新型防水材料

新型防水材料（共12篇）

新型防水材料 篇1

新型材料的使用需要我们进行系统的开发与利用, 近几年我国建筑市场出现了快速的发展, 因此, 如何最大化的利用新型的材料, 对于促进我国的建筑事业的发展有着积极地作用。

1 建筑防水材料现状

目前, 我国建筑市场上新型防水材料的开发主要集中在:添加型减水防水材料和防水类材料的开发设计。

1.1 添加型减水防水剂

在进行建筑时由于混凝土等特有的缺点就会使得建筑物在凝固成形的时候会出现小量细微的裂缝, 这些裂缝如果不进行处理就会导致建筑物的渗水, 因此在经过长年的积累现在研制出了许多新型的减水剂, 这些新材料的使用可以加大对于混凝土比例的调和增强建筑物的细密度, 进而减少水的加入量。添加型的减水剂由于它的适用范围较广, 但是由于它的化学元素较大, 使得它的特效性还很难独立发挥作用, 它有时需要加入其它措施的防水措施。

1.2 防水卷材类

1.2.1 高聚物改性沥青防水卷材

防水类材料是当前世界上适用范围最为广阔的主要材料之一, 由于它的原材料使用简单方便, 使得防水类的材料价格便宜因而具有广阔的市场, 并且这种原料也在逐渐的向高科技技术发展, 防水类材料有沥青作为原料转化到PVC改性沥清玻纤或聚酯无纺布油毡, 虽说防水类材料具有基础的市场, 但是它还是有许多的缺点:首先防水材料的使用寿命有限, 它在化学等因素的影响下它的寿命不能保证它能适应建筑物的寿命。其次防水材料对于建筑物的表面具有严格的要求, 这样就会增加施工作业的难度, 影响建筑物的质量。对于此种情况现在已有人提出并开始实施相对于每一种类型的防水卷材料设计一套专用或通用的胶粘剂及施工工艺与之相匹配的解决方案。

1.2.2 合成高分子卷材

它是以合成橡胶、合成树脂或此两者的共混体为基料, 加入适量的化学助剂和填充料等。经不同工序加工而成可卷曲的片状防水材料;或把上述材料与合成纤维等复合形成两层或两层以上可卷曲的片状防水材料。这种材料可以解决沥青防水过程中的许多的缺点, 它是防水卷材科技进步的主要产物之一。

除了以上我们经常使用的集中防水材料之外我们在建筑市场中还经常使用防水涂料、建筑密封材料等防水材料。

2 新型防水材料的应用

2.1 防水卷材的制备

TPV的制备方法分为共聚型和共混型两大类。共聚型是采用嵌段共聚的方式将柔性链 (软段) 同刚性链 (硬段) 交替连接成大分子, 在常温下软段呈橡胶态、硬段呈玻璃态或结晶态, 二者聚集在一起, 使材料既具有橡胶的特性又兼具塑料的性能。共混型是采用机械共混的方式, 使橡胶与树脂在熔融状态下共混形成两相结构的热塑性弹性体。共混型又分为简单机械共混和动态全硫化共混两种方法, 简单机械共混所得到的TPV在耐热、压缩永久变形、耐溶剂等性能方面存在很大的局限性, 而采用动态全硫化共混能制得高性能的防水材料。

2.2 添加型减水防水剂

防水剂自身具有良好的柔韧性, 可以适应基体的扩展与收缩, 与各种基体粘结力极强, 其粘结强度约为普通水泥砂浆的5倍, 并且抗冻融性好, 可应用于各种防水工程, 如可用于地下室、游泳池、内外墙、隧道等有防水要求的工程中。减水型防水剂不含有机溶剂, 无毒, 对生产和操作人员身体无害, 更不会污染环境, 其生产和使用易得到国家的支持。而且可在潮湿基面上施工, 无需打底, 操作简便灵活。

2.3 防水涂料的应用

防水涂料主要包括:聚合物一水泥防水涂料、丙烯酸酯类防水涂料和聚氨酯系列涂料。聚合物一水泥防水涂料可应用于迎水面作防水层。而丙烯酸酯类防水涂料宜用于屋面及墙面的防水和装饰。聚合物一水泥防水涂料、水乳型彩色丙烯酸酯类防水涂料均可在潮湿 (无明水) 或干燥的基层表面施工。聚氨酯系列涂料应在干燥的基层表面施工。应用聚氨酯防水涂料必须注意选择低毒或无毒溶剂并严格限制用量, 减少对大气环境的污染和对人身安全的影响聚氨酯防水涂料宜应用在非外露防水工程。

