納米技術(shù)在建筑材料中的發(fā)展

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摘要：納米技術(shù)正處于崛起的階段，各類學(xué)科的思維交叉融合，而納米微粒的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，使之具備了不同于傳統(tǒng)材料的物理性質(zhì)和化學(xué)特性。而且，這類性能融入建筑材料之后也發(fā)揮了不少的作用，推動(dòng)了我國建筑產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量、節(jié)能以及環(huán)保等方面的發(fā)展。據(jù)此，本文就納米技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了闡述，并分析了近幾年來，其在我國建筑材料中的應(yīng)用，希望可以幫助建筑施工企業(yè)強(qiáng)化對(duì)納米材料的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵字：納米技術(shù)；建材；性能；功能

納米技術(shù)不僅具有相當(dāng)?shù)睦碚撗芯績r(jià)值，而且在當(dāng)下和未來都具有廣泛的應(yīng)用前景，是最近十多年來最具發(fā)展和研究前景的技術(shù)之一。早在上個(gè)世紀(jì)的八十年代末，納米科技的研發(fā)就受到了世界各國的重視，甚至有部分走在前沿的國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用?，F(xiàn)階段來看，納米科技已經(jīng)在不少的傳統(tǒng)行業(yè)中得到了應(yīng)用，例如：醫(yī)療、食品科技以及建筑材料等。其作為一項(xiàng)新興科學(xué)，對(duì)建材的影響較大，不僅提高建筑工程的質(zhì)量水平，更使得建筑的功能性和適用性得到了強(qiáng)化。同時(shí)，納米技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我國建筑行業(yè)而言也具有相當(dāng)重要的意義，尤其是通過高新技術(shù)的優(yōu)勢來拓展國外市場。

一、納米技術(shù)的發(fā)展及其現(xiàn)狀

距離最初概念的提出，納米技術(shù)已經(jīng)有40多年的發(fā)展，但是其仍舊還有許多的發(fā)展空間，可以發(fā)展出更多的功能和應(yīng)用方向。從納米材料的內(nèi)涵和特點(diǎn)來看，其發(fā)展大致可以劃分為三個(gè)階段。第一階段（1990年以前）。這一階段主要是進(jìn)行理論探索和研究，并且嘗試?yán)酶鞣N手來制造出具有納米顆粒的粉體，甚至是塊體（包括薄膜）。并將制造的方法進(jìn)行評(píng)估和總結(jié)，對(duì)其特性進(jìn)行歸納和分析。研究的對(duì)象一般局限在單一材料和單相材料，國際上通常把這類納米材料稱納米晶或納米相材料。第二階段（1990~1994年）。這一階段是人們對(duì)該技術(shù)應(yīng)用的理論提升階段，通過其他學(xué)科的融合，納米材料在物理和化學(xué)之中的性能特點(diǎn)已經(jīng)得到了一定的發(fā)掘，并且應(yīng)用到復(fù)合型的材料設(shè)計(jì)之中。同時(shí)，這種粒子復(fù)合、塊體復(fù)合以及復(fù)合材料的合成物都該項(xiàng)技術(shù)在這一階段的研究重點(diǎn)方向。第三階段（從1994年到現(xiàn)在）。這一階段的技術(shù)研究和應(yīng)用已經(jīng)有了不斷的拓展，也受到了來自于民眾的關(guān)注，國際上更是掀起了一股發(fā)展高潮。若是對(duì)第一階段和第二階段進(jìn)行總結(jié)，前兩個(gè)階段的研究還存在一定的盲目性，在這一階段已經(jīng)具有明確的方向，技術(shù)上也可以滿足人們的操作意愿，來進(jìn)行設(shè)計(jì)、組裝、創(chuàng)造新的體系，并且使之具有人們所希望的特性。

二、納米技術(shù)在建筑材料中的應(yīng)用

（一）納米水泥的應(yīng)用

普通的水泥混凝土往往會(huì)具有較大的剛性，而缺乏柔性，這也使得水泥存在固有缺陷難以解決，往往會(huì)在今后的施工過程中出現(xiàn)開裂及其他破壞問題。而納米技術(shù)的應(yīng)用者有效的對(duì)該類問題進(jìn)行了解決。因?yàn)樵趹?yīng)用了納米技術(shù)之后，混凝土的強(qiáng)度、硬度、抗老化性以及耐腐蝕等性能得到了有效的強(qiáng)化，同時(shí)還可以對(duì)電磁波和聲音進(jìn)行有效的吸收，滿足了建筑物對(duì)隔音效果的要求。同時(shí)，這類材料也應(yīng)用到一些特殊建筑使用當(dāng)中。

