一種聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元及透光墻體施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元及透光墻體施工方法，所述聚光型導(dǎo)光混凝土，主要由若干聚光型導(dǎo)光管在自密實混凝土中穿插而成，所述聚光型導(dǎo)光管，由進(jìn)光端、中間導(dǎo)光管和出光端組成，所述進(jìn)光端，由凸透鏡和圓臺型棱鏡組成。所述一種基于聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的透光墻體施工方法包括以下步驟：S1：制作若干上述聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元；S2：將各聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元順次拼接成一個整體透光墻體。本發(fā)明具有導(dǎo)光性能好，力學(xué)性能強(qiáng)，節(jié)約材料，制作簡便且應(yīng)用前景廣闊等優(yōu)點。
【專利說明】
一種聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元及透光墻體施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及功能性建筑材料，尤其涉及一種聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元及透光墻體施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國出現(xiàn)了眾多的高樓大廈和地下建筑。這些建筑基本依靠人工照明來維持室內(nèi)的光亮，極大的消耗了能源。因此，研究一種同時滿足使用要求和采光需求的導(dǎo)光混凝土來建設(shè)相關(guān)工程，對節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境具有重大的意義。
[0003]導(dǎo)光混凝土，又名透明混凝土或透光混凝土，是在混凝土原有組分基礎(chǔ)上摻入導(dǎo)光組分，例如把光纖、透光樹脂等導(dǎo)光材料植入混凝土中，使混凝土成為具有導(dǎo)光功能的先進(jìn)建筑材料。這個概念最早是由匈牙利的工程師提出的，即Light-Transmitting Concrete(透明混凝土)。后來，國內(nèi)外的研究人員進(jìn)行了許多研究，現(xiàn)在多采用在水泥砂漿植入特殊透明樹脂的方法來達(dá)到增強(qiáng)其透光性能，研究人員還對導(dǎo)光混凝土的制備工藝、力學(xué)性能、微觀形貌進(jìn)行了研究。
[0004]導(dǎo)光混凝土受限于導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的透光效果，往往透光結(jié)構(gòu)的體積越大，混凝土的透光率越高，但這導(dǎo)致導(dǎo)光混凝土的成本較高，且對混凝土的配合比設(shè)計以及混凝土的制作工藝均提出了更高要求，因此現(xiàn)有的導(dǎo)光混凝土還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計并制作一種能夠同時滿足使用要求和采光需求的聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元及透光墻體施工方法，既節(jié)約成本，又制作簡便。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元，主要由若干聚光型導(dǎo)光管在自密實混凝土中平行穿插而成。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述結(jié)構(gòu)單元外形可以為長方體，也可以為棱柱體或其他形狀。
[0008]所述聚光型導(dǎo)光管由透明材料一體制成，由模具中的上、下蓋板和限位鋼片固定位置。其側(cè)面鍍反光膜或者折射率更小的材料，增強(qiáng)反射率，減少吸收和散射的損失。
[0009]所述聚光型導(dǎo)光管，由進(jìn)光端、中間導(dǎo)光管和出光端組成。所述進(jìn)光端為聚光棱鏡。出光端可不做處理，也可做成進(jìn)光端類似結(jié)構(gòu)。
[0010]所述進(jìn)光端，由凸透鏡和圓臺型棱鏡組成，所述凸透鏡半徑建議為中間導(dǎo)光管半徑的1.8-4.5倍，所述凸透鏡(3)厚度建議為凸透鏡(3)半徑的0.2?0.6倍，則本發(fā)明的聚光型導(dǎo)光管相比于普通導(dǎo)光管可節(jié)約70%以上的材料，每天有效透光時間可達(dá)到6小時以上。
[0011]所述圓臺型棱鏡上表面半徑等于所述凸透鏡半徑，下表面半徑等于所述中間導(dǎo)光管半徑。所述圓臺型棱鏡長度建議為凸透鏡焦距的0.8?1.2倍。
[0012]所述中間導(dǎo)光管，可彎折，但彎折角度建議不超過10°。
[0013]所述自密實混凝土由碎石、砂、膠凝材料、水及外加劑組成，可達(dá)到不需人工額外振搗密實，依靠自重充模、密實的效果，且具有優(yōu)于普通混凝土的強(qiáng)度和耐久性能。所述自密實混凝土的最大粒徑應(yīng)不大于為聚光型導(dǎo)光管中心間距的2/3。
[0014]所述一種基于聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的透光墻體施工方法包括以下步驟:
S1:制作若干上述聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元；
S2:將各聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元順次拼接成一個整體透光墻體。
[0015]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述SI具體包括:
S11:制作單元框架模具，預(yù)留出供導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元之間拼接的拼接端；
