新型建筑材料-纳米建材课件.ppt

1、从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在.微米以下，即纳米以下。因此，颗粒尺寸在纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。著名的诺贝尔奖获得者Feyneman在上世纪60年代就预言，如果对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，物体就能得到大量的异乎寻常的特性。w小小的纳米跟建筑这种大物体有什么关系呢？纳米技术在新型建筑材料中的应用建筑所需材料 水泥水泥 钢筋钢筋 陶瓷陶瓷 木料木料 玻璃玻璃 五金五金 涂料涂料你知道吗？纳米材料几乎所有建筑材料都有关系纳米建筑材料纳米技术作为一门新兴的技术，在多个领域具有纳米技术作为一门新兴的技术，在多个领域具有非常重要的应用，尤其是极

2、大地推动了新型建材非常重要的应用，尤其是极大地推动了新型建材的发展。的发展。1.纳米涂料的应用纳米涂料的应用2.纳米水泥的应用纳米水泥的应用3.纳米玻璃的应用纳米玻璃的应用4.纳米陶瓷材料的应用纳米陶瓷材料的应用5.纳米保温材料的应用纳米保温材料的应用Company name1 纳米涂料的应用纳米涂料的应用通常传统的涂通常传统的涂料都存在料都存在悬浮悬浮稳定性差，耐稳定性差，耐老化、耐洗刷老化、耐洗刷性差，光洁度性差，光洁度不够不够等缺陷。等缺陷。两种材料两种材料的对比的对比(1)很好的很好的伸缩性伸缩性，能够弥盖墙体，能够弥盖墙体细小裂缝，具有对微裂缝的自修细小裂缝，具有对微裂缝的自修复作用

3、。复作用。(2)具有很好的具有很好的防水性防水性，抗异物粘，抗异物粘附、沾污性能，抗碱、耐冲刷性附、沾污性能，抗碱、耐冲刷性。(3)具有具有除臭、杀菌除臭、杀菌、防尘以、防尘以及隔热保温及隔热保温性能。性能。(4)色泽色泽鲜艳柔和，手感柔和漆膜鲜艳柔和，手感柔和漆膜平整平整，改善建筑的外观等。，改善建筑的外观等。纳米涂料 纳米改性涂料是在涂料中加入功能性纳米材料，纳米改性涂料是在涂料中加入功能性纳米材料，不仅使涂料的传统性能有很大改善，而且赋予涂不仅使涂料的传统性能有很大改善，而且赋予涂料许多新的特性和性能。纳米涂料增强了常规的料许多新的特性和性能。纳米涂料增强了常规的力学性能力学性能和和附着

4、力附着力，耐刷洗性耐刷洗性，抗冲击性抗冲击性，耐腐耐腐蚀性蚀性，抗辐射性抗辐射性。此外纳米涂料还可以呈现出某。此外纳米涂料还可以呈现出某些些特殊功能特殊功能，如自清洁，变色，抗静电，隐身吸，如自清洁，变色，抗静电，隐身吸波，阻燃等性能。波，阻燃等性能。Company name家庭用的纳米改性涂料主要是家庭用的纳米改性涂料主要是减低有害物资的释放减低有害物资的释放有助于家有助于家人的健康，而且还会有净化空人的健康，而且还会有净化空气气的特殊功能。的特殊功能。纳米技术运用在建筑物的纳米技术运用在建筑物的外墙涂料改性主要是外墙涂料改性主要是提高提高抗老化且起到保护作用抗老化且起到保护作用。Compa

5、ny name2 2 纳米水泥的应用纳米水泥的应用 纳米改性水泥 我国应用纳米技术对水泥进行改性的研究，可望进一我国应用纳米技术对水泥进行改性的研究，可望进一步改善水泥的微观结构，以显著提高其物理力学性能步改善水泥的微观结构，以显著提高其物理力学性能性能和耐久性。将纳米材料用于水泥，由于性能和耐久性。将纳米材料用于水泥，由于纳米粒子纳米粒子的高度反应活性的高度反应活性，可以加快水泥的固话速度，纳米粒，可以加快水泥的固话速度，纳米粒子的粒径小，因而可以占据许多空隙，使水泥的结合子的粒径小，因而可以占据许多空隙，使水泥的结合强度的明显提高。对于专用水泥和特种水泥，比如防强度的明显提高。对于专用水泥

6、和特种水泥，比如防酸碱腐蚀水泥，耐剥落性水泥，都会由于纳米材料的酸碱腐蚀水泥，耐剥落性水泥，都会由于纳米材料的加入，其相应性能有了明显的提高。加入，其相应性能有了明显的提高。过去普通水泥存在着过去普通水泥存在着抗大气性及抗冻性，强度不足抗大气性及抗冻性，强度不足，耐酸碱腐蚀能力不够以及泌水量大等缺点。现在通过耐酸碱腐蚀能力不够以及泌水量大等缺点。现在通过纳米矿粉纳米矿粉SiO2和纳米和纳米Al2O3等纳米材料的加入，使水等纳米材料的加入，使水泥的性能有了很大的提高。泥的性能有了很大的提高。Company name与普通混凝土相比，纳米混凝土与普通混凝土相比，纳米混凝土的的强度、硬度、抗老化性、

