doi：10.3969/j.issn.1002-应用玻璃质光纤制备透光混凝土的研究李悦，许志远（北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京100124）摘要：采用水泥砂浆作为透光混凝土的基体材料，把两种玻璃质多模光纤平行排列在水泥砂浆中，制备出了透光混凝土。考察了光纤体积掺量的变化对透光混凝土材料的透光性能和强度的影响，结果表明：当光纤掺量一定时，芯纤直径较大的光纤使透光混凝土具有较高的透光率，透光率随光纤的掺量增加而增大；抗压强度随光纤掺量的增加而减小，抗折/抗压强度比随光纤的掺量增加而增大。关键词：透光混凝土；玻璃质多模光纤；透光性能；压折强度；微观形貌中图分类号：TU528.041文献标志码：A文章编号：1002-3550（2013）04-0141-03StudyonthelighttransmittingconcretepreparationwithglassyopticalfiberLIYue，XUZhi-yuan（TheKeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngineering，MOE，BeijingKeyLabofEarthquakeEngineeringandStructuralRetrofit，BeijingUniversityofTechnology，BeijingAbstract:Twokindsofglassymultimodeopticalfiberwerearrangedinparallelincementmortarasbasematerialtopreparelighttransmittingconcretelighttransmittingconcrete.Studyontheinfluencesofchangesinopticalfibervolumecontenttothelighttransmittingperformanceandstrengthoflighttransmittingconcreteshowedthat，lighttransmittingconcretegothigherlighttransmittingratiowhenus-ingopticalfiberwithbiggerinnercore，andthelighttransmittingratioofitincreasedwiththeincreaseofopticalfibervolumecontent；thecompressivestrengthdecreasedandtheratiobetweenflexuralstrengthandcompressivestrengthoflighttransmittingconcreteincreaseda-longwiththeincreaseoftheopticalfibercontentinvolume.0引言与传统的玻璃和透光复合材料相比，透光混凝土材料是一种全新的透光材料[1-2]，其透光原理是依靠大量光纤在混凝土的两个侧表面之间传输光线。当这些透光混凝土置于光源之前时就能透光。亮侧的物体以鲜明的轮廓出现在暗侧上，甚至颜色保持不变。用透光混凝土制作的墙体仿佛像一幅银幕或荧光显示器，这种特殊效果使人觉得笨重厚浊的水泥混凝土材料变得晶莹剔透，墙体的厚度和质量也都消失了[3-4]。可以说透光混凝土材料的问世是人类对水泥混凝土材料认识和观念上的一次革新[5-6]。此外，如果应用透光混凝土作为建筑物的维护结构能够大大提高建筑物的采光效果，降低建筑照明能耗，促进建筑节能，具有很重要的科学意义和应用价值。在实际应用领域，透光混凝土已经在一些艺术作品、图1装饰用透光混凝土图2世博会意大利馆收稿日期：2012-10-09基金项目：国家自然科学基金（51072009）；北京市自然科学基金（2122010）·141·目前关于该类材料的组成、制备技术与性能研究报道不多。李悦[7-8]等以水泥砂浆和水泥净浆为基体制备了透光水泥基材料，光纤不进行纺织加工，直接采用平行排列法分布于基体中，测试了其抗压强度和透光性能，并且采用SEM观察了其微观结构。结果表明：制备出的透光材料具有较高的透光率，在波长520~630nm范围内，透光率可达到甚至超过70gA4打印纸的透光率；透光率随光纤体积掺量的增加而增大，抗压强度随光纤体积掺量的增大而减小。李悦等提出了2项发明专利，除了应用光纤平行排列法制备水泥基透光材料之外[9]，还选用了有机质多模光纤，把光纤进行一定规则的纺织成型为纤维布或纤维集成体，并作为传输光线的导体以实现水泥混凝土材料透光传像等特殊效果[10]。但是在上述研究中并没有实际解决玻璃质光纤布置的规则排列问题。尹衍樑[11]介绍了采用生产模组制备透光混凝土的专利技术，但也没有阐述光纤如何均布掺量为水泥质量的1%，水灰比为0.40，水泥砂浆的稠度达到15cm。然后将水泥砂浆浇筑于4cm×4cm×16cm试模中，每次浇筑厚度为0.5cm左右。光纤的铺设：将光纤切成长度为15cm左右的单纤维用偶联剂处理光纤表面后风干。待浇筑完成一次砂浆后将光纤均匀地平行排列铺设于砂浆的表面，光纤的...