa。實(shí)施例4:
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為65%的輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為24. 8%的氯化鎂水溶液883g，摻合料膨脹珍珠巖100g，直徑為0. 25mm、0. 5mm、Imm和1. 4mm的石英透光纖維，透光纖維的摻量在5°/Γ25%的范圍內(nèi)，聚二甲基硅氧烷消泡劑IOg,聚乙烯醇微粉100g，質(zhì)量濃度為85%磷酸5g，硫酸亞鐵5g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
選擇實(shí)施例1中帶孔模具作為固定架，側(cè)模板I上光纖預(yù)留孔7的孔分布、孔直徑、孔數(shù)量可根據(jù)所需圖案和透光纖維直徑進(jìn)行設(shè)計(jì)；
(3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為0. 25mm、0. 5mm、Imm和1. 4mm的石英透光纖維,將石英透光纖維放入1%鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置
將上述處理的各種直徑的石英透光纖維3固定于側(cè)模板I上所設(shè)計(jì)的光纖預(yù)留孔7內(nèi)，使透光纖維3兩端露出最外側(cè)的側(cè)模板I外邊緣5mm，再把密封劑灌入隔離槽6和成型槽5，然后將成型槽5中密封劑倒出，作為鎂水泥漿體的澆注模具；所述的密封劑選擇樹脂。( 5 )鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將輕燒氧化鎂、膨脹珍珠巖以及聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合4min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵，將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌4min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌2min得到鎂水泥漿體，備用;
(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆筑到步驟(4)中準(zhǔn)備的澆筑模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗30s，養(yǎng)護(hù)18h后，按照實(shí)施例1中步驟(6)的操作處理，即可得到局部透光高強(qiáng)高效水泥基透光材料。利用數(shù)顯式照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料的透光率在20% 80%范圍內(nèi)；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于40MPa。實(shí)施例5
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為60%的輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為31%的氯化鎂水溶液650g，摻合料粉煤灰100g、炭黑粉50g，直徑為1. 5mm的塑料透光纖維，透光纖維的摻量為12%，聚二甲基硅氧烷消泡劑lg，聚乙烯醇微粉50g，質(zhì)量濃度為85%磷酸lg。硫酸亞鐵5g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
選擇與實(shí)施例1相同的固定架，不同之處在于所述的側(cè)模板I上光纖預(yù)留孔7的直徑選為2mm ； (3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為1. 5mm的塑料透光纖維，將塑料透光纖維放入1%硅烷偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置
按照實(shí)施例1中步驟(4)的實(shí)施步驟將透光纖維3固定在側(cè)模板I上光纖預(yù)留孔7內(nèi)，與之不同之處在于所述的密封劑選擇型砂。( 5 )鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將活性含量為60%的輕燒氧化鎂、粉煤灰、炭黑粉以及聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合3min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵，將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌3min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌Imin得到鎂水泥漿體，備用；
(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到步驟(4)中準(zhǔn)備的模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗20s，養(yǎng)護(hù)12h后，按照實(shí)施例1中實(shí)施步驟(6)的操作處理，即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。利用數(shù)字照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料的透光率在40%以上；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于60MPa。實(shí)施例6
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為65%的輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為22%的氯化鎂水溶液1350g，摻合料炭黑粉50g，直徑為Imm的石英透光纖維，透光纖維的摻量為5%，聚二甲基硅氧烷消泡劑3g，聚乙烯醇微粉100g，質(zhì)量濃度為85%磷酸10g，硫酸亞鐵10g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
選擇有機(jī)纖維網(wǎng)格布作為固定架，網(wǎng)格布中網(wǎng)孔的大小可根據(jù)所選透光纖維直徑確定；此外，還需準(zhǔn)備一個(gè)可拆卸盒裝模具，模具尺寸可依據(jù)所需高強(qiáng)高效水泥基透光材料的大小確定；
(3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為1_的石英透光纖維，透光纖維的摻量為5%，將石英透光纖維放入1%磷酸酯偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置
將上述處理的石英透光纖維3固定在兩張有機(jī)纖維網(wǎng)格布上，使石英透光纖維3兩端露出有有機(jī)纖維網(wǎng)格布邊緣10_，形成 光纖網(wǎng)格布復(fù)合骨架，再將復(fù)合骨架置于盒裝模具內(nèi)，作為鎂水泥漿體的澆注模具，使光纖呈豎直狀態(tài)；
(5)鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將輕燒氧化鎂、炭黑粉以及聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合4min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵,將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌5min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌Imin得到鎂水泥漿體，備用；
