发光透光水泥基材料的光学特性及微观机理

采用分光光度计、亮度计、正电子湮没寿命谱仪研究发光透光水泥基材料的发光性能及发光机理、透光性能及透光机理等光学特性，采用XRD、ESEM、MIP研究其主要成分、水化产物、微观形貌和孔结构等微观结构，采用常规试验研究其耐久性能、耐候性能和力学性能等物化性能。本项目旨在探索发光透光水泥基材料的光学特性与微观机理问题，明确其发光性能及发光机理、透光性能及透光机理与微观结构之间的内在关联，揭示其微观机理，为解决水泥基材料的发光透光问题奠定理论基础。

根据水泥基材料功能要求进行组分设计，设计并制备出白天蓄能透光、夜晚发光透光的发光透光水泥基材料，起到了透光显影、采光节能的作用；自主研发了用于制备发光透光水泥基材料的光纤均布装置，达到快速均匀排列光纤的目的；研究了发光透光水泥基材料的发光亮度、余辉时间等发光特性，以及光纤品种、光纤掺量对发光透光水泥基材料透光特性的影响；研究了发光透光水泥基材料的抗侵蚀性能、耐玷污性能及其微观结构，分析了发光透光水泥基材料光学特性与微观结构之间的内在关联，揭示了其微观机理。研究发现：发光透光水泥基材料中发光粉掺量为15%～25%，反光粉掺量为0～15%，光纤体积掺量为2%～4% 时可以满足其光学特性和力学特性方面的设计要求；发光透光水泥基材料的初始发光亮度在1 cd/m2 以上，而1 min后发光亮度为0.10～0.40 cd/m2，且8 h后发光亮度仍然可以达到0.01 cd/m2；发光透光水泥基材料采用石英玻璃光纤作导光组分可形成光点随机分布的透光图案，采用塑料光纤作导光组分可形成排列规则的透光图案，切割后进行抛光可提高其透光性能；碱溶液对发光透光水泥基材料的腐蚀程度远大于盐溶液的，且在碱溶液中养护后发光透光水泥基材料透光率比养护前的增大了，主要是由于光纤与基体的部分界面被碱溶液侵蚀破坏，导致界面处的微缺陷被扩大，使得光波即可通过光纤穿透，也可从被破坏的微缺陷处穿透，在一定程度上增大了发光透光水泥基材料的透光率。