3 新型建筑材料的发展趋势

到目前为止, 普通建筑物的寿命一般设定在50~100年。现代社会基础设施的建设日趋大型化、综合化, 例如超高层建筑、大型水利设施、海底隧道等大型工程, 耗资巨大、建设周期长、维修困难, 因此对其耐久性的要求越来越高。此外, 随着人类对地下、海洋等苛刻环境的开发, 也要求高耐久性的材料。目前, 主要的开发目标有高耐久性混凝土、钢骨混凝土、防锈钢筋、陶瓷质外壁胎面材料、弗素树脂涂料、防虫蛀材料、耐低温材料, 以及在地下、海洋、高温等苛刻环境下能长久保持性能的材料。

1) 在大空间建筑中“第五代建材”膜材料也是一种广泛应用的新型材料, 它是由高分子聚合物涂层与基材按照所需的厚度、宽度通过特定的加工工艺粘合而成。现在它可以发挥极大承载力, 构筑灵活大空间, 并且具有自然生态美外观。大深度地下空间是目前为止还没有被广泛开发利用的领域, 随着地球表面土地面积逐年减少, 人类除了向高空发展外, 大深度地下是一个很有潜力的发展空间。与超高层建筑相比, 地下空间结构具有很多优点。例如具有保温、隔热、防风等特点, 可以节省建筑能耗。

2) SBS、APP改性沥青防水卷材仍将是主导产品, 将大力发展;高分子防水卷材重点发展EPDM、PVC (P型) 两种产品, 并积极开发TPO产品;防水涂料前景看好的是聚氨酯 (尤其单组份) 及丙烯酸类;密封材料仍重点发展硅酮、聚氨酯、聚硫、丙烯酸四大类;防水保温一体材料、刚性防水材料、防渗堵漏材料、金属屋面材料、沥青瓦、土工材料将有一定的市场。

为实现大深度地下空间建设, 需要开发能适应地下环境要求的新型材料如药剂材料、生物材料、土壤改良剂、水之净化剂等。

参考文献

[1]徐峰.我国建筑防水涂料的应用与发展.现代涂料与涂装, 2006.

[2]李官宝.王青英论地下工程防水材料的应用.学术理论与探索, 2009.

新型防水材料 篇2

还有各种卷材类，高聚物改性沥青防水卷材：巩固应用SBS、APP改性沥青防水卷材和自粘橡胶沥青防水卷材，大力发展湿铺法自粘改性沥青防水卷材，推广屋顶绿化做法及应用根阻卷材，积极应用玻纤胎沥青瓦，限制使用复合胎沥青防水卷材和纸胎油毡，禁止使用煤焦油砂面防水卷材。合成高分子防水卷材：巩固应用聚氯乙烯和三元乙丙防水卷材，提倡一次成型聚乙烯丙纶(聚酯丙纶)防水卷材与聚合物水泥黏结系统，加快研究发展湿铺法自粘合成高分子防水卷材，限制使用氯化聚乙烯防水卷材，淘汰再生胶防水卷材。

及其他防水材料，防水剂：巩固应用通用型防水剂，提倡M1500水性渗透防水剂和永凝液(DPS)，推广应用有机硅防水剂和脂肪酸防水剂。限制使用氯离子含量高的防水剂，禁止使用碱骨料含量超标的粉状防水剂。防水砂浆：积极应用聚合物水泥防水砂浆、提倡聚丙烯纤维(PP)和尼龙纤维及木纤维抗裂防水砂浆，研究应用沸石类硅质密实防水剂。大力推广应用商品砂浆(防水、保温、防腐、黏结、填缝自流平等专用砂浆)。防水材料哪些产品质量更佳，使用效果更好。选择哪种防水产品，如何选择，将是涉及到防水领域的人们首要关注的问题。

我国新型墙体材料 篇3

关键词:新型墙体材料;建筑板材;建筑砌块;非粘土砖

墙体材料是我国建材工业的重要组成部分,目前我国墙体材料约50%~60%采用实心粘土砖。实心粘土砖块体小,质量重,施工效率低,不能满足建筑高层化、施工现代化的要求。粘土砖保温、隔热、吸声、装饰性能差,不能满足现代建筑多功能的要求。因此,从可持续发展、建筑节能等角度出发,开发出具有节能、节土、利废、环保、高强、空心、大块等特点的新型墙体材料刻不容缓!