(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到步驟(4)中準(zhǔn)備好了的模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗10s，養(yǎng)護(hù)6h后，拆除盒裝模具，取出高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件，然后對(duì)其進(jìn)行切割、打磨、拋光處理，即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。利用數(shù)顯式照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料透光率在20%以上；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于80MPa。實(shí)施例7
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為65%的輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為30. 6%的氯化鎂水溶液IOOOg,摻合料娃灰IOOg,直徑為Imm的石英透光纖維,透光纖維的摻量為10%，聚醚改性聚硅氧烷消泡劑lg，聚乙烯醇微粉10g，質(zhì)量濃度為85%磷酸10g，硫酸亞鐵10g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
選擇玻璃纖維網(wǎng)格布作為固定架，網(wǎng)格布中網(wǎng)孔的大小可根據(jù)所選透光纖維3直徑確定；此外，還需準(zhǔn)備一個(gè)可拆卸盒裝模具，模具尺寸可依據(jù)所需高強(qiáng)高效水泥基透光材料的大小確定；
(3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為Imm的石英透光纖維，將石英透光纖維放入1%硅烷偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；(4)透光纖維的布置
將上述處理的石英透光纖維3固定在兩張玻璃纖維網(wǎng)格布上，使石英透光纖維3兩端露出有玻璃纖維網(wǎng)格布邊緣10_，形成光纖網(wǎng)格布復(fù)合骨架，再將復(fù)合骨架置于盒裝模具內(nèi)，作為鎂水泥漿體的澆注模具，使光纖呈豎直狀態(tài)；
(5)鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將輕燒氧化鎂、硅灰以及聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合3min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵,將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌5min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌Imin得到鎂水泥基漿體，備用；
(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆筑到步驟(4)中準(zhǔn)備的澆筑模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗20s，養(yǎng)護(hù)12h后，拆除盒裝模具，取出高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件，然后對(duì)其進(jìn)行切割、打磨、拋光處理，即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。利用數(shù)顯式照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料透光率在40%以上；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于70MPa。實(shí)施例8 一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為65%的輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為22. 7%的氯化鎂水溶液966g，摻合料粉煤灰200g、硅灰50g、炭黑粉50g，直徑為1. 5mm的塑料透光纖維，透光纖維的摻量為8%，聚二甲基硅氧烷消泡劑2g，聚乙烯醇微粉10g，質(zhì)量濃度為85%磷酸lg，硫酸亞鐵10g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
選擇與實(shí)施例7相同的固定架；
(3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為1. 5mm的塑料透光纖維，將塑料透光纖維放入1%磷酸酯偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置
按照實(shí)施例7中的步驟(4)制作光纖網(wǎng)格布復(fù)合骨架并將其置于盒裝模具內(nèi)，作為鎂水泥漿體的澆注模具，使光纖呈豎直狀態(tài)。( 5 )鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將輕燒氧化鎂、粉煤灰、硅灰、炭黑粉以及聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合4min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵，將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌4min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌Imin得到鎂水泥漿體，備用；
(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到步驟(4)中準(zhǔn)備的模具中，按照實(shí)施例7中步驟
(6)的操作處理，即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。利用數(shù)顯式照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料透光率在30%以上；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于80MPa。實(shí)施例9
一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，它包括活性含量為60%的輕燒氧化鎂lOOOg，質(zhì)量濃度為24. 8%的氯化鎂水溶液815g，直徑為1. 5mm的塑料透光纖維，透光纖維的摻量為16%，聚醚改性聚硅氧烷消泡劑lg，聚乙烯醇微粉50g，質(zhì)量濃度為85%磷酸lg，硫酸亞鐵30g。上述高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，具體包括以下實(shí)施步驟
(1)準(zhǔn)備原料按上述配比準(zhǔn)備原料，備用；
(2)固定架的準(zhǔn)備
選擇與實(shí)施例6相同的固定架；
(3)透光纖維的預(yù)處理