S12:在單元框架模具內(nèi)固定安裝若干限位鋼片，各限位鋼片沿橫向或縱向間隔布置，所述限位鋼片上開設(shè)若干限位孔，將導(dǎo)光管依次固定插設(shè)于上下兩層限位鋼片的限位孔或限位卡口內(nèi)；
S13:配制自密實混凝土，在步驟SI 1、SI2完成后，將自密實混凝土澆注于單元框架模具內(nèi)形成混凝土基體；
S14:結(jié)構(gòu)單元養(yǎng)護(hù)、拆模，完成一個導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的制備。
[0016]步驟S14中，所述框架模具由上蓋板，側(cè)面圍板，下蓋板組成，所述上蓋板，對應(yīng)于聚光型導(dǎo)光管的排布位置，預(yù)留出不小于進(jìn)光端凸透鏡直徑的凹槽。所述下蓋板，對應(yīng)于聚光型導(dǎo)光管的排布位置，預(yù)留出不小于出光端直徑的凹槽。起到固定并保護(hù)聚光型導(dǎo)光管的端部的作用。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明的聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元，其導(dǎo)光材料使用聚光型導(dǎo)光管，可匯聚光能，節(jié)約透明材料，提高透光率和光能利用率，同時可增大導(dǎo)光體的間距，由此可增大混凝土的粗骨料的最大粒徑，達(dá)到提高強(qiáng)度，節(jié)約水泥，降低成本的效果。限位鋼片的使用，一方面固定了導(dǎo)光體，降低了導(dǎo)光混凝土的制作難度，另一方面提升了混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度。因此，本發(fā)明的聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元具備制作方便，導(dǎo)光性能好，力學(xué)性能好，節(jié)約成本的優(yōu)點，在多領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
[0018]本發(fā)明的透光墻體施工方法，先預(yù)制若干上述的聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元，再將各結(jié)構(gòu)單元順次拼接成一個整體的墻體，操作方便、施工效率高，成本低、便于大規(guī)模推廣。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的聚光型導(dǎo)光管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的基于聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的透光墻體施工方法的流程示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的框架模具的整體示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明的蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為本發(fā)明的側(cè)面圍板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7為本發(fā)明的限位鋼片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中各標(biāo)號表不:
1、聚光型導(dǎo)光管;2、自密實混凝土基體;3、凸透鏡;4、圓臺棱鏡;5、中間導(dǎo)光管;6、出光端;7、上蓋板;8、側(cè)面圍板;9、下蓋板;10、限位鋼片；11、凹槽;12、限位孔;13、限位卡口。
具體實施例
[0027]以下結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0028]圖1至圖2示出了本發(fā)明的一種聚光型導(dǎo)光混凝土的實施例，主要由若干聚光型導(dǎo)光管I在自密實混凝土基體2中穿插而成。
[0029]本實施例中，聚光型導(dǎo)光管I由透明材料一體制成，由配套模具中的側(cè)面圍板8和限位鋼片10固定位置。其側(cè)面鍍反光膜或者折射率更小的材料，增強(qiáng)反射率，減少吸收和散射的損失。
[0030]本實施例中，聚光型導(dǎo)光管I由進(jìn)光端、中間導(dǎo)光管5和出光端6組成。進(jìn)光端為聚光棱鏡，出光端可不做處理，也可做成進(jìn)光端類似結(jié)構(gòu)。
[0031 ]本實施例中，進(jìn)光端由凸透鏡3和圓臺型棱鏡4組成，凸透鏡3半徑為中間導(dǎo)光管半徑的1.8?4.5倍，所述凸透鏡(3)厚度建議為凸透鏡(3)半徑的0.2?0.6倍，通過模擬計算，其每天有效透光時間可達(dá)到6小時以上。
[0032]本實施例中，圓臺型棱鏡4上表面半徑等于所述凸透鏡3半徑，下表面半徑等于所述中間導(dǎo)光管5半徑。圓臺型棱鏡4長度為凸透鏡3焦距的0.8?1.2倍。
[0033]本實施例中，中間導(dǎo)光管5可彎折，但彎折角度不超過10°。
[0034]本實施例中，自密實混凝土2由碎石、砂、膠凝材料、水及外加劑組成，可達(dá)到不需人工額外振搗密實，依靠自重充模、密實的效果，且具有優(yōu)于普通混凝土的強(qiáng)度和耐久性能。自密實混凝土2的最大粒徑應(yīng)不大于為聚光型導(dǎo)光管I中心間距的2/3。
[0035]圖3至圖7示出了本發(fā)明的基于聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的透光墻體施工方法，包括以下步驟:
S1:制作若干上述聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元；
S2:將各聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元順次拼接成一個整體透光墻體。