7、耐久强度、硬度、抗老化性、耐久性性等性能均有显著提高，同时还等性能均有显著提高，同时还具有具有防水、吸声、吸收电磁波防水、吸声、吸收电磁波等等性能，因而可用于一些特殊的建性能，因而可用于一些特殊的建筑设施中筑设施中(如国防设施如国防设施)普通水泥混凝土普通水泥混凝土因其因其刚性较大而刚性较大而柔性较小柔性较小，使其，使其在使用过程中不在使用过程中不可避免地可避免地产生开裂并破坏产生开裂并破坏两种材料两种材料的对比的对比纳米水泥纳米水泥目前开发研制的纳米水泥材料包括目前开发研制的纳米水泥材料包括纳米防水复合水泥纳米防水复合水泥、纳米敏纳米敏感水泥感水泥、纳米环保复合水泥纳米环保复合水泥以及以及纳

8、米隐身复合水泥纳米隐身复合水泥。美国西雅图美国西雅图two union大夏使大夏使用强度达到用强度达到145MPa的的91D混混泥土泥土现代水坝都会使用超高力学现代水坝都会使用超高力学性能的水泥基复合材料，其性能的水泥基复合材料，其抗压强度可达抗压强度可达270MPa核电站建造使用的抗辐射核电站建造使用的抗辐射水泥砂浆水泥砂浆 Company name3 3 纳米玻璃的应用纳米玻璃的应用防电磁辐射玻璃防电磁辐射玻璃隔热玻璃隔热玻璃彩彩色色夹夹层层玻玻璃璃纳米改性玻璃 玻璃是一种重要的建筑材料，在玻璃是一种重要的建筑材料，在20世纪世纪80年年代以前，玻璃的功能非常有限，主要是封闭代以前，玻璃的

9、功能非常有限，主要是封闭和自然采光。但随着建筑业的发展，对玻璃和自然采光。但随着建筑业的发展，对玻璃提出了更多的要求。通过纳米技术我们可以提出了更多的要求。通过纳米技术我们可以将玻璃的性能大大的提高。将玻璃的性能大大的提高。使玻璃使玻璃节省能源节省能源，提高保温功能，减少室内冷暖空，提高保温功能，减少室内冷暖空调的负荷。调的负荷。提高建筑物玻璃的提高建筑物玻璃的安全性安全性，可使玻璃破碎后没有尖，可使玻璃破碎后没有尖锐的棱角，也可以使碎片仍粘结为一个整体。锐的棱角，也可以使碎片仍粘结为一个整体。满足了提高玻璃满足了提高玻璃强度强度的功能要求。的功能要求。具有具有装饰装饰功能，如热反射玻璃，吸热

10、玻璃，彩色夹功能，如热反射玻璃，吸热玻璃，彩色夹层玻璃，粘膜玻璃和微晶玻璃等。层玻璃，粘膜玻璃和微晶玻璃等。保护环境保护环境功能，例：防止噪音干扰玻璃，防止眩光功能，例：防止噪音干扰玻璃，防止眩光的减反射玻璃，防电磁波干扰玻璃等。的减反射玻璃，防电磁波干扰玻璃等。Company name纳米玻璃的应用纳米玻璃的应用通过在平板玻璃的两面镀制一通过在平板玻璃的两面镀制一层层Ti02纳米薄膜形成的纳米玻璃纳米薄膜形成的纳米玻璃TiO2光催化剂在阳光作用下，可光催化剂在阳光作用下，可以分解甲醛、氨气等有害气体以分解甲醛、氨气等有害气体纳米玻璃具有非常好的纳米玻璃具有非常好的透光性以及机构强度。透光性以

11、及机构强度。4.纳米陶瓷材料的应用纳米陶瓷材料的应用 纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上陶瓷是中国的特产，陶瓷是中国的特产，但脆性大、易破碎，但脆性大、易破碎，经过纳米技术处理经过纳米技术处理后，甚至可以用来后，甚至可以用来代替优质钢做发动代替优质钢做发动机零件。机零件。陶瓷材料在通常情况下陶瓷材料在通常情况下呈脆性，由纳米粒子压呈脆性，由纳米粒子压制成的纳米陶瓷材料有制成的纳米陶瓷材料有很好的韧性。很好的韧性。中国五棵松体育馆的玻璃表面涂有中国五棵松体育馆的玻璃表面涂有一层纳米镀膜，一旦水接触到玻璃

12、一层纳米镀膜，一旦水接触到玻璃就会形成水膜，完全浸湿玻璃和污就会形成水膜，完全浸湿玻璃和污染物，最终通过水的重力把污染物染物，最终通过水的重力把污染物带走，达到带走，达到清洁清洁的效果。的效果。现在的大厦为防止太阳辐射对现在的大厦为防止太阳辐射对建筑物内的影响，会在玻璃和建筑物内的影响，会在玻璃和幕墙之间增加一层纳米低辐射幕墙之间增加一层纳米低辐射镀膜。有镀膜。有减少太阳辐射减少太阳辐射的同时的同时外还可以有外还可以有冬暖夏凉冬暖夏凉的作用。的作用。纳米陶瓷 纳米陶瓷的特性主要在于纳米陶瓷的特性主要在于力学性能力学性能方面，包方面，包括纳米陶瓷材料的硬度，断裂韧度和低温延括纳米陶瓷材料的硬度，