一、我国新型墙体材料的现状

目前,主要分为三大类:建筑板材;建筑砌块;非粘土砖。

(一)建筑板材

建筑板材的种类较多,特点是轻质、高强、低能耗、多功能、便于拆装、施工效率高、减少墙体厚度、降低造价等。

1.GRC轻质多孔条板。以硫铝酸盐水泥轻质砂浆为基材, 以耐碱玻璃纤维或其网格布作为增强材料, 并加入发泡剂和防水剂等制成的具有若干个圆孔的条形板。密度小,耐水,韧性好,不燃,易加工。主要用于非承重内隔墙和复合墙体的外墙面。

2.硅钙板。由钙质材料、硅质材料与纤维等作为主要原料, 经制浆、成坯、蒸压养护而制成的轻质板材。密度低,比强度高,湿胀率小,防火,防潮,防蛀,防霉,加工性能好。主要用于隔墙与吊顶。

3.石膏板。装饰性较好, 表面平整光滑,能够调节室内温度和湿度。主要用于工业和民用建筑的非承重内隔墙。

4.复合墙体板材。当一种材料制成的板材不能满足墙体的功能要求时,由不同材料组成的复合墙体板材则用上场。复合墙体板材是将墙体结构材料和保温材料合二为一,具有轻质、高强、保温、隔音、防火等特点。

(二)建筑砌块

具有良好的保温隔热性;尺寸大、砌筑效率高;生产周期短、工艺简单,生产过程中可以充分利用工业废渣和地方资源,不破坏耕地、利于环保。

1.混凝土小型空心砌块。建筑砌块中较为常用的一个品种, 主要由水泥、细骨料、粗骨料和外加剂经搅拌成型和养护制成, 空心率不小于25%。具有强度高、耐久性好、保温隔热性好、施工速度快等优点。主要缺点:易破损、易产生收缩变形、块体较重。

2.粉煤灰砌块。以粉煤灰、石灰、石膏和骨料等为原料, 经加水搅拌、振动成型、蒸汽养护制成的一种密实砌块。主要用于工业与民用建筑的墙体和基础。

3.石膏砌块。以建筑石膏为原料,经料浆搅拌、浇筑成型、自然干燥或烘干制成的轻质块状墙体材料。具有良好的保温隔热性和防火性能,适用于框架结构或其他结构中的非承重墙体, 主要用作内隔墙。

(三)非粘土砖

1.孔洞率>25%的多孔砖、空心砖。该类砖孔洞率较大, 具有良好的保温隔热性,多用于建筑的隔断墙和填充墙。使用此多孔砖和空心砖,可以节约燃料、节约粘土、减轻墙体自重、降低造价、提高工作效率。

2.混凝土多孔砖。一种替代烧结粘土砖的理想材料,以水泥为胶结材料,以砂、石为主要骨料,经加水搅拌、成型、养护而制成的一种具有多排小孔的混凝土制品。生产能耗低,节土利废,自身轻,强度高,耐久性好,施工方便,保温效果好,收缩变形小,外观规整。用于各类承重、框架填充等不同建筑墙体结构中,具有广泛的应用前景。

二、我国新型墙体材料的弊端

新型墙体材料在我国的应用只有二、三十年,在发展中遇到了一些需要改进的问题。以下是目前我国新型墙体材料在发展中存在的弊端:

(一)品种单一、规格较少,如缺少窗框砌块、圆角砌块。

(二)抗震构造不完善,目前的砌块建筑抗震设防在7度以下。

(三)产品结构落后,粘土多孔砖、空心砖占多数,非粘土砖比例较低,因此仍需消耗大量的粘土。

(四)生产规模小,生产技术落后,工艺简陋,机械化、自动化程度较差,生产效率较低,劳动强度较大。

三、我国新型墙体材料的发展趋势

(一)利用工业废弃物

国家政策明确指出,墙体材料应向节土、节能、环保发展。各种工业废弃物,如粉煤灰、煤矸石,既占用大量土地进行堆放,又严重危害环境。我国粉煤灰的排放量预计到2010年为2亿吨,煤矸石目前积存为10亿吨以上,每年还将排出煤矸石1亿吨。另外,磷石膏、脱硫石膏、钢渣、黄金尾砂、黄河淤泥等废弃物也大量占用土地,严重污染环境。因此,充分利用工业废弃物生产墙材制品已成为发展新型墙体材料的一大趋势。

(二)发展功能性墙体材料

随着经济的不断发展,人们对生活质量的要求不断提高,为此墙体材料的发展将更趋向于多功能性,例如要求墙体材料具有轻质、高强、隔热、隔声、防水、低收缩性等特点。并且,为适应现代建筑机械化施工的要求,墙体材料将向大块型方向发展。

