納米技術在建筑材料中的發展與應用

趙宇晗（遼寧建筑職業學院，遼寧遼陽 111000）

納米技術在建筑材料中的發展與應用

趙宇晗
（遼寧建筑職業學院，遼寧遼陽 111000）

納米技術正處于崛起的階段，各類學科的思維交叉融合，而納米微粒的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等，使之具備了不同于傳統材料的物理性質和化學特性。而且，這類性能融入建筑材料之后也發揮了不少的作用，推動了我國建筑產業的質量、節能以及環保等方面的發展。據此，本文就納米技術的發展進行了闡述，并分析了近幾年來，其在我國建筑材料中的應用，希望可以幫助建筑施工企業強化對納米材料的應用水平。

納米技術；建材；性能；功能

納米技術不僅具有相當的理論研究價值，而且在當下和未來都具有廣泛的應用前景，是最近十多年來最具發展和研究前景的技術之一。早在上個世紀的八十年代末，納米科技的研發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實現了對該項技術的應用。現階段來看，納米科技已經在不少的傳統行業中得到了應用，例如：醫療、食品科技以及建筑材料等。其作為一項新興科學，對建材的影響較大，不僅提高建筑工程的質量水平，更使得建筑的功能性和適用性得到了強化。同時，納米技術的應用對我國建筑行業而言也具有相當重要的意義，尤其是通過高新技術的優勢來拓展國外市場。

一、納米技術的發展及其現狀

距離最初概念的提出，納米技術已經有40多年的發展，但是其仍舊還有許多的發展空間，可以發展出更多的功能和應用方向。從納米材料的內涵和特點來看，其發展大致可以劃分為三個階段。

第一階段（1990年以前）。這一階段主要是進行理論探索和研究，并且嘗試利用各種手來制造出具有納米顆粒的粉體，甚至是塊體（包括薄膜）。并將制造的方法進行評估和總結，對其特性進行歸納和分析。研究的對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）。這一階段是人們對該技術應用的理論提升階段，通過其他學科的融合，納米材料在物理和化學之中的性能特點已經得到了一定的發掘，并且應用到復合型的材料設計之中。同時，這種粒子復合、塊體復合以及復合材料的合成物都該項技術在這一階段的研究重點方向。

第三階段（從1994年到現在）。這一階段的技術研究和應用已經有了不斷的拓展，也受到了來自于民眾的關注，國際上更是掀起了一股發展高潮。若是對第一階段和第二階段進行總結，前兩個階段的研究還存在一定的盲目性，在這一階段已經具有明確的方向，技術上也可以滿足人們的操作意愿，來進行設計、組裝、創造新的體系，并且使之具有人們所希望的特性。

二、納米技術在建筑材料中的應用

（一）納米水泥的應用

普通的水泥混凝土往往會具有較大的剛性，而缺乏柔性，這也使得水泥存在固有缺陷難以解決，往往會在今后的施工過程中出現開裂及其他破壞問題。而納米技術的應用者有效的對該類問題進行了解決。因為在應用了納米技術之后，混凝土的強度、硬度、抗老化性以及耐腐蝕等性能得到了有效的強化，同時還可以對電磁波和聲音進行有效的吸收，滿足了建筑物對隔音效果的要求。同時，這類材料也應用到一些特殊建筑使用當中。

（二）納米玻璃的應用

普通的玻璃往往自動的吸附空氣之中的各類有機物，從而是玻璃表明形成一種難以清洗干凈的有機污垢。同時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來對平板玻璃正反兩面進行薄膜的鍍制處理，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，還能夠對甲醛和氨氣等有害物質進行分解和消除。同時，這類措施的應用也可以更好的提高的玻璃在透光性和機構強度等方面的效果。這種玻璃的應用極大的減小了屏幕玻璃、大度玻璃、住宅玻璃等領域的人工清洗困難，節約了清洗的人工或機械成本。

（三）納米技術在陶瓷材料中的應用

由于陶瓷具有很強的耐高溫性和抗腐蝕性，而且還具備相當的觀賞性，因此得到建筑產業的廣泛青睞，尤其是在進行墻體和地面的裝飾時。然而，陶瓷卻及其容易發生脆性損壞，這也造成了該類材料的應用范圍受到了極大的限制。將納米技術融入到陶瓷材料的開發和研制之后，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創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度，同時具有極其優秀的抗燒燭性，故而這類材料也被應用火箭噴氣口的制作。

用納米級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，不會參數破損，具有相當廣泛的應用范圍和前景。

（四）納米技術在防護材料中的應用

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來形成，這種材料雖然制作簡單，價格便宜，但是卻沒有較長的使用壽命，極易在使用過程中發生的腐蝕和老化，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、耐腐燭、抗老化性能的防水材料。在通過不斷的研究和技術融合之后，納米級的防水材料得以被研發出來，這種材料最早被北京建筑科學研究院所發現，具有較強的耐腐蝕和耐老化性能。這種納米材料所制造的防水卷材，擁有一定的強度和韌性，更比傳統材料表現出了更高抗老化性和光熱穩定性等，從而得到建筑工程的廣泛運用。

（五）納米保溫材料

近幾年來，我國逐步強化了對節能減排的要求。在建筑施工的過程中，也越發注重對建筑保溫性和環保性的標準，尤其是針對目前我國大范圍采用的傳統保溫隔熱材料。因為諸如：聚氨酯、石棉等傳統隔熱保溫材料會在使用過程中產生不少對人體有害的物質，甚至是人體癌癥的主要誘因，同時也是大氣污染的主要來源，這是我國建筑產業要盡快改善的部分。然而，納米建筑材料的應用卻有效避免了這部分的危害，例如：無機硅酸鹽為主要原材料的納米材料。該材料是經髙過高溫和 壓才形成的一種納米級功能性材料，具有良好的保溫隔熱性，但是同時有具有穩定的化學性質，不會產生對人體損害的物質，是我國目前比較倡導的一種綠色環保保溫材料。

結束語：

目前，納米技術的研究已經是世界各國的重要項目。納米技術在自身不斷發展的同時也對許多傳統行業產生了不少的改進。從建筑行業來看，納米建筑材料的應用必然會產生不小的推進作用，尤其是能耗優化、質量提升以及環保等多個方面。這樣一來，建筑材料中納米技術的應用水平便覺得該企業的競爭力水平，對于我國的建筑企業而言，正是走入世界舞臺的重要助力，具有十分重要的現實意義。

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1007-6344（2016）04-0339-01

趙宇晗，男，1973年，滿族，遼寧省 昌圖縣人，本科，講師。建筑材料。（111000）遼寧建筑職業學院