淺談新型建筑材料的研究原理

李舜 盛大淮 佴震

摘要：當今社會，建筑業無疑是國家經濟發展的重要組成部分，而隨著建筑業的蓬勃發展，各種建筑材料的需求也日益擴大，但隨之而來的問題也逐漸地擺在了人們的眼前，那就是傳統的建筑材料越來越難以適應建筑業日益發展需要，在如此形勢下，人們對新型建筑材料的呼聲越來越多，建筑材料的發展面臨著巨大的挑戰和機遇。本文在經過對幾種傳統建筑材料進行創新研究后，將其中的研究原理及如何應用詳細論述，來說明其重要性，并對以后的新型建筑材料的研究提供參考。

關鍵詞：新型建筑材料;建筑業;研究原理;

1 新型防水材料的研究原理

1.1水溶性聚氨酯化學灌漿材料

低粘度水溶性聚氨酯化學灌漿是由過多的多異氰酸酯與多羥基化合物預制成含有游離異氰酸酯基的低聚氨基甲酸預聚物，通過高壓注入將單組漿料注入到混凝土的裂縫中，一旦遇到水就會乳化、溶脹和固結，形成彈性體。產生大量二氧化碳，第二滲透壓力也因此形成，彈性體將受到灌漿壓力與二次滲透壓的共同作用，并將填充所有裂縫并阻塞水侵入混凝土裂縫，從而達到防滲、堵漏的效果。該材料曾被應用在河南回龍抽水蓄能電站中，并取得了良好的效果。

1.2 新型抗鹽型丙烯酸聚合物復合材料

聚合通過水溶液聚合法進行。將氫氧化鈉按比例制成一定濃度的溶液，冷卻后，將其滴加到丙烯酸單體中，并用冰水冷卻以控制中和度。再將一定量的膨潤土礦物加入其中，充分攪拌并混合。使用超聲波破碎儀將其分散一段時間。將引發劑過硫酸鉀添加到蒸餾水中以使其溶解，將其添加到分散的泥漿中，攪拌并充分混合。將混合后的漿液放入60℃的干燥箱中反應2.5 h。當所有溶液變成凝膠并且丙烯酸的氣味無法聞到時，將其取出。將凝膠切碎成小塊，將其放入80℃的干燥箱中，干燥，壓碎并篩分140目（109μm）備用。對應于三種改性膨潤土樣品的復合防水材料分別表示為BPN（W），BPN（X）和BPN（L）。

2 新型混凝土的研究原理

2.1 新型混雜鋼纖維增強自密實混凝土

該混凝土主要由凈漿、砂和鋼纖維組成，各成分的含量對其工作性能和機械性能有重要影響。為確保混凝土拌合物的工作性能，首先要進行水膠比不同的凈漿的流動性試驗，選出最佳的流動性滿足要求凈漿混合比。其次，確定合理的平均涂層厚度和砂纖比，計算各成分的含量。最后更改纖維體積分數以優化配合比設計。目標性能在使混凝土達到自密實的要求的基礎上，其抗壓強度大于100MPa或抗彎強度大于15MPa。

2.2新型硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土

根據混合比例，在水中添加硫鋁酸鹽水泥，粉煤灰，硅粉和硬脂酸鈣（泡沫穩定劑）并攪拌，直至形成均勻的水泥漿。將發泡劑（氯化鋁和碳酸氫鈉）添加到上述水泥漿中并快速攪拌，以使發泡劑均勻地分散在水泥漿中，從而獲得泡沫混凝土漿。將泡沫混凝土漿液注塑成型，脫模并固化至合適的齡期，以測試其性能。其起泡原理是在通常情況下，二氧化碳的主要產生方式是碳酸根離子和氫離子的化學反應。由于硫鋁酸鹽水泥漿為堿性（測試過程中測得的pH值為11.12），因此上述產生二氧化碳的方式在硫鋁酸鹽水泥漿體中無法實現。因此，該實驗尋求一種可以在堿性環境條件下產生二氧化碳的方法。由于碳酸氫根離子和鋁離子在有水條件下會發生雙重水解反應以產生二氧化碳氣體，因此可以實現在硫鋁酸鹽水泥漿中起泡的目的。

3 新型減水劑的研究原理

3.1 新型粉體早強型聚羧酸減水劑

將溫度計、攪拌器和冷凝器安裝在四口燒瓶上，在四口燒瓶中加入一定量的HD-5000，加熱至85°C，在單體熔融后打開攪拌系統，并加入巰基乙酸酸（TGA）和偶氮二異丁酸二甲酯（AIBME），將溫度保持在85°C，然后滴入丙烯酸（AA）和N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）的混合溶液中，1.5 h后滴注完成。滴完后，將其保溫2小時。加入三乙醇胺以調節至中性。凝固后，用低溫冷凍粉磨機進行研磨，以制備新型的粉末早強型羧酸減水劑。

3.2 新型聚醚EPEG常溫制備保坍型聚羧酸高性能減水劑

在裝有溫度計和攪拌槳的四口圓底燒瓶中加入EPEG和一定量的去離子水，并在常溫下攪拌使其溶解。將EPEG溶解后，一次添加過氧化氫，然后分別添加丙烯酸和保坍功能小單體混合溶液A、鏈轉移劑、L-抗壞血酸和過氧化氫混合溶液B，將混合溶液A和B分別滴加40分鐘和1小時，滴加完成后，將溫度保持0.5小時，并加入一定量的濃度為30%的氫氧化鈉溶液的聚合產物，并中和至pH 6±1，所得溶液為保坍型聚羧酸高性能減水劑。

4新型露石劑的研究原理

使用露石劑的目的是在混凝土板的表面上產生一定的露石高度。本文研究的露石劑主要包括G-E，G-F和水三個成分，其中G-E和G-F的主要成分是高碳糖。高碳糖露石劑可以吸附在水泥顆粒的表面，降低水泥-水系統的自由焓并提高穩定性，抑制水泥顆粒的凝聚，并有效地減慢水泥中的四種活性礦物成分（硅酸三鈣，硅酸二鈣，鋁酸三鈣，鐵鋁酸四鈣）與水反應的速率，是有顯著效果混凝土表面處理材料。在將高碳糖露石劑噴涂到混凝土表面后，可以將水泥砂漿的凝固時間延遲在一定的厚度范圍內，從而使表面混凝土的凝固要晚于內部混凝土的固。之后，將未凝固的水泥砂漿用水沖洗掉，使部分石子露出以形成粗糙的表面，以增強瀝青表層的嵌鎖和咬合效果，并提高剪切強度和粘結強度。之后，根據水，G-E和G-F的質量比不同來制備高碳糖露石劑，隨后做露石試驗，根據所得的露石效果確定最佳配合比。

5結語

本文詳細地論述了幾種不同的新型材料的研究原理。而隨著社會對建筑材料發展的重視，越來越多的新型材料也正在研制中，其中有一些不但已經研制成功，甚至已經開始應用到實際的生產過程中。現代社會離不開創新，新型建筑材料的出現無疑帶動了一股發明的新趨勢，它給建筑業乃至整個社會帶來了新的發展前景，隨著時間的推移，新型建筑材料必將會走進建筑業的每個角落，從事建筑業的人們也必將迎來全新的挑戰和機遇。

參考文獻

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通訊作者：盛大淮 山東協和學院

山東協和學院 山東濟南 郵編 250200