[0036]本實施例中，上述的步驟SI具體包括:
S11:制作單元框架模具，預(yù)留出供導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元之間拼接的拼接端。
[0037]S12:在單元框架模具內(nèi)固定安裝若干限位鋼片10。
[0038]S13:配制自密實混凝土2，在步驟S11、S12完成后，將自密實混凝土2澆注于單元框架模具內(nèi)形成混凝土基體。
[0039]S14:結(jié)構(gòu)單元養(yǎng)護(hù)、拆模，完成一個導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的制備。
[0040]本實施例中，步驟Sll中，框架模具由上蓋板7，側(cè)面圍板8，下蓋板9組成。
[0041]本實施例中，上蓋板7對應(yīng)于聚光型導(dǎo)光管I的排布位置，預(yù)留出不小于進(jìn)光端凸透鏡3直徑的凹槽ΙΙ-a。下蓋板9對應(yīng)于聚光型導(dǎo)光管I的排布位置，預(yù)留出不小于出光端直徑的凹槽ΙΙ-a，起到固定并保護(hù)聚光型導(dǎo)光管I端部的作用。
[0042]本實施例中，側(cè)面圍板8中相對面的兩塊，其內(nèi)側(cè)預(yù)留放置限位鋼片的凹槽11-b。
[0043]本實施例中，步驟S12中，限位鋼片10對應(yīng)于中間導(dǎo)光管5的位置，預(yù)留出不小于其直徑的限位孔12，起到固定中間導(dǎo)光管，并增強(qiáng)混凝土抗彎拉強(qiáng)度的作用。若聚光型導(dǎo)光管I的出光端6與進(jìn)光端做類似處理，則限位鋼片10上的孔洞應(yīng)做成限位13。
[0044]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種聚光型導(dǎo)光混凝土，其特征在于:由若干聚光型導(dǎo)光管(I)在自密實混凝土基體(2)中穿插而成，所述聚光型導(dǎo)光管(I)由透明材料一體制成，側(cè)面鍍反光膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光型導(dǎo)光混凝土，其特征在于:所述聚光型導(dǎo)光管由進(jìn)光端、中間導(dǎo)光管(5)和出光端(6)組成，所述進(jìn)光端為聚光棱鏡，由凸透鏡(3)和圓臺型棱鏡(4)組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚光型導(dǎo)光混凝土，其特征在于:所述凸透鏡(3)半徑建議為中間導(dǎo)光管(5)半徑的1.8?4.5倍，所述凸透鏡(3)厚度建議為凸透鏡(3)半徑的0.2?0.6倍。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚光型導(dǎo)光混凝土，其特征在于:所述圓臺型棱鏡(4)上表面半徑等于所述凸透鏡(3)半徑，下表面半徑等于所述中間導(dǎo)光管(5)半徑，所述圓臺型棱鏡(4)長度建議為凸透鏡(3)焦距的0.8?1.2倍。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚光型導(dǎo)光混凝土，其特征在于:所述中間導(dǎo)光管(5)可彎折，但彎折角度建議不超過10°。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光型導(dǎo)光混凝土，其特征在于:所述自密實混凝土(2)的最大粒徑應(yīng)不大于聚光型導(dǎo)光管中心間距的2/3。7.一種基于聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的透光墻體施工方法，其特征在于:包括以下步驟: SI:制作若干上述聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元； S2:將各聚光型導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元順次拼接成一個整體透光墻體。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的墻體施工方法，其特征在于:包括以下步驟: SII:制作單元框架模具，預(yù)留出供導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元之間拼接的拼接端； S12:在單元框架模具內(nèi)固定安裝若干限位鋼片(10); S13:配制自密實混凝土基體(2)，在步驟Sll、S12完成后，將自密實混凝土澆注于單元框架模具內(nèi)形成混凝土基體； S14:結(jié)構(gòu)單元養(yǎng)護(hù)、拆模，完成一個導(dǎo)光混凝土結(jié)構(gòu)單元的制備。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的墻體施工方法，其特征在于:所述聚光型導(dǎo)光混凝土模具由上蓋板(7)，側(cè)面圍板(8)，下蓋板(9)以及限位鋼片(10)組成。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的墻體施工方法，其特征在于:所述上蓋板(7)，對應(yīng)于聚光型導(dǎo)光管(I)的排布位置，預(yù)留出不小于進(jìn)光端凸透鏡(3)直徑的凹槽(ΙΙ-a);所述下蓋板(9)，對應(yīng)于聚光型導(dǎo)光管的排布位置，預(yù)留出不小于出光端直徑的凹槽(11-a);所述側(cè)面圍板(8)中相對面的兩塊，其內(nèi)側(cè)預(yù)留放置限位鋼片(10)的凹槽(ΙΙ-b);所述限位鋼片(10)，對應(yīng)于中間導(dǎo)光管(5)的位置，預(yù)留出不小于其直徑的限位孔(12)或者限位卡口(13)。
【文檔編號】E04C2/52GK105971184SQ201610354505
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】查旭東, 張鋮堅, 劉昕宇, 李東晟, 彭幸海, 付昊, 肖景文
【申請人】長沙理工大學(xué)