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建筑材料中的纳米技术应用研究

2019/12/06 阅读:

【摘要】文中对于纳米技术的概念进行了简要论述,并针对建筑材料中纳米技术的应用给出了一些有效的建议,以供相关从业人员参考、借鉴。

【关键词】建筑材料;纳米技术;应用

纳米技术的诞生被誉为世纪内最为重要、最具发展潜力的技术产业之一。自上世纪九十年代开始,纳米技术的研究就受到世界各国的重视,被运用到各行各业中(例如食品、军工、建筑、医疗等等)并且取得了良好的成效。

1纳米技术的概念

纳米技术(nanotechnology)也被称之为“毫微技术”,该技术的研究对象是结构尺寸为1纳米到100纳米以内材料的各种性质与应用的技术,其研究的目标是通过物质的分子或者原子制造出功能性的产品,因此也可以把纳米技术理解为单原子、分子的物质制造技术。

2纳米技术在建筑材料中的运用

2.1纳米陶瓷材料

纳米陶瓷材料是新时期建筑陶瓷研究的重要发展方向之一,与纳米陶瓷材料相比,传统的陶瓷材料不但质地脆而且强度差,导致在建筑材料中的适用范围比较有限。而经过纳米技术加工过的纳米陶瓷具有良好的超塑性和晶体细化特点。纳米陶瓷不但韧性强而且耐高温,例如用sic、si3n4、zno、sio2等技术加工而成的陶瓷材料强度高、耐磨性好,硬度高,对于冷热温度变化也具有良好的抗疲劳性。这些经过纳米技术加工而成的陶瓷具备良好的物理性质,因此完全可以运用到建筑工程中作为防腐、耐热、抗磨损的新材料,发展潜力巨大。

2.2纳米玻璃、塑料以及橡胶制品

在玻璃、塑料以及橡胶等材料中,纳米技术也可以发挥重要的作用,例如把纳米材料al2o3和sio2融入到橡的制造过中可以极大地提升橡胶产品的耐磨性和介电性,比未加入纳米材料的橡胶的弹性也更出色。把纳米材料sio2运用到有机玻璃制造与加工过程中,可以提升有机玻璃的引度与韧性,对于玻璃的透明度却不会造成任何影响,最关键的是在加入纳米材料之后可以让有机玻璃具备抗紫外线辐射能力,减缓有机玻璃的老化速度,同时还能够让有机玻璃拥有屏蔽紫外线以及短波辐射的作用,再加上成本投入少,因此可以用作替代建筑工程中的镀膜玻璃。在一些透明的建筑材料里加入一定比例的纳米al2o和sio2材料,可以让塑料制品的质地密度变大,而且运用到塑料膜制造中可以让塑料薄膜的透明度提升,降低紫外线的破坏,在提高塑料薄膜防水性能的同时或度也得到相应用的加强。

2.3在粘合剂、密封胶以及润滑剂里的运用

纳米材料sio2具有良好的环保性和可回收性特点,许多国外的粘合剂、密封胶的生产厂家把纳米材料sio2运用到粘合剂、以及密封胶的加工与生产中,并且取得了良好的成效。由于纳米材料sio2的表层有一层永久效果的有机材料,把纳米材料sio2按照一定的比例掺入到粘合剂和密封胶的生产过程中可以在胶体内迅速产生硅石结构(即纳米材料sio2的胶体流动),这对于提高粘接效果和胶体的环保效果具有重要的作用。除此之外,因为纳米材料sio2颗粒小,所以在密封胶的密封性能也得到提高。例如在进行建筑工程施工过程中,一些大型的建筑工程机械在作业过程中所产生的噪声会高达上百分贝,而利用纳米技术生产加工而成的润滑剂可以有效地缓解噪音的影响,对于提高建筑工程设备的使用稳定性和延长设备的使用寿命具有重要的作用。

2.4性能特殊光学材料

由于纳米材料拥有良好的紫外线吸收能力和红外线反射能力,把纳米材料运用到建筑材料中,就可以让建筑物具备吸收紫外线和抗红外线的能力。经过长时间的实践与研究后得出,纳米材料tio2、zno、sio2在面对350~450mm波长的紫外线时具有良好的吸收能力,不但缓解了紫外线对高分子材料的破坏,在降低活性自由基产生的同时,避够了高分子链在强紫外线环境下发生降解的情况,为人体的安全提供重要保障。再如纳米材料tio2、zno、sio2、si3n4所制成的复合型粉体能够与建筑材料中的高分子纤维紧密结合,对于红外波的吸收和反射的效果良好。

2.5光催化材料

相比较于其他类型的催化材料,纳米材料催化剂的晶体结构较为特殊,这种特殊的晶体结构能够让纳米生产工艺的催化剂的效果比普通的好1倍到1.5倍。就以fe和ni微颗粒来说,这两种的微颗粒可以生成mx-cyhz构成的有机类金属粉末,这些粉末对于含氮氧化合物、机械或者动物类油脂、甲醛等等物质的催化降解效果较为明显。如果在建筑工程材料(例如玻璃、陶瓷、或者瓷砖等等)的表面涂上一层厚度均匀的tio2薄层,涂过纳米材料的建筑材料就拥有光催化氧化活性。也就是说只要在光线的照射下有纳米涂层的建筑材料上,任何粘连或者玷污物都能够轻松地被擦除,如果有细菌、病毒或者其他微生物附着于涂层上只需要经过一段时间就会自行分解、气化,而且在保洁工作的施行过程中也比未添加纳米涂层的建筑材料要轻松。

3结束语

综上所述,想要在建筑材料中发挥出纳米技术的价值与作用,除了要重视纳米技术的开发与研究之外,还要结合实际情况对传统的建筑材料进行改造、优化,为提高我国建筑材料生产水平做出应有的贡献。

参考文献

[1]孙瑞平,SUNRui-ping.建筑材料领域中纳米技术的应用[J].建材技术与应用,2010(12):9-11.

作者:王赓 单位:延安大学西安创新学院

建筑材料中的纳米技术应用研究

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