分析納米材料在新型混凝土材料中的應用

摘 要：納米技術是一項新興技術，用處廣泛，其發展延伸到各行各業中。而混凝土作為世界上用途最廣，使用量最大的建筑材料，優點明顯，但同時缺點也非常顯著。如何將納米材料與混凝土材料相結合，發展新型混凝土的制造工藝，提升新型混凝土的性能和拓展其應用領域是先如今建筑行業面臨的重大難題之一。

關鍵詞：納米技術；納米材料；新型混凝土

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）32-002-01

一、納米技術概述

隨著社會經濟發展的加速，建筑物如雨后春筍般矗立在祖國的大地上。而混凝土作為土木工程最基本的材料之一，其需求量越來越大，質量和功能的要求越來越高，所以傳統的混凝土已經遠不能滿足如今的需要，使用新技術改良傳統混凝土的性能成為建筑業首要的研究方向。

納米技術是上個世紀八十年代興起的新型技術，是指在納米量級范圍內，通過操縱原子、分子、原子團或分子團使其重新排列組合成新物質的技術，其產物納米材料也是納米技術發展的基礎。納米材料通常指的是顆粒尺寸在納米量級也就是（1nm～100nm）之間超細材料，具有獨特的光學、電學、熱力學和磁能學的性能。所以納米技術廣泛的運用于建筑、軍事、醫藥、半導體、通訊等領域，并起到了很重要的作用，是重要的組成部分之一。

二、混凝土概述

混凝土是如今用途最廣、用量最大的建筑材料之一， 在1830年問世以后，持續使用了170多年。而且混凝土擁有耐火性強、使用方便、制作簡易、抗壓性好等優點，所以一直被人們沿用下來。不過混凝土的成分組成表明了其韌性和抗拉能力的不足，要想解決這樣的問題必須去改變混凝土的組成成分。

三、納米材料在新型混凝土材料中的應用

上面說到要想解決舊的混凝土材料的缺點，必須改變其組成成分。所以經過收集，現在新型混凝土材料有如下幾類：

1、納米復合水泥混凝土結構材料

經測量普通水泥顆粒粒徑大約在 7微米～ 200微米之間，我們要向其中加入一種水化硅酸鈣凝膠的原料，其尺寸經過精密測量在納米級范圍。然后在這種膠凝材料中引入納米礦粉（主要包括納米 SiO2、納米CaCO3和納米硅粉等），能夠使其大大地提高水泥混凝土硬化漿體的性能和凝固后的耐久性，不過這種新型混凝土仍有不足，就是其成本相對比較高，制約了其廣泛應用。需要繼續探究其更廣闊的發展前景。

2、納米材料在光催化混凝土中的應用

實驗表明TiO2具有凈化空氣的性質，所以銳鈦型納米TiO2具有潔凈空氣、滅菌、除臭、自潔等特殊功能，可以用于制備光催化混凝土，使其對污染空氣進行凈化。不過要注意光催化混凝土和催化劑的壽命問題，使其更長久。

3、納米金屬粉末在屏蔽混凝土中的應用

經發現納米金屬粉末有兩項功能，第一是納米金屬粉末的硬度較高，而且在晶粒粒徑減小的條件下，硬度不斷提高，同時韌性更好；第二是納米金屬粉末可以吸收電磁波，可以起到很好的信號屏蔽作用，可以廣泛運用去軍用設施的建設。

4、納米氧化物在多功能混凝土中的應用

氧化物的種類一般包括金屬氧化物和非金屬氧化物，其中以金屬氧化物占據大部分。納米金屬氧化物具有一般納米材料都具有的性質，而且其吸收電磁波的能力要強于納米金屬粉末。最重要的一點，納米金屬氧化物對環境變化非常敏感，周圍環境的改變會引起氧化物表面電荷的變化，達到傳遞信號的目的。所以除了利用納米金屬氧化物材料屏蔽電磁外，利用其良好的傳感作用還可以可以制備具有自動報警功能的水泥混凝土。用于檢測建筑物結構情況，還有道路上的車重和車速等。

5、聚合物/無機納米材料在功能混凝土中的應用

與傳統材料相比，聚合物/無機納米材料具有很多優點，具有很好的增強性、增韌性、耐熱性、熱穩定性和導電性等。由于這些優異的性能，使這種材料的應用研究成為復合材料中的大熱門，關于這種材料的理論辯論也很多，如果將其應用與混凝土當中，不僅改良了舊混凝土的缺點，還能達到其他功用。

四、發展前景

在建筑行業飛速發展的今天，混凝土成為非常有前景的項目之一，因為混凝土使用廣泛，數量龐大。在工程施工中，對混凝土的應用要求越來越高。而且目前，新型混凝土在市場的應用和推廣越來越廣泛。越來越多的建筑商建立了專門的研究部門，開始自主研發新型混凝土或與之相關的儀器設備。隨著科學的發展，新型混凝土性能的不斷提高，越來越體現出新型混凝土的優越性，所以，使得混凝土在工程中的應用越來越重要。

隨著經濟發展越來越快，科技成為第一生產力的同時，城市建設進程的不斷加快，這直接帶動了我國新型混凝土產業的發展和應用，然后新型混凝土產業不斷進步的同時也帶動了生產力的發展。在市場競爭中，新型混凝土的質量和性能也能保證工程的順利進行，節省了資源。所以我們要更加努力的去探究，將納米材料更好的應用在新型混凝土材料中。

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