選擇直徑為1. 5mm的塑料 透光纖維，將塑料透光纖維放入1%鈦酸酯偶聯(lián)劑稀溶液中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；
(4)透光纖維的布置
按照實(shí)施例6中的步驟(4)制作光纖網(wǎng)格布復(fù)合骨架并將其置于盒裝模具內(nèi)，使透光纖維呈豎直狀態(tài)。 (5)鎂水泥漿體的準(zhǔn)備
將輕燒氧化鎂、聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合3min，標(biāo)記為A，備用；取質(zhì)量濃度為85%磷酸和硫酸亞鐵，將其混合加入到氯化鎂水溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌4min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌Imin得到鎂水泥基漿體，備用；
(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理
將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到步驟(4)中準(zhǔn)備的模具中，，按照實(shí)施例6中步驟
(6)的操作處理，即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。利用數(shù)顯式照度計(jì)(VICTOR 1010A)，在恒壓穩(wěn)定光源下測試高強(qiáng)高效水泥基透光材料透光率在60%以上；高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件28d強(qiáng)度大于70MPa。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，其特征在于它是由輕燒氧化鎂、氯化鎂水溶液、摻合料、透光纖維、消泡劑、聚乙烯醇微粉、磷酸、硫酸亞鐵制備而成，其配比以重量份計(jì)為活性含量為60°/Γ65%的輕燒氧化鎂100份，質(zhì)量濃度為22% 31%的氯化鎂水溶液65 135份，摻合料(Γ60份，透光纖維1(Γ80份，消泡劑O. Γ1份，聚乙烯醇微粉f 10份，質(zhì)量濃度為85% 的磷酸O. Γ1份，硫酸亞鐵O. 5^3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，其特征在于所述的摻合料為粉煤灰、硅灰、炭黑粉、木屑粉、膨脹珍珠巖中任意一種或幾種按任意配比組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，其特征在于所述的透光纖維為石英透光纖維、塑料透光纖維中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料，其特征在于所述的透光纖維直徑為O. 25mm 3mm。
5.一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)準(zhǔn)備原料配比以重量份計(jì)準(zhǔn)備原料，稱取活性含量為60%飛5%的輕燒氧化鎂100 份，質(zhì)量濃度為22% 31%的氯化鎂水溶液65 135份，摻合料(Γ60份，透光纖維10 80份，消泡劑O. f I份，聚乙烯醇微粉f 10份，質(zhì)量濃度為85%的磷酸O. f I份，硫酸亞鐵O. 5 3份， 備用;(2)固定架的準(zhǔn)備所述的固定架用多孔模具、有機(jī)纖維網(wǎng)格布、玻璃纖維網(wǎng)格布中的任意一種；(3)透光纖維的預(yù)處理將透光纖維放入偶聯(lián)劑中進(jìn)行表面潤濕活化處理，取出晾干，備用；(4)透光纖維的布置根據(jù)所需高強(qiáng)高效水泥基透光材料構(gòu)件的大小制作或選取相應(yīng)的固定架，當(dāng)選用多孔模具固定架時(shí)，將前后模板和底模板組裝固定，再把側(cè)模板平行布置于前后模板上預(yù)留的固定卡槽內(nèi)，再將透光纖維固定于側(cè)模板上，再把密封劑灌入隔離槽和成型槽，然后將成型槽中密封劑倒出，作為鎂水泥漿體的澆注模具；當(dāng)選用有機(jī)纖維網(wǎng)格布或者玻璃纖維網(wǎng)格布作為固定架時(shí)，將透光纖維平行固定于有機(jī)纖維網(wǎng)格布或玻璃纖維網(wǎng)格布中，形成光纖網(wǎng)格布復(fù)合骨架，再將復(fù)合骨架置于盒裝模具內(nèi)，作為鎂水泥漿體的澆注模具；(5)鎂水泥漿體的準(zhǔn)備將備用的輕燒氧化鎂、摻合料和聚乙烯醇微粉加入攪拌機(jī)內(nèi)混合3 5min，標(biāo)記為A， 備用；將磷酸和硫酸亞鐵加入到氯化鎂溶液中，使其溶解均勻后，加入到上述A中攪拌3 5min，使?jié){體混合均勻，然后加入消泡劑，攪拌I 2min，所得到鎂水泥漿體備用；(6)構(gòu)件的澆注成型、養(yǎng)護(hù)及后期處理將步驟(5)配制的鎂水泥漿體澆注到步驟(4)中準(zhǔn)備的澆筑模具中，置于振動(dòng)臺(tái)振搗 l(T40s，養(yǎng)護(hù)6 24h后脫模，得到水泥基透光材料構(gòu)件；然后對(duì)構(gòu)件進(jìn)行切割、打磨、拋光處理即可得到高強(qiáng)高效水泥基透光材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，其特征在于所述偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑及磷酸酯偶聯(lián)劑中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，其特征在于所述密封劑為型砂、石蠟、樹脂中任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，其特征在于所述多孔模具由底模板、前后模板和數(shù)個(gè)平行可拆卸側(cè)模板組成，側(cè)模板上開設(shè)有光纖預(yù)留孔; 相鄰側(cè)模板之間是成型槽或隔離槽，成型槽和隔離槽相互交替布置；所述預(yù)留孔孔徑比透光纖維直徑大0.1mn~lmm ;所述的隔離槽寬度為lmn~l5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料的制備方法，其特征在于所述的前后模板還開設(shè)有光纖預(yù)留孔-
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)高效水泥基透光材料及其制備方法，屬于新型建筑材料領(lǐng)域。本發(fā)明的高強(qiáng)高效水泥基透光材料是由輕燒氧化鎂100份，氯化鎂水溶液65~135份，摻合料0~60份，透光纖維10~80份，消泡劑0.1~1份，聚乙烯醇微粉1~10份，磷酸0.1~1份，硫酸亞鐵0.5~3份制備而成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是基于氯氧鎂水泥的高強(qiáng)度、高耐磨、高光澤度、低堿度等特性來制備高強(qiáng)高效水泥基透光材料，該新型透光材料不僅對(duì)可見光具備良好的透光性能，且在保證水泥基體原有力學(xué)性能的同時(shí)，降低了水泥基體對(duì)透光纖維的化學(xué)腐蝕作用，具有高強(qiáng)耐久和觀賞性高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B111/80GK103043994SQ201310024650
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者王發(fā)洲, 鄭頂恒, 方凱, 龔永強(qiáng), 楊露, 杜丹 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)