（二）納米玻璃的應(yīng)用

普通的玻璃往往自動(dòng)的吸附空氣之中的各類有機(jī)物，從而是玻璃表明形成一種難以清洗干凈的有機(jī)污垢。同時(shí)還存在其他的不足之處，影響玻璃的透視度。例如：玻璃容易產(chǎn)生水霧，從而使得可見度受到極大的限制。然而，通過利用Ti02來對(duì)平板玻璃正反兩面進(jìn)行薄膜的鍍制處理，則可以有效的決解這類缺陷所造的影響。除此之外，Ti02作為光催化劑在陽光的作用下，還能夠?qū)兹┖桶睔獾扔泻ξ镔|(zhì)進(jìn)行分解和消除。同時(shí)，這類措施的應(yīng)用也可以更好的提高的玻璃在透光性和機(jī)構(gòu)強(qiáng)度等方面的效果。這種玻璃的應(yīng)用極大的減小了屏幕玻璃、大度玻璃、住宅玻璃等領(lǐng)域的人工清洗困難，節(jié)約了清洗的人工或機(jī)械成本。

（三）納米技術(shù)在陶瓷材料中的應(yīng)用

由于陶瓷具有很強(qiáng)的耐高溫性和抗腐蝕性，而且還具備相當(dāng)?shù)挠^賞性，因此得到建筑產(chǎn)業(yè)的廣泛青睞，尤其是在進(jìn)行墻體和地面的裝飾時(shí)。然而，陶瓷卻及其容易發(fā)生脆性損壞，這也造成了該類材料的應(yīng)用范圍受到了極大的限制。將納米技術(shù)融入到陶瓷材料的開發(fā)和研制之后，卻使得該類材料具有比過去更高的可塑性，甚至可以吸收一定的外來能量。甚至有部分研究生獨(dú)創(chuàng)性的將金屬碳纖維加入到陶瓷材料之中，極大的提升陶瓷的強(qiáng)度，同時(shí)具有極其優(yōu)秀的抗燒燭性，故而這類材料也被應(yīng)用火箭噴氣口的制作。用納米級(jí)SiC、Si3N、ZnO、Si02、Ti02以及A1203等粒子所制成的陶瓷材料，具有比以往更加高的硬度和韌性，即使是在較大的溫差之下也能夠保持原有的形態(tài)，不會(huì)參數(shù)破損，具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍和前景。

（四）納米技術(shù)在防護(hù)材料中的應(yīng)用

目前的比較常用的防水材料是通過在膠料中加入炭黑等物質(zhì)來形成，這種材料雖然制作簡單，價(jià)格便宜，但是卻沒有較長的使用壽命，極易在使用過程中發(fā)生的腐蝕和老化，給居民生活帶來了極大的不便。因此，建筑材料的研究者們也髙希望可以研制出具有強(qiáng)、耐腐燭、抗老化性能的防水材料。在通過不斷的研究和技術(shù)融合之后，納米級(jí)的防水材料得以被研發(fā)出來，這種材料最早被北京建筑科學(xué)研究院所發(fā)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的耐腐蝕和耐老化性能。這種納米材料所制造的防水卷材，擁有一定的強(qiáng)度和韌性，更比傳統(tǒng)材料表現(xiàn)出了更高抗老化性和光熱穩(wěn)定性等，從而得到建筑工程的廣泛運(yùn)用。

（五）納米保溫材料

近幾年來，我國逐步強(qiáng)化了對(duì)節(jié)能減排的要求。在建筑施工的過程中，也越發(fā)注重對(duì)建筑保溫性和環(huán)保性的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是針對(duì)目前我國大范圍采用的傳統(tǒng)保溫隔熱材料。因?yàn)橹T如：聚氨酯、石棉等傳統(tǒng)隔熱保溫材料會(huì)在使用過程中產(chǎn)生不少對(duì)人體有害的物質(zhì)，甚至是人體癌癥的主要誘因，同時(shí)也是大氣污染的主要來源，這是我國建筑產(chǎn)業(yè)要盡快改善的部分。然而，納米建筑材料的應(yīng)用卻有效避免了這部分的危害，例如：無機(jī)硅酸鹽為主要原材料的納米材料。該材料是經(jīng)髙過高溫和壓才形成的一種納米級(jí)功能性材料，具有良好的保溫隔熱性，但是同時(shí)有具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體損害的物質(zhì)，是我國目前比較倡導(dǎo)的一種綠色環(huán)保保溫材料。

三、結(jié)束語

目前，納米技術(shù)的研究已經(jīng)是世界各國的重要項(xiàng)目。納米技術(shù)在自身不斷發(fā)展的同時(shí)也對(duì)許多傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)生了不少的改進(jìn)。從建筑行業(yè)來看，納米建筑材料的應(yīng)用必然會(huì)產(chǎn)生不小的推進(jìn)作用，尤其是能耗優(yōu)化、質(zhì)量提升以及環(huán)保等多個(gè)方面。這樣一來，建筑材料中納米技術(shù)的應(yīng)用水平便覺得該企業(yè)的競爭力水平，對(duì)于我國的建筑企業(yè)而言，正是走入世界舞臺(tái)的重要助力，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

作者:趙宇晗 單位:遼寧建筑職業(yè)學(xué)院

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