13、断裂韧度和低温延展性等。纳米级陶瓷复合材料的力学性能，展性等。纳米级陶瓷复合材料的力学性能，特别是在高温下使硬度、强度得以较大的提特别是在高温下使硬度、强度得以较大的提高。有关研究表明，纳米陶瓷具有在较低温高。有关研究表明，纳米陶瓷具有在较低温度下烧结就能达到致密化的优越性，而且纳度下烧结就能达到致密化的优越性，而且纳米陶瓷出现将有助于米陶瓷出现将有助于解决陶瓷的强化和增韧解决陶瓷的强化和增韧问题问题。其硬度和断裂韧度随烧结温度的增加。其硬度和断裂韧度随烧结温度的增加（即孔隙度的降低）而增加，故低温烧结能（即孔隙度的降低）而增加，故低温烧结能获得好的力学性能。通常，硬化处理使材料获得好的力学性

14、能。通常，硬化处理使材料变脆，造成断裂韧度的降低，而就纳米晶而变脆，造成断裂韧度的降低，而就纳米晶而言，硬化和韧化由孔隙的消除来形成，这样言，硬化和韧化由孔隙的消除来形成，这样就增加了材料的整体强度。因此，如果陶瓷就增加了材料的整体强度。因此，如果陶瓷材料以纳米晶的形式出现，可观察到通常为材料以纳米晶的形式出现，可观察到通常为脆性的陶瓷可变成脆性的陶瓷可变成延展性延展性的，在室温下就允的，在室温下就允许有大的弹性形变。而且纳米陶瓷作为建筑许有大的弹性形变。而且纳米陶瓷作为建筑材料有材料有自净自净和和防雾防雾的功能。的功能。纳米陶瓷不易被粘附纳米陶瓷不易被粘附,易于清洗易于清洗,卫卫生，美观。生

15、，美观。防菌陶瓷主要用于医院和酒店的防菌陶瓷主要用于医院和酒店的建筑当中。它的自我除菌作用使建筑当中。它的自我除菌作用使环境更加卫生安全。环境更加卫生安全。Company name231随着我国推行节随着我国推行节能减排的方针，能减排的方针，工程界也越来越工程界也越来越注重建筑的保温注重建筑的保温节能性能节能性能我国目前使用的我国目前使用的比较多的仍是聚比较多的仍是聚氨酯、石棉等传氨酯、石棉等传统隔热保温材料统隔热保温材料，这些材料在使，这些材料在使用过程中容易用过程中容易产生一些对人体产生一些对人体有害的物质，有害的物质，以无机硅酸盐为以无机硅酸盐为基料，经高温高基料，经高温高压纳米功能材料

16、压纳米功能材料改性而成的保温改性而成的保温材料不仅具有很材料不仅具有很好的保温效果，好的保温效果，同时对人体也无同时对人体也无损害，是一种绿损害，是一种绿色环保保温材料色环保保温材料。5 5 纳米保温材料纳米保温材料 通过纳米技术对钢材的改性后，有着明显的功能通过纳米技术对钢材的改性后，有着明显的功能提升。例如表面自纳米化使提升。例如表面自纳米化使304不锈钢表面明显不锈钢表面明显强化，与心部相比表面硬度可以提升强化，与心部相比表面硬度可以提升2.5倍。倍。高锰钢经过纳米处理后，其表面显微硬度提高一高锰钢经过纳米处理后，其表面显微硬度提高一倍以上。倍以上。同时纳米技术可以提高金属材料的疲劳寿命

17、，据同时纳米技术可以提高金属材料的疲劳寿命，据统计经纳米化处理的统计经纳米化处理的316L不锈钢中的疲劳寿命是不锈钢中的疲劳寿命是未经处理的不锈钢的未经处理的不锈钢的1.09-1.62倍。倍。纳米改性钢材对抗酸碱腐蚀性能也有提升，大大纳米改性钢材对抗酸碱腐蚀性能也有提升，大大的延长了建筑的寿命。的延长了建筑的寿命。鸟巢所用纳米改性钢材强度是普通鸟巢所用纳米改性钢材强度是普通钢的两倍，钢的两倍，Q460钢板厚度达到了钢板厚度达到了10毫米，具有良好的抗震性、抗低毫米，具有良好的抗震性、抗低温性和可焊性等。温性和可焊性等。位于迪拜的全世界最高的建筑位于迪拜的全世界最高的建筑物哈利法塔使用了物哈利法塔使用了6.2万吨的强万吨的强化钢筋，全楼总高化钢筋，全楼总高828米，共米，共有有160层，能抗层，能抗6.2级地震。级地震。谢谢大家此PPT由3111003414和3111003415同学制作