石運中

(西安新意達建筑制品有限公司，陜西 西安 714000)

0 引言

早在公元2 世紀左右，人們已經(jīng)采用粘土、石灰、石膏、火山灰等材料來充當混凝土的膠凝材料。直到19 世紀初，英國人亞斯普丁發(fā)明了波特蘭水泥，由于其高強度和優(yōu)越的耐久性而被廣泛使用。在建筑行業(yè)中，混凝土取代了石材，成為重要的建筑材料。 隨著建筑業(yè)的發(fā)展，對混凝土的結(jié)構(gòu)與性能要求也越來越高，而混凝土的研究與應(yīng)用也在不斷發(fā)展，透光混凝土隨之誕生。

1 透光混凝土的發(fā)展

匈牙利學者Aron Losonczi 在2002 年制造出了一種能夠透光的混凝土。 透光混凝土是將光學纖維以特定的摻量與精致混凝土混合而成，透光效果較好。 雖然光學纖維的摻量較大，但其所占的體積比例很小。 所以，光學纖維摻入混凝土后對混凝土本身的強度影響不大，其制作出的透光混凝土也擁有很好的力學性能。 透光混凝土能夠用于生產(chǎn)預制磚或者預制墻板，物體能在透光混凝土的一側(cè)形成明顯的陰影輪廓，具有高透光度的混凝土還可以明顯分辨出物體所具有的色彩。Aron Losonczi 又將亞克力代替光學纖維摻入到混凝土中，制作出了透光效果更好的混凝土。不僅成本要較摻光學纖維的低，其安裝工藝也更為簡單。 意大利的學者以樹脂作為透光材料摻入混凝土中，所制作的透光混凝土較Aron Losonczi 所制作的透光性更強， 而且產(chǎn)品輕薄。我國在2009 年與2012 年分別研發(fā)了透光混凝土，其性能與質(zhì)量也可與國際水平媲美。

2 透光混凝土的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 研究現(xiàn)狀

透光混凝土的生產(chǎn)工藝按所加入透光材料的先后順序分為先植法與后植法。先植法就是先將所用的透光材料，如光學纖維、亞克力、樹脂等，采用一定的工藝制作成所需的圖形或文字，然后將混凝土灌入帶有透光材料的模具中，在一定的條件下對制品進行切割處理，制成透光混凝土預制件。 后植法是先將混凝土制作完成，根據(jù)所需的透光圖形或文字在混凝土上打孔， 再將透光材料植入混凝土中。我國學者又開發(fā)了紡織光纖制作技術(shù)與光纖平行排列制作技術(shù)等制備透光混凝土的新工藝，取得了良好效果。

Aron Losonczi 將摻入光學纖維與未摻光學纖維的試塊拆模后，在90 ℃的熱水中養(yǎng)護3 d，然后再標養(yǎng)3 d，對其進行抗折強度、抗壓強度試驗。 結(jié)果顯示，加入光學纖維的試塊抗壓強度基本與未摻光學纖維試塊的抗壓強度一致，而抗折強度卻比未摻光學纖維的試塊高30%左右。 說明光學纖維的摻入對混凝土的抗折強度有明顯的改善。而意大利水泥集團所研制的透光混凝土預制板，其表面被設(shè)置了不同直徑的微孔，這樣能使混凝土的整體性在保持相對完整的情況下讓光透過預制件。其透明度最高能達到50%左右， 而加入樹脂后其透明度也能達20%左右。

2.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

透光混凝土是對混凝土性能研究的一項突破，又因其優(yōu)越的透光性能以及能為用戶提供優(yōu)越的視覺體驗而受到很多建筑設(shè)計師的青睞。而其透光性又可降低照明所消耗的電能，節(jié)能環(huán)保，受到建筑工程界的廣泛關(guān)注。國外的人行通道有的采用透光混凝土磚砌筑而成， 其強度與普通混凝土磚相近，在夜晚就會被預設(shè)在下層的光源照亮，成為城市一道亮麗的夜景。瑞典建筑物中的逃生指示標識與逃生通道口也是采用透光混凝土。透光混凝土應(yīng)用最具代表的是2010 年在我國舉辦的上海世博會的意大利展館，其將不同透光度的透光混凝土預制件安裝在外立面上，當光線照射進來，形成藝術(shù)感很強的視覺效果， 減少了館內(nèi)的照明能源消耗，使館區(qū)里的人們與外界互相看到，營造出另類的感觀體驗。 但是，因為透光混凝土的價格及生產(chǎn)技術(shù)等因素的限制，其在建筑工程中的應(yīng)用還較少，只應(yīng)用于局部表現(xiàn)與表皮設(shè)計方面。

3 透光混凝土的發(fā)展方向

在我國，透光混凝土的研究與應(yīng)用都處于起步階段， 但已受到很多學者與建筑設(shè)計師的重視，對透光混凝土的研究也正如火如荼開展。從目前透光混凝土的研究與應(yīng)用狀況來看，其主要的研究方向有：

（1）透光材料的研究?，F(xiàn)階段，透光混凝土主要應(yīng)用于表層設(shè)計中，很多學者根據(jù)這一應(yīng)用趨勢著手研究不同透光材料，如光學纖維、亞克力、樹脂等與不同水泥骨料結(jié)合所產(chǎn)生的透光效果。通過對透光材料的分布方式與摻入形態(tài)等方面的調(diào)整，增加透光混凝土的整體可觀性與藝術(shù)性。

（2）外形的多樣化轉(zhuǎn)變。 一般透光混凝土很難實現(xiàn)現(xiàn)場施工， 幾乎是以預制件的形式進行生產(chǎn)。由于工藝過程的限制， 其尺寸與形狀都較單一，這對透光混凝土的使用與推廣都是非常不利的。 因此，根據(jù)實際應(yīng)用的要求，透光混凝土預制件的形狀與尺寸也應(yīng)該向多樣化發(fā)展， 以滿足施工的要求。

（3）逐漸向承重構(gòu)件發(fā)展。 雖然透光混凝土的抗壓強度與普通混凝土的差異不大，但其應(yīng)用于承重結(jié)構(gòu)還存在著不少問題，如其與鋼筋結(jié)合后如何使鋼筋與透光材料不發(fā)生位置上的沖突；怎樣完善混凝土、透光材料、鋼筋的粘結(jié)性；如何突破現(xiàn)場施工的局限性等。 尋找出以上問題的解決辦法，將會促進透光混凝土在建筑工程應(yīng)用中上一個新臺階。

4 結(jié)語

透光混凝土雖處于起步階段，但它有著傳統(tǒng)混凝土無法媲美的優(yōu)點。在實際工程應(yīng)用中還存在著很多問題。如何將透光混凝土更好地與實際應(yīng)用相結(jié)合，將是學者們研究的重點，也是決定透光混凝土發(fā)展的關(guān)鍵。我們相信，在不遠的未來，隨著透光混凝土研究和應(yīng)用的深入，其實際應(yīng)用也會越來越普遍，將給我們帶來節(jié)能環(huán)保、視覺享受的全新建筑體系。

[1] 李悅,郭慧.透光混凝土的研究進展[J]. 混凝土.2013(6)：5-8.

[2] 曹永康,蔡國章.導光混凝土稱呼、譯名及制作工藝[J]. 混凝土世界， 2010（3）：16-18.