納米材料和技術(shù)在混凝土等材料中的應(yīng)用分析

　　近年來，國內(nèi)外開始探索納米材料和納米技術(shù)在建材中的發(fā)展及應(yīng)用工作，并取得了一些可喜的成果，現(xiàn)分類介紹如下：

　　納米技術(shù)是二十世紀(jì)80年代末誕生并正在崛起的新技術(shù)，主要是指在0.1~100nm尺度范圍內(nèi)，研究物質(zhì)組成體系中電子、原子和分子運(yùn)動規(guī)律與相互作用，其研究目的是按人的意志直接操縱電子、原子或分子，研制出人們所希望的、具有特定功能特性的材料和制品。納米技術(shù)是高度交叉的綜合性學(xué)科，它主要包括:納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米力學(xué)、納米機(jī)械學(xué)。納米技術(shù)已應(yīng)用于建筑材料、光學(xué)、醫(yī)藥、半導(dǎo)體、信息通訊、軍事等領(lǐng)域。目前，納米材料技術(shù)是唯一可以實(shí)現(xiàn)的納米技術(shù)。

　　納米材料以其特有的光、電、熱、磁等性能為建筑材料的發(fā)展帶來一次前所未有的革命。利用納米材料的隨角異色現(xiàn)象開發(fā)的新型涂料，利用納米材料的自潔功能開發(fā)的抗菌防霉涂料、PPR供水管，利用納米材料具有的導(dǎo)電功能而開發(fā)的導(dǎo)電涂料，利用納米材料屏蔽紫外線的功能可大大提高PVC塑鋼門窗的抗老化黃變性能，利用納米材料可大大提高塑料管材的強(qiáng)度等。由此可見，納米材料在建材中具有十分廣闊的市場應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)、社會效益。

　　近年來，國內(nèi)外開始探索納米材料和納米技術(shù)在建材中的發(fā)展及應(yīng)用工作，并取得了一些可喜的成果，現(xiàn)分類介紹如下：

　　1納米技術(shù)在建筑涂料中的應(yīng)用

　　涂料是建筑物的內(nèi)衣(內(nèi)墻涂料)和外衣(外墻涂料)，國內(nèi)傳統(tǒng)的涂料普遍存在懸浮穩(wěn)定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光潔度不高等缺陷。納米復(fù)合涂料就是將納米粉體用于涂料中所得到的一類具有耐老化、抗輻射、剝離強(qiáng)度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材(特別是建筑涂料)方面的應(yīng)用已經(jīng)顯示出了它的獨(dú)特魅力。

　　同一種納米粒子在不同粒徑下會有不同的作用，不同種類的納米粒子也可以在涂料中起相同的作用。按納米復(fù)合涂料的用途可歸納為以下幾種：

　　1.1光學(xué)應(yīng)用納米復(fù)合涂料

　　納米粒子的粒徑遠(yuǎn)小于可見光的波長400～750nm，具有透過作用，從而保證了納米復(fù)合涂料具有較高的透明性。納米粒子對紫外線具有較強(qiáng)的吸收作用。在外墻建筑涂料中添加TiO2、SiO2等納米粒子以提高耐候性，在汽車面漆中添加TiO2以提高汽車涂料的耐老化性等。納米SiO2是無定型白色粉末(指其團(tuán)聚體)，表面存在不飽和的殘鍵及不同鍵合狀態(tài)的羥基，其分子狀態(tài)呈三維鏈狀結(jié)構(gòu)。一般來講，納米粒子表面氫鍵會在外部剪切力消除后迅速復(fù)原，使其結(jié)構(gòu)迅速重組。這種依賴時間與外力作用而回復(fù)原狀的剪切力弱化反應(yīng)，稱為“觸變性”。觸變性是納米二氧化硅改善傳統(tǒng)涂料各項(xiàng)性能的主要因素。徐國財(cái)?shù)热送ㄟ^納米微粒填充法，將納米二氧化硅摻雜到紫外光固化涂料中。實(shí)驗(yàn)表明，納米二氧化硅減弱了紫外光固化涂料吸收UV輻照的強(qiáng)度，從而降低了光固化涂料的固化速度，但可明顯提高紫外光固化涂料的硬度和附著力。特別是金紅石型超細(xì)TiO2在汽車面漆中還可起到效應(yīng)顏料作用，與其它片狀效應(yīng)顏料如鋁粉顏料或珠光顏料并用時，會產(chǎn)生伴有乳光的隨角異色性，可用于豪華轎車面漆，這是目前納米TiO2的最大用途，也是國外納米材料在涂料中應(yīng)用最為成功的例子之一。納米氧化鋅由于尺寸小，比表面積大，表面的鍵態(tài)與顆粒內(nèi)部的不同，表面原子配位不全等，導(dǎo)致表面的活性位置增多，加大了反應(yīng)接觸面，因此，納米氧化鋅也是一種很好的光催化劑。在紫外光照射下，它能分解有機(jī)物質(zhì)，起抗菌和除臭作用。具有這一性質(zhì)的光催化劑可用于環(huán)保涂料中，納米ZnO加入涂料可顯著提高涂料的耐人工老化能力。