一种防滑耐磨混凝土模块 |
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| 申请号 | CN201810271338.9 | 申请日 | 2018-03-29 | 公开(公告)号 | CN108611943B | 公开(公告)日 | 2020-08-25 |
| 申请人 | 榛硕(武汉)智能科技有限公司; | 发明人 | 刘双; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种防滑耐磨 混凝土 模 块 ，本模块包括防滑耐磨透光层、固定层，及内部的光伏 电池 。防滑耐磨透光层采用透光混凝土制成，透光混凝土原料包括改性玻璃颗粒、 水 性环 氧 树脂 、改性 玄武岩 纤维 等；改性玄武岩纤维是将玄武岩纤维浸入 醋酸 溶液进行表面糙化制成；改性玻璃颗粒是先在液态玻璃中加入改性玄武岩纤维混匀，再冷却制成改性玻璃颗粒中间品，最后将改性玻璃颗粒中间品用 磨料 颗粒进行表面喷吹处理制得。本模块作为独立的发电单元，大大降低公路施工、维护的工程量，能精确 定位 并及时维修；防滑耐磨透光层原料采用改性玄武岩纤维和改性玻璃颗粒，透光率好，强化了模块整体的抗压强度、防滑、 耐磨性 能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种防滑耐磨混凝土模块，其特征在于，防滑耐磨混凝土模块的侧面和顶部包括一体成型的防滑耐磨透光层，防滑耐磨混凝土模块的底部为固定层，所述固定层和防滑耐磨透光层密封组合形成光伏发电腔，所述光伏发电腔内设有光伏电池板，所述光伏电池板上装有光伏电池；所述固定层上设有向下伸出的输电接头，所述光伏电池、输电接头和路基上铺设的输电接口依次通过电线连接； |
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| 说明书全文 | 一种防滑耐磨混凝土模块技术领域[0001] 本发明属于工程材料技术领域，特别是一种防滑耐磨混凝土模块。 背景技术[0002] 目前,在太阳能光伏发电公路的发展过程中，常见的光伏公路大多采用由下向上依次堆叠的防潮层、密封层、光伏发电层和透光层组成。现有技术中，如专利号为2016109592598的发明专利“太阳能光伏发电路面”所提供的一种太阳能光伏发电路面，就是采用上述方式，通过若干层堆叠，将光伏电池封装在内部。该发明提供的太阳能光伏发电路面虽然具有很高的透光率，存在下列问题：(1)路面或光伏电池的铺设、维修和更换工程量大，耗时长，需要挖开较大面积的路面，施工繁琐且容易造成误操作，给维修造成不便； (2)制成的混凝土公路的路面抗压强度不高；耐磨、防滑性不好，长期使用会出现严重磨损，不仅会损坏下方的光伏发电设备，还存在一定交通隐患；(3)当路面的透光性产生问题时，难以实现实时监测和精准定位，长此以往会使整段光伏公路的发电能力产生严重不良影响。 发明内容[0003] 为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种防滑耐磨混凝土模块，通过以下技术方案实现。 [0004] 一种防滑耐磨混凝土模块，模块的侧面和顶部包括一体成型的防滑耐磨透光层，模块的底部为固定层，所述固定层和防滑耐磨透光层密封组合形成光伏发电腔，所述光伏发电腔内设有光伏电池板，所述光伏电池板上装有光伏电池；所述固定层上设有向下伸出的输电接头，所述光伏电池、输电接头和路基上铺设的输电接口依次通过电线连接； [0006] 所述改性玻璃颗粒的制备方法包括：先在每100份的液态玻璃中加入B份改性玄武岩纤维混匀，然后冷却制成改性玻璃颗粒中间品，最后将改性玻璃颗粒中间品的表面用磨料颗粒喷吹处理制得，且最终改性玻璃颗粒粒径为3.5～4.5mm； [0007] 所述改性玄武岩纤维是将玄武岩纤维放入浓度为3.2mol/L的醋酸溶液中浸泡，进行表面蚀刻糙化处理制成； [0009] 具体地，模块所选用的透光混凝土的制备方法为： [0010] S1、所述改性玄武岩纤维的制备：将玄武岩纤维浸入浓度为3.2mol/L的醋酸溶液中。20℃下浸泡1.2～1.4h，取出后用纯水多次洗涤至中性，再放入80℃烘箱中干燥24h，冷却制成改性玄武岩纤维备用； [0012] S3、所述改性玻璃颗粒的制备：750～850℃下在每100份液态玻璃中加入B份步骤S1制备的改性玄武岩纤维混匀，然后冷却制得改性玻璃颗粒中间品，最后用粒度为1.5～3.5μm的金刚砂对改性玻璃颗粒中间品的表面进行喷吹处理，喷吹的高压空气为4～7kg/cm2，最终制得的改性玻璃颗粒粒径为3.5～4.5mm，所述B＝8.3； [0013] S4、将所述改性玻璃颗粒、固化剂加入到所述混合液中，搅拌均匀，得混合料备用； [0014] S5、在模具中涂布脱模剂，将所述混合料倒入模具固化，得混凝土成品。 [0015] 由此可知，上述防滑耐磨混凝土模块所选用的透光混凝土在原料改性玻璃颗粒的制备，以及最终透光混凝土的制备过程中均加入了改性玄武岩纤维，相比于只在透光混凝土中加入改性玄武岩纤维，能够显著提高透光混凝土的抗压强度和防滑耐磨性能，使最终制备的防滑耐磨混凝土模块本身具备了优良的抗压强度、耐磨、防滑等性能。 [0016] 优选地，所述透光混凝土包括以下重量份数的原料：改性玻璃颗粒75份、水性环氧树脂14份、改性玄武岩纤维8份、偶联剂5份、固化剂5份。 [0017] 优选地，改性玄武岩纤维直径为25～40μm，长度为3～5mm。 [0018] 优选地，所述固定层上壁贴有反光膜，所述光伏电池板的上表面和下表面均设有光伏电池。 [0019] 优选地，所述模块为长方体或正六棱柱，模块外部每组相对的侧面中一个侧面的中部水平设有卡条，另一个侧面的对应位置设有与所述卡条相配合的卡槽。 [0020] 优选地，所述防滑耐磨透光层和/或固定层的内侧设有加强筋。 [0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0023] 1.通过对每个光伏电池进行模块化设计，将其设计成可以随意更换拆装的砖形结构，使光伏公路施工铺设，以及后期维修和更换的工程量大大降低，操作简单方便； [0024] 2.在防滑耐磨透光层的原料中加入了改性玄武岩纤维和改性玻璃颗粒，极大增加了模块整体的抗压强度、防滑性和耐磨性，并一定程度提高了模块整体的耐腐蚀和耐候性； [0025] 3.通过在模块内增设透光率检测传感器，能够将该模块的透光率以及光伏电池的发电情况通过电线传输至远处的监控中心，当模块出现故障时，便于精确定位并及时维修更换； [0026] 4.通过在模块固定层上增设反光膜，能减少透过模块的光量，使双面光伏电池板能够最大程度将太阳能转化成电能； [0028] 图1为实施例1的一种防滑耐磨混凝土模块的结构示意图； [0029] 图2为实施例4的一种防滑耐磨混凝土模块的结构示意图； [0030] 图3为实施例5的一种防滑耐磨混凝土模块的结构示意图。 [0031] 图中标号如下： [0032] 1、防滑耐磨透光层；2、固定层；3、光伏发电腔；4、光伏电池板；5、光伏电池；6、输电接头；7、电线；8、输电接口；9、卡条；10、卡槽；11、加强筋；12、反光膜；13、透光率检测传感器；14、数据线。 