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，可形成透光表面。这种特性是通过在整个混凝土块中均匀分布高数值孔径塑料光纤实现的，它支持光从块的一端平滑地传导到另一端。其结果是一个相当有趣的表面，吸引了它的观众与优雅的灯光和剪影发挥。
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。
材料组成
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。
光纤构成了材料的第二重要组成部分，进一步包含三个主要元素。核心是光纤的薄玻璃中心，光通过它传输。一种外部光学材料或包层围绕着核心，并使反射光偏离回核心。上面是一层塑料缓冲层，可以保护纤维不受外部损伤。其他类型的纤维包括多模纤维、单模纤维、多模阶跃指数纤维、多模阶跃指数纤维等等。还加入了Neoplast, Glenium, Polyplast SP HPC等高效增塑剂．工业废玻璃，它被锤击并压碎成小块，添加到材料中以增加折射。
生产过程
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。
应用
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。
虽然半透明混凝土的使用还不广泛，但它在一些令人惊叹的结构中的应用已经很显著，通常作为façade材料。“欧洲之门”是匈牙利最受欢迎的地标之一，因为它的透光性。这座纪念碑建于2004年，是为了庆祝匈牙利加入欧盟。Yi建筑事务所设计的德国斯图加特城市图书馆也是一个很好的例子。它的立方体形状结合了半透明的屋顶，让自然光照亮该区域，创造了一个非凡的动态室内。
优点和缺点
由于半透明混凝土允许足够的光线通过，因此它可以降低能耗，使其成为传统混凝土的环保替代品。它具有较低的导热系数和密度，减少了建筑物上的自重，并且具有较低的搬运成本。除了这些经济和环境优势外，其引人注目的外观提高了结构的视觉质量和审美吸引力。专家预测，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，特别是在大型工程中。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，为了使半透明混凝土成为一种可持续的替代品，找到成本效益高的制造方法至关重要。将光纤注入混凝土层需要熟练的劳动力，但大多数人往往缺乏这方面的专业知识和所需技术。半透明混凝土由于注入纳米光学元件而减弱，不能用于柱或梁。由于过度使用玻璃片，材料搬运可能存在危险。从检查的角度来看，该材料在阳光不照射的表面上也可能被视为无效。
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
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