1.4納米導(dǎo)電涂料 

　　日本松下公司已研制成功具有良好靜電屏蔽作用的納米復(fù)合涂料,所用的納米粒子有Fe2O3、TiO2、ZnO等。這些具有半導(dǎo)體特性的納米氧化物粒子在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導(dǎo)電特性,同時(shí),納米氧化物粒子的顏色不同,這種涂料不但具有靜電屏蔽特性,而且克服了涂料顏色的單調(diào)性。 

　　1.4.1納米高力學(xué)性能涂料 

　　當(dāng)涂料的重要組成部分顏料顆粒達(dá)到納米級大小并分散在涂膜中時(shí),由于比界面很大,具有很大的結(jié)合力,對有機(jī)涂層有一定的增強(qiáng)作用,提高了涂層的硬度、抗沖擊性和耐磨性。此外,納米顆粒還可以降低涂層在干燥過程中的殘余應(yīng)力,從而增強(qiáng)涂層的附著力。研究表明[8],納米SiO2顆粒在紫外光固化涂料中可明顯提高涂膜的硬度和附著力,并且經(jīng)納米材料改性后的家具表面漆、汽車面漆的耐磨性和耐刮傷性也有很大提高。 

　　2納米技術(shù)在混凝土材料中的應(yīng)用 

　　隨著社會工業(yè)化的深入發(fā)展和我國基礎(chǔ)建設(shè)的廣泛開展,水泥混凝土作為一種傳統(tǒng)的建材,其產(chǎn)量和用量都在不斷地增加,高性能混凝土已成為水泥基復(fù)合材料領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。同時(shí),許多特殊領(lǐng)域要求水泥混凝土具有一定的功能性,如希望其具有吸聲、防凍、高強(qiáng)且高韌性等功能。納米材料由于具有小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面及界面效應(yīng)等優(yōu)異特性,因而能夠在結(jié)構(gòu)或功能上賦予其所添加體系許多不同于傳統(tǒng)材料的性能。利用納米技術(shù)開發(fā)新型的混凝土可大幅度提高混凝土的強(qiáng)度、施工性能和耐久性能。 

　　2.1納米礦粉在水泥混凝土中的應(yīng)用 

　　納米礦粉如納米SiO2、納米CaCO3和納米硅粉等不但可以填充水泥的空隙,提高混凝土的流動度,更重要的是可改善混凝土中水泥石與骨料的界面結(jié)構(gòu),使混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性與耐久性均得以提高。 

　　有研究報(bào)道,當(dāng)納米材料的添加量為水泥用量的1%～3%,并在高速混合機(jī)中與其他混合料進(jìn)行混合后,制備的納米復(fù)合水泥結(jié)構(gòu)材料在7d和28d齡期的水泥硬化強(qiáng)度,比未添加納米材料提高約50%,而且韌性、耐久性等性能也得到較大的改善。李穎等人[15]研究了硅灰和納米級SiO2對水泥漿體需水量的影響。研究表明,當(dāng)納米級SiO2摻量達(dá)到水泥用量的8%時(shí),水泥漿體的需水量增大一倍。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)將水泥用量8%和10%進(jìn)行復(fù)合添加時(shí),納米級SiO2的小球體填充于硅灰顆粒之間,與硅灰形成很好的顆粒級配結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩者同時(shí)添加且納米級SiO2為l%和硅灰為9%時(shí),需水量并未雙倍增加,可見兩者的交互作用十分明顯。

　　2.2納米金屬粉末在混凝土中的應(yīng)用 

　　由于納米材料的表面效應(yīng),增加了納米材料的活性,使得納米金屬粉末具有兩個(gè)特殊性能,其一是納米金屬粉末的強(qiáng)度、硬度高,并隨著晶粒尺寸的減小,其強(qiáng)度、硬度不斷提高,同時(shí)還表現(xiàn)出非常好的塑韌性;其二是納米金屬粉末是一種良好的吸波材料。利用上述納米金屬粉末的特殊性能,如果把它摻入到水泥混凝土中,可制成具有功能性的電磁屏蔽混凝土。
 

　　2.3納米金屬氧化物在混凝土中的應(yīng)用 

　　銳鈦型納米TiO2是一種優(yōu)良的光催化劑,它具有凈化空氣、殺菌、除臭、表面自潔等特殊功能。利用納米TiO2具有凈化空氣的特性來制備光催化混凝土,它在凈化機(jī)動車排出的尾氣時(shí)發(fā)生了光催化反應(yīng),對機(jī)動車輛排放的二氧化硫、氮氧化物等對人體有害的污染氣體進(jìn)行分解去除,起到凈化空氣的作用。 

　　利用納米金屬氧化物材料可以進(jìn)行電磁屏蔽,還可以用來制備智能水泥混凝土,如自警水泥混凝土等。這種水泥混凝土具有較強(qiáng)的導(dǎo)電性能,同時(shí)還具有傳感作用。這種智能型水泥混凝土可用于土木工程結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)和長期監(jiān)測,便于監(jiān)控混凝土結(jié)構(gòu)的開裂與破壞情況及其損傷評價(jià)、檢測車重與車速等,這對混凝土性能的檢測是一場革命。 

　　2.4聚合物/無機(jī)納米復(fù)合材料在混凝土中的應(yīng)用 

　　由于聚合物/無機(jī)納米復(fù)合材料的優(yōu)異性能,使得有關(guān)它的理論和應(yīng)用研究成為當(dāng)前復(fù)合材料的熱點(diǎn),它也有可能應(yīng)用于水泥混凝土中。把聚合物/無機(jī)納米復(fù)合材料用于水泥混凝土中,不僅可以提高混凝土的抗壓、抗拉和彎曲強(qiáng)度,而且可提高其耐久性。在混凝土混合料中摻入一定量的聚合物/無機(jī)納米復(fù)合材料,使之均勻分散在混凝土中,利用聚合物/無機(jī)納米復(fù)合材料的導(dǎo)電性能,測試電阻的變化,建立電阻與荷載之間的模型,從而可以預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。