具体实施方式[0033] 以下将对本专利中各实施例和比较例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利所保护的范围。 [0034] 以下实施例和比较例中，防滑耐磨混凝土模块所选用的透光混凝土的制备方法为： [0035] S1、所述改性玄武岩纤维的制备：将玄武岩纤维浸入浓度为3.2mol/L的醋酸溶液中。20℃下浸泡1.2～1.4h，取出后用纯水多次洗涤至中性，再放入80℃烘箱中干燥24h，冷却制成改性玄武岩纤维备用； [0036] S2、按重量份数取所述水性环氧树脂、偶联剂，以及8份步骤S1制备的所述改性玄武岩纤维、搅拌混匀，进行超声波分散，超声波频率为25～35Hz，得混合液备用； [0037] S3、所述改性玻璃颗粒的制备：750～850℃下在每100份液态玻璃中加入8.3份步骤S1制备的改性玄武岩纤维混匀，然后冷却制得改性玻璃颗粒中间品，最后用粒度为1.5～3.5μm的金刚砂对改性玻璃颗粒中间品的表面进行喷吹处理，喷吹的高压空气为4～7kg/cm2，最终制得的改性玻璃颗粒粒径为3.5～4.5mm； [0038] S4、将所述改性玻璃颗粒、固化剂加入到所述混合液中，搅拌均匀，得混合料备用； [0039] S5、在模具中涂布脱模剂，将所述混合料倒入模具固化，得混凝土成品。 [0040] 实施例1 [0041] 如图1所示，本实施例提供的一种防滑耐磨混凝土模块，模块为长方体，模块的侧面和顶部包括一体成型的防滑耐磨透光层1，模块的底部为固定层2，所述固定层2和防滑耐磨透光层1密封组合形成光伏发电腔3；所述光伏发电腔3内设有光伏电池板4，所述光伏电池板4上装有光伏电池5；所述固定层2上设有向下伸出的输电接头6，所述光伏电池5、输电接头6和路基上铺设的输电接口8依次通过电线7连接。 [0042] 所述防滑耐磨透光层1采用透光混凝土制成，所述透光混凝土的原料按重量包括改性玻璃颗粒75份、水性环氧树脂14份、偶联剂5份、固化剂5份，以及改性玄武岩纤维8份；所述固定层2采用钢化玻璃板组成。 [0043] 实施例2 [0044] 本实施例提供的一种防滑耐磨混凝土模块，与实施例1基本相同，不同之处在于： [0045] 所述透光混凝土的原料按重量包括改性玻璃颗粒82份、水性环氧树脂11份、偶联剂3份、固化剂3份，以及改性玄武岩纤维5份。 [0046] 实施例3 [0047] 本实施例提供的一种防滑耐磨混凝土模块，与实施例1基本相同，不同之处在于： [0048] 所述透光混凝土的原料按重量包括改性玻璃颗粒65份、水性环氧树脂16份、偶联剂5份、固化剂5份，以及改性玄武岩纤维8份。 [0049] 实施例4 [0050] 如图2所示，本实施例提供的一种防滑耐磨混凝土模块，模块为长方体，模块的侧面和顶部包括一体成型的防滑耐磨透光层1，模块的底部为固定层2；模块外部每组相对的侧面中一个侧面的中部水平设有卡条9，另一个侧面的对应位置设有与所述卡条9相配合的卡槽10；所述固定层2上设有向外伸出的输电接头6，所述光伏电池5、输电接头6和路基上铺设的输电接口8依次通过电线7连接。 [0051] 所述防滑耐磨透光层1采用透光混凝土制成，所述透光混凝土的原料按重量包括改性玻璃颗粒75份、水性环氧树脂14份、偶联剂5份、固化剂5份，以及改性玄武岩纤维8份。 [0052] 实施例5 [0053] 如图3所示，本实施例提供的一种防滑耐磨混凝土模块，模块为长方体，所述卡条和卡槽均位于模块这一侧的中部。