(三)利用农业废弃物

农作物秸秆纤维可用作墙材制品的增强材料,能进一步提高其产品的机械性能。秸秆来源丰富,且价格低廉、密度低,具有良好的生物降解性。目前我国对秸秆的利用,除用于造纸、牲畜饲料外,大部分掩埋或焚烧后作为肥料,这不仅浪费了资源,而且由于焚烧产生大量烟雾,对空气严重污染。从环保和资源再生利用的角度出发,对农作物秸秆进行加工处理,制成纤维,用作墙材的增强材料,可收到经济和环保的双重收益。

(四)发展绿色墙体材料

以石膏作为原材料的墙材制品,具有安全、舒适、快速、环保等特点,备受人们的青睐。石膏煅烧温度理论上只需140℃,实际煅烧温度在300℃左右,生产能耗明显低于其他建筑材料,由此成为发展绿色墙材重点应用的原材料。充分利用工业副产石膏,既可以减缓副产物堆弃所造成的二次污染,又可以减少天然石膏的用量,节约不可再生资源,同时可大大降低产品生产成本,提高产品收益。

四、结束语

经过多年的发展,新型墙体材料被人们接受和认可的程度,有了质的变化。目前,我国墙体材料生产技术与装备制造具备了一定的基础。我相信,在政策的指引和扶持下,我国新型墙体材料将迎来一个健康、有序的大发展时期。

参考文献:

[1]王秀花.建筑材料[M].北京:机械工业出版社,2007.

新型防水材料 篇4

日前,青岛市总投资10 亿元的东方雨虹新型防水材料项目签约仪式在市行政办公中心举行,市政府、望城街道办事处分别与东方雨虹公司签订项目合作合同。项目的签订,对青岛市加快新材料产业发展,打造新的经济增长点,必将起到积极的促进作用。莱西市委书记、市人大常委会主任刘圣珍希望北京东方雨虹防水技术股份有限公司发挥行业领先优势,加快项目推进,确保早开工、快建设、早见效。她表示,莱西市委、市政府将牢固树立“发展第一、服务至上”的理念,一如既往地为项目提供优质服务,为企业发展创造良好环境。市城建局、国土局、环保局等部门要积极主动做好服务工作,充分发挥职能作用,大力支持企业的项目规划审批,力争项目早日建成,投产达效,实现互利双赢。

北京东方雨虹防水技术股份有限公司董事长李卫国介绍了项目情况,该项目由北京东方雨虹防水技术股份有限公司投资建设,主要从事防水、防腐、保温材料研发、制造、销售和服务。项目总投资10 亿元,占地面积约23 万m2,总建筑面积约13.9 万m2,项目达产后,预计年可实现产值20 亿元以上,税收1 亿元以上。

新型功能材料 篇5

摘要:本文概述了先进功能陶瓷材料的基本分类和优良性能,并对研究现状做了陈述和对未来先进功能陶瓷材料的发展做了展望.关键词: 先进功能陶瓷材料；分类；优良性能；发展概况；展望

Advanced ceramic materials

Abstract: This paper provides an overview of advanced ceramic materials the basic classification and excellent performance, and the research situation on the statement and the future of advanced ceramic materials is prospected.Key words: advanced ceramic materials;classification;excellent performance;development situation;Prospect

1.功能陶瓷材料的简要介绍

功能陶瓷材料对电、磁、光、热、化学、生物等现象或物理量有很强反应，或能使上述某些现象或量值发生相互转化的一种陶瓷材料。功能陶瓷是一类颇具灵性的材料，它们或能感知光线，或能区分气味，或能储存信息……因此，说它们多才多能一点都不过分【1-3】．它们在电、磁、声、光、热等方面具备的许多优异性能令其他材料难以企及，有的功能陶瓷材料还是一材多能呢！而这些性质的实现往往取决于其内部的电子状态或原子核结构，又称电子陶瓷。已在能源开发、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等方面有广泛应用。

超导陶瓷材料就是功能陶瓷的杰出代表。1987年美国科学家发现钇钡铜氧陶瓷在98K时具有超导性能，为超导材料的实用化开辟了道路，成为人类超导研究历程的重要里程碑【2】。压电陶瓷在力的作用下表面就会带电，反之若给它通电它就会发生机械变形。电容器陶瓷能储存大量的电能，目前全世界每年生产的陶瓷电容器达百亿支，在计算机中完成记忆功能。而敏感陶瓷的电性能随湿、热、光、力等外界条件的变化而产生敏感效应：热敏陶瓷可感知微小的湿度变化，用于测温、控温；而气敏陶瓷制成的气敏元件能对易燃、易爆、有毒、有害气体进行监测、控制、报警和空气调节；而用光敏陶瓷制成的电阻器可用作光电控制，进行自动送料、自动曝光、和自动记数。磁性陶瓷是部分重要的信息记录材料。还有半导体陶瓷、绝缘陶瓷、介电陶瓷、发光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推进剂陶瓷、太阳能光转换陶瓷、贮能陶瓷、陶瓷固体电池、阻尼陶瓷、生物技术陶瓷、催化陶瓷、特种功能薄膜等，在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用【3】。

2.先进功能陶瓷材料的发展

先进功能陶瓷是包括具有电，礠，光，声，热，力学等不同性能极其交叉偶合效应的压电，磁电，热电，光电等能量互换的功能材料，主要分类有电子陶瓷，磁性陶瓷，敏感陶瓷，光电陶瓷，生物陶瓷，快离子导体和高温超导陶瓷材料等【4】。目前，残叶规模最大的功能陶瓷是新型元期间用的信息功能陶瓷或电子陶瓷，约占60%-80%的份额，主要包括：电介质陶瓷（电绝缘陶瓷和电容器陶瓷），铁电陶瓷，压电陶瓷，微博陶瓷，半导体敏感陶瓷和磁性陶瓷等。

3.先进功能陶瓷材料的基本分类

3.1压电陶瓷

主要是以锆钛酸铅为主，应用于超声换能器，压电谐振器，滤波器，微位移器和压电驱动器等【4-5】。近年来，作为环境友好性材料，无铅压电陶瓷的研发和应用的到普遍重视。3.2电容器陶瓷

陶瓷电容器是电子技术中使用量醉倒的电容器，其成分主要有金红石，钛酸钡等。其结构有圆片式高压陶瓷，晶界层电容器和多层陶瓷电容器【5】。3.3 装置陶瓷

主要包括用于电子技术，微电子技术和光电子技术中，起绝缘作用的高压电瓷，陶瓷理念，基片及多层陶瓷封装材料等，有滑石瓷，莫来石，刚玉磁等【6】。随着高温和低温供热陶瓷技术的快速发展，陶瓷和玻璃陶瓷基板材料的需求昨年增加。3.4微波介质陶瓷

主要为钛酸盐，锌酸盐基的陶瓷和玻璃陶瓷。是一种高频，低能耗，温度稳定型电介质材料，已经广泛应用于滤波器，移相器，微波电容等现代微波通讯的关键材料。

3.5 半导体陶瓷

主要组成有钛酸钡，钛酸镁等，主要用于热敏，电敏，光敏，气敏等敏感元件和传感器中【7】。

3.6 磁性陶瓷

是制造各种磁性与电感器件的基础材料，包括软磁铁氧体，永磁材料以及纳米微晶软磁合金等，其中主要是锰锌铁氧体，镍锌铁氧体等。3.7 压电晶体

应用于以声表面波器件为主的各类高频器件，主要有石英晶体，四硼酸锂和新型雅典单晶等【8】。另外，驰豫型贴点压电单晶陶瓷等，已经在医用超声成像方面取得突破性进展和应用。3.8功能陶瓷薄膜

随着集成铁电学的深入研究，铁电陶瓷薄膜与微电子工艺的兼容，利用其贴典型，美国已成功研制了非挥发性铁电随机存储器，并且已批量生产。微小型话和集成化的不断发展，才来与器件的融合，分立和集成器件的界限越来越模糊，这使得传统的材料分类变得困难【8-10】。

3.9其他功能陶瓷

除了上述得到广泛应用的功能陶瓷外，还有很多很有发展潜能和应用前景的陶瓷材料，例如远红外陶瓷，压电复合材料，磁电复合材料，透明导电材料，快粒子导体陶瓷，生物医用陶瓷，高温超导陶瓷以及核反应堆陶瓷等【9】。

4.先进功能陶瓷材料的应用领域

高性能先进功能陶瓷材料具有电、光、磁、半导、化学等多方面的功能特性，从而在广泛的应用领域中占有重要地位，并有广阔的开拓前景。

（1）电学、电子功能材料 该领域中有各种类型的材料，例如：绝缘材料、压电材料、半导体材料、离子传导材料等，现将典型的材料列举如下：氧化铝、钛酸钡、钛锆酸铅、氧化锌系陶瓷等。

（2）磁学功能材料 铁氧体就是在这种功能的材料，铁氧体有软质和硬质之分。在软质铁氧体中，有尖