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1、透光混凝土的制备研究摘要:传统混凝土给人的印象总是晦暗的,但是这种颜色灰暗,毫无生气的混凝土也许即将成为过去,将传统混凝土和光导纤维结合,可以制备出一种可以透光的混凝土.试验将光纤和自密实活性粉末混凝土相结合，通过“平铺法”和“插秧法”制备出具有一定透光性能的透光混凝土。关键词:混凝土光纤透光混凝土Abstract:Thetraditionalconcretealwaysgivesustheimpressionofgloom,butthedaysofdull,greyconcretecouldbeabout
2、toend.Combinethetraditionalconcretewithopticalfiberscouldcreateanewtypeofconcretewhichwastranslucentconcrete.Inthisexperiment,wehavetwoways,oneisthatputthousandsofopticalfibersintoreactivepowderconcreteandmaketheopticalfibersrunparalleltoeachother,andtheot
3、heroneisthatinsertthousandsofopticalfibersdirectlyintotheconcrete.thistwowayscanmaketheconcretetransmitlight.Keywords:concreteopticalfibertranslucentconcrete1引言混凝土是现代建筑中用得最多的建筑材料之一,在过去的几十年里,混凝土不仅用作建筑材料,很多艺术家还利用混凝土来塑制作品.然而传统混凝土总是一种暗灰色的材料.有没有一种混凝土可以透光呢?匈牙利的一
4、位建筑师于2001年将成千上万根光纤并排埋入传统混凝土中，发明了透光混凝土。这些光纤把光从混凝土块的一端传到另一端,当这些砌块置于光源之前,或者在混凝土的一侧比较亮,另一侧比较暗时,砌块就能透光,亮侧的阴影以鲜明的轮廓出现在混凝土暗侧,譬如,户外树木的影子可以呈现在墙的内侧,让人感觉混凝土的厚度与重量不复存在，这种特殊的效果就如同一幅银幕或一个扫描机。然而目前国内在此领域的研究未见报道，本实验通过光纤与自密实活性粉末混凝土相结合，将光纤按一定图案排列，尝试制备具有一定视觉和审美效果的透光混凝土。2、透光原理
5、：2.1、光的基本知识——几何光学的四大基本定律。光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的。光的独立传播定律：不同光源发出的光线从不同方向通过某点时，彼此不影响，各个光线的传播不受其它光线的影响。光的反射定律：当一束光投射到某一介质光滑表面时，保存一部分光反射回原来的介质，这一光线称为反射光线。光的折射定律：当一束光投射到某一介质光滑表面时，除了有部分光发生反射外，还有一部分光通过介质分界面入射到第二传输介质，这部分光称为折射光线。2.2光在光纤中的传输过程采用几何光学分析光在某一研究对象
6、中的传输特性时，这一研究对象的几何尺寸必须远远大于所传输的光波长。这样才能忽略波长的长度，也即是光纤纤芯直径是所传播光波长的几十倍或几百倍的时，其传播对象用几何光学来研究。外包层光纤纤心图1:光纤横截面外包层n2光纤纤心n1iqqq图书2:光线在光纤中的传播原理光导纤维是由硅酸盐玻璃纤维组成的纤芯和外包层的芯皮组成。如图1所示。纤芯的折射率（n1）>芯皮的折射率（n2）。当光从光密介质（n1）入射到光疏介质（n2）的界面上时，如果入射角i达到和超过临界角i=arcsin(n2/n1)时，将无折射光产生全部被
7、反射原介质的现象，称为光的全反射。光导纤维正是利用光的全反射原理传光的。如图2.因此，将光导纤维加入到混凝土中，成千根光纤穿透混凝土端面，若有光从混凝土一端面照进，则可以通过光纤传到另一端面，这就是混凝土透光的原理。2.3、光纤含量设计为使混凝土透光率较高，即至少可以在混凝土墙体的一侧看到另一侧物体的轮廓，且不影响混凝土的强度等性能，设计混凝土中光纤的体积含量约4%左右。本实验选用G.6.52光纤，其相关参数如下：模物直径（um）modefileddiameter(8.6~9.5)±0.7(1310nm)包
8、层直径（um）claddingdiameter125±1.0包层不度圆（%）claddingroundness<0.2芯/包层同心度误差（um）modefieldco-centererror≦0.8截止波长（nm）cut-offwarelength≦1260衰减系数（dB/km）attenuation0.36~0.4纤维用量计算：若制备4×4×16cm3的混凝土，则需光纤体积：Vf=V*4%=4×4×16×4%≈