模块的侧面和顶部包括一体成型的防滑耐磨透光层1，模块的底部为固定层2，模块外部每组相对的侧面中一个侧面的中部水平设有卡条9，另一个侧面的对应位置水平设有与所述卡条相配合的卡槽10，所述防滑耐磨透光层1和固定层2的内侧设有若干加强筋11；所述固定层2上壁还贴有反光膜12，所述固定层2和防滑耐磨透光层1密封组合形成光伏发电腔3，所述光伏发电腔3内设有光伏电池板4，所述光伏电池板4的上表面和下表面均设有光伏电池5；所述固定层2上设有向下伸出的输电接头6，所述光伏电池5、输电接头6和路基上铺设的输电接口8依次通过电线7连接；所述模块内部设有透光率检测传感器13，所述透光率检测传感器13的数据线14与所述输电接头6连接，用于实时检测模块的透光率波动情况。 [0054] 所述防滑耐磨透光层1采用透光混凝土制成，所述透光混凝土的原料按重量包括改性玻璃颗粒75份、水性环氧树脂14份、偶联剂5份、固化剂5份，以及改性玄武岩纤维8份；所述固定层2采用钢化玻璃板组成。 [0055] 比较例1 [0056] 本比较例提供的一种防滑耐磨混凝土模块，与实施例1相同，不同之处在于：模块所选用的透光混凝土的原料按重量包括改性玻璃颗粒88份、水性环氧树脂14份、偶联剂5份、固化剂5份，以及改性玄武岩纤维5份。 [0057] 比较例2 [0058] 本比较例提供的一种防滑耐磨混凝土模块，其结构上与实施例1相同，不同之处在于： [0059] 模块所选用的透光混凝土的原料按重量包括改性玻璃颗粒60份、水性环氧树脂8份、偶联剂5份、固化剂5份，以及改性玄武岩纤维20份。 [0060] 应用例：测定按照实施例1～5，比较例1、2制备的防滑耐磨混凝土模块样件的相关参数(1)防滑性、耐磨性试验。 [0061] 按照实施例1～5，比较例1、2的方法制备防滑耐磨混凝土模块样件并铺设成光伏公路，对实施例1～5，比较例1、2制备的防滑耐磨混凝土样件的防滑性(路面摆值)、耐磨性(磨耗量)、抗压强度进行测试。测试结果如下表1。 [0062] (2)透光性测试 [0063] 对按照实施例1～5，比较例1、2制备的防滑耐磨混凝土模块样件进行透光率测试。测试结果如下表1 [0064] (3)光伏发电量测试 [0065] 将按照实施例1～5，比较例1、2制备的防滑耐磨混凝土模块样件进行光伏发电量测试。测试结果如下表1。 [0066] (4)其他性能测试 [0067] 将按照实施例1～5，比较例1、2制备的防滑耐磨混凝土模块样件铺成光伏公路，观察公路平整度，并观察2h内实施例3的透光率波动情况。测试结果如下表1。 [0068] 表1 实施例1～5制备的防滑耐磨混凝土模块样件的相关参数测试结果汇总表[0069] [0070] [0071] 通过表1的结果可以看出，实施例1～5制备的防滑耐磨混凝土模块均具有非常好的防滑耐磨性。通过对比实施例1～3，比较例1、2制备的防滑耐磨混凝土模块，采用实施例1～3的透光混凝土原料比例制备的透光混凝土，以及最终制备的防滑耐磨混凝土模块，具有更好的抗压强度、防滑性和耐磨性，且实施例1的综合效果最好。 [0072] 通过对比实施例1、4、5可知，内部增设了加强筋的模块(实施例5)的7d抗压强度更优；固定层贴有反光膜，且光伏电池板上下表面均设有光伏电池的模块(实施例5)的发电量更大；采用卡条和卡槽设计的，路面铺设效果最好，更平整，通过利用内设的透光率检测传感器实时观测，实施例5制备的模块的透光率稳定，没有异常波动，说明透光率检测传感器运转良好，采用本发明方法制备的防滑耐磨混凝土模块偷光性能非常好且稳定。 |
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