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半透明混凝土或透光混凝土是一种创新的façade材料,广泛用于包覆室内表面和设计产品的边缘优雅.它是一种嵌入纳米光学元件的混凝土基建筑材料,创造了一个透光的表面。这一特性是通过在混凝土中均匀分布的高数值孔径塑料光纤获得的,它支持光线从街区的一端平滑地传导到另一端。结果是一个相当有趣的表面,吸引了它的观众与一个优雅的游戏光和轮廓。

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历史

尽管半透明混凝土最近很流行,但它第一次被提到是在1935年的一项加拿大专利中。随着玻璃和聚合物基光纤创新的进步,半透明的生产混凝土20世纪90年代开始浮出水面。这种材料在2001年被匈牙利建筑师Áron Losonczi正式申请了专利,这是一种水、沙子、砾石和水泥的传统混合物,在整个质量中嵌入塑料或石英纤维。在提出这个想法的两年内,Losonczi能够生产出第一块LiTraCon或光透射混凝土,很快被意大利、德国和中国等国家采用。

材料的成分

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这种材料由两种主要成分组成,细混凝土和纳米光学纤维。与混凝土的基本原理相对应,水泥、骨料和水构成了这种材料的基础。水泥,最好是硅酸盐水泥,是一种粘结剂,在一定的时间内会凝固和硬化,从而使产品成型。粗骨料,如破碎的花岗岩或坚硬的玄武岩碎屑,可增强材料的强度。半透明混凝土通常不包含粗骨料,因为它们会破坏纤维,限制光线通过混凝土块。细骨料虽然在化学上不活跃,但也会影响材料的强度,因为它填补了产生的空隙,减少了孔隙。砂是常用的细骨料。使用的水必须不含酸、碱、油和其他有机杂质。快凝水泥是首选的混合料,另外添加工艺粘土作为光纤与混凝土融合的基础。

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光纤形成材料的第二个最关键的组分,其进一步含有三个主要元素。核心是光纤的薄玻璃中心,通过该光纤通过该玻璃中心发生光传输。外光学材料或包层围绕芯,并将反射的光偏离回到芯中。上面这是一种塑料缓冲涂层,可保护纤维免受外部损坏。使用的其他一些类型的纤维包括多模光纤,单模光纤,多模步骤指数光纤,多模分级索引纤维等。诸如肿瘤,胶水,聚载SP HPC等超塑性体也加入混合物中工业废物玻璃将其撞入小块并粉碎成小块,以增加折射率。

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制造过程

半透明混凝土的制造过程与传统混凝土非常相似,只是在混合材料中加入了4% - 5%的光纤。纤维和小层混凝土交替添加到模具中,每隔2mm到5mm。层越薄越小,光就越容易通过。制作一个长方形的钢或木模具,将粘土或泥浆沿着模具的边缘放置,以便容易脱模暴露的光纤,光纤被切割成这样,它们可以完美地放置在模具内部。这些纤维是分层放置的,并在钢或木板上开孔以允许这些纤维通过。然后小心地浇筑混凝土混合物,这样就不会对下面的光纤造成干扰,同时使用振动台来避免空隙的积累。24小时后,模具和泥被清除,多余的纤维长度被切割成与玻璃厚度相同的尺寸。由于这是预制混凝土的一种形式,材料最终被切割成块或面板,抛光至半光泽到高光泽,并交付使用。

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应用程序

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半透明混凝土可应用于室内和外墙。当太阳光线以较低的角度照射在混凝土上时,会产生更强的光强度,因此在日落时产生闪亮的外观,而在白天则作为一个常规的混凝土块出现。可用于承重墙、铺装砌块、隔墙、制造家具、装饰装置等。它出色的导光性能可以用来提高夜间高速公路、飞机或建筑物的减速带的安全性,引导人们走向紧急出口,甚至照亮黑暗的公共场所,如地铁站。

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尽管使用半透明混凝土尚未普遍存在,但其应用在一些令人惊讶的结构中是显着的,这通常是一种令人着迷的结构,通常是外墙材料。由于这种材料产生的透光质量,“欧洲门”是匈牙利最受欢迎的地标之一。纪念碑建于2004年,庆祝匈牙利加入欧盟。德国的斯图加特城图书馆由彝族建筑师是另一个优秀的例子。它的立方体形状与半透明屋顶相结合,允许自然光照亮该区域,创造出卓越的动态内部。

优点和缺点

由于半透明混凝土允许充足的光线通过,它倾向于减少电力消耗,使其成为传统混凝土的环保替代品。它具有低的导热系数和密度,减少了建筑上的自重,并具有较低的处理成本。除了这些经济和环境优势,其引人注目的外观提高了结构的视觉质量和美学吸引力。专家们预测,这种高性能混凝土将在未来给整个市场带来积极的变化。

尽管这种材料有各种各样的优点,但它的使用也有一些缺点,尤其是在大型项目中。由于光纤成本较高,与传统混凝土相比,半透明混凝土的生产成本较高。因此,要想让半透明混凝土成为可持续的替代品,找到成本效益高的制造方法是至关重要的。将光纤注入混凝土层需要熟练的工人,但大多数人往往缺乏这一领域的专业知识和所需的技术。由于注入了纳米光学元件,半透明混凝土的强度变弱,不能用于柱或梁。由于过度使用玻璃碎片,材料处理可能是危险的。从检查的角度来看,这种材料在没有阳光照射的表面也会被认为是无效的。

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展望未来

由于半透明混凝土的昂贵特性,它在建筑行业的广泛应用可能需要几年的时间。这导致了一股制造商的浪潮,他们现在正致力于开发一种可负担得起的替代材料,用于商业和住宅项目。一些公司已经开始使用各种生产系统生产半透明混凝土。Florak Bauunternehmung GmbH (Heinsberg,德国),LBM EFO (Berching,德国),LiTraCon Bt (Csongrád,匈牙利),LUCEM GmbH (Aachen,德国),Luccon Lichtbeton GmbH (Klaus/奥地利),Gravelli(捷克共和国)的LiCrete是几家致力于通过许可和大规模生产创造廉价半透明混凝土产品的公司。这种环保混凝土的广泛使用将逐渐见证更低的能源消耗,随着更多的自然光的利用,导致气候改善。健康状况的明显改善也是显而易见的,因为目前有很多人由于缺乏阳光而缺乏维生素D,导致骨骼强度降低。总之,半透明混凝土是未来建筑材料多样化的最具创新的元素之一。

参考文献

维基百科。(2020).半透明的混凝土。[在线]可用:https://en.wikipedia.org/wiki/Translucent_concrete

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指定具体的。(无日期)。半透明混凝土的历史与未来应用。[在线]可用:https://www.specifyConcrete.org/blog/a-brief-history-andure-use-of-translucent-concrete.

Shashank Javalagi(2013年)。半透明混凝土。[在线] slideshare.net。可用于:https://www.slideshare.net/shashankjavalagi/translu.

智能玻璃世界。(2020).半透明混凝土和智能玻璃。[在线]可用:https://www.smartglassworld.net/translucent-concrete-smartglass[访问日期]2021年8月28日。

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www.engineeringcivil.com。(无日期)。半透明混凝土。[在线]可用:https://www.engineeringcivil.com/translucent-concrete.html.

作者

Carmmel是SPA Vijayawada的一名有抱负的建筑师。她是一个敏锐的观察者,喜欢把她对建筑环境的热爱和她复杂的想法转化成语言。她的灵魂在老式的铅笔素描、写诗和长途旅行中茁壮成长,但也在不断寻找新的体验。

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