新型建筑材料中纳米材料的科学应用分析

1、    新型建筑材料中纳米材料的科学应用分析    郭洪暄杨海月何得雨摘 要：当前，纳米技术在新型建筑材料方面应用十分广泛。文章介绍了纳米材料在新型建筑材料方面的应用情况，并且对纳米材料在建材领域的应用前景进行了合理展望。关键词：建筑材料；纳米材料；纳米技术；应用纳米技术在20世纪80年代末才出现。作为一种崭新的、跨时代的科学技术，纳米技术已经成为21世纪经济发展的重要技术之一。美国等西方发达国家都已经投入了大量的人力物力进行纳米技术的开放，我国政府也对纳米技术的发展及其在各个领域的应用上引起关注。目前，我国已经建立了十余条纳米材料技术生产线，并且在复合

2、纳米材料、改性材料等方面进行了许多开发研究和应用研究。纳米科技在当前产业结构的变化中起到了举足轻重的作用，必将推动人类社会飞速的发展。纳米材料在光、热、电、磁等性能上的优势，为建筑材料的发展提供了新的发展方向。1 纳米建筑材料的特性纳米建筑材料具有很多独特的性质。当粉末粒子的尺度由微米降到纳米时，它的体积会增加一亿倍。当物质的尺度变得如此小时，其行为就不能再用传统的力学观念去描述，而是用量子力学去描述，这便是导致纳米建筑材料拥有这些特殊性质的主要原因。纳米建筑材料的特性主要表现在两个方面，一方面就是材料活性因粒子变小而增加，另一方面就是比传统粉末具有更好的烧结性能。2 纳米材料在新型建筑材料中

3、的应用2.1 涂层及涂料中的应用纳米材料在涂层领域有很广泛的应用。纳米材料涂层在光学性能上具有广泛变化性，其投射增强能够从紫外一直延伸到红外波段。经过处理的纳米材料多长组合涂层在可见光范围具有荧光，因此在雕塑制品和娱乐设施的涂装中应用广泛。在涂料中添加纳米材料还能够使涂层随角度变色，产生神秘感和颜色效应，从而为娱乐设施和雕塑制品增添光辉。纳米材料在提高机体的防腐性能上也有很好的表现。纳米二氧化硅添加到涂料中能够提高机体的抗老化性能、强度以及光洁度，因为二氧化硅具有巨大的比表面积，在涂层干燥的过程中形成网格结构，使涂层显示出更好的性能。在标牌涂层材料中，纳米材料的应用也彰显出非凡的优势。添加纳米

4、材料的涂层具有发光、反光的性质，还能具有防伪和识别的功能。在玻璃材料中添加纳米材料层，能够降低光的投射和热传递的效果，起到隔热的作用。2.2 水泥中的应用在水泥中加入xpm水泥外加剂即可制备得到纳米防水水泥材料。xpm的加入能够加快水泥诱导期以及加快期的水化反应，并且对水泥凝结的三维布局有所改进，对提高水泥石的密实度有明显的作用，因此大大增加了防水功能。另外，在水泥中掺加对周围环境改变灵敏的纳米材料能够制得纳米灵敏水泥。纳米灵敏水泥在温敏、气敏、湿敏、力敏等功能上有明显的优势，在化工厂的建造，高速路面的铺设方面有很广泛的应用。2.3 陶瓷材料中的应用具有耐高温及抗腐蚀性的陶瓷材料在工程界应用十

5、分广泛。但是因为陶瓷具有易脆的特性，因此在使用过程中受到了一定的限制。添加了纳米材料之后，能够增强陶瓷的塑性性能。纳米陶瓷作为防腐、耐热、耐磨的新材料在更大的范围内改变材料的力学性质，具有非常广阔的应用前景。另外，纳米抗菌陶瓷的应用也越来越广泛，主要有二氧化钛系列、铜系列、银系列以及氧化锌系列等。如果在抗菌陶瓷中加入远红外陶瓷粉，很能够得到复合抗菌保健陶瓷，通过不断的向外辐射红外线促进人体微循环，增加血流量去提高人体的抗病、抗寒以及抗衰老的能力。2.4 混凝土中的应用混凝土是我国传统的建筑材料之一，它具有强度高、应用广、价格低廉等优势，因此在很多领域都有广泛的应用。但是，混凝土同时具有刚性大，

6、易开裂等缺陷，制约了它的进一步发展。在混凝土中掺入纳米矿粉，能够改善混凝土中骨料和水泥石的界面结构，从而提高混凝土的流动性，对提高混凝土的抗裂性、耐久性以及强度等有很大的作用。与此同时，还能够使复合水泥表现出保温、防水、吸波和除臭等性能。2.5 透明制品中的应用二氧化硅和氧化镁等纳米材料具有很好的透明性，并且对屏蔽紫外线有很好的效果。在透明制品中掺入二氧化硅，能够提高其透光性、致密性和防水性能，同时降低紫外线对透明产品的损害，使其具有更好的耐久性和透明性，从而拓展了其应用范围。另外，在生产有机玻璃的过程中，加入表面经修饰的纳米二氧化硅，能够提高有机玻璃抗紫外辐射和抗老化的能力，在有机玻璃中掺入

7、二氧化铝，能够在不影响玻璃透明度的前提下提高高温冲击韧性。2.6 其他方面的应用除了以上几方面的应用外，纳米技术在防护材料、保温材料、粘合剂、密封材料以及润滑剂等方面都有很广泛的应用，对于各种材料性能的改善和提高方面起到了非常重要的作用。3 结语在未来经济和社会发展上，纳米技术将是促使其发展的关键性前沿技术。在经过二十多年的研究后，纳米技术已经出现了一些能够进行产业化的科技成果，但是同时也有许多问题还有待研究和解决。例如在制备方面，如何进行结构和性能空中，在微观领域的深入认识，如何降低建筑成本等等。但是，作为一种全新的高科技技术，纳米技术必将影响到社会的各个领域，在提高传统建材的性能和应用范围上必然有着不可估量的作用。参考文献1 张金升，尹衍升，刘蕾等.纳米材料和技术与发展新型建材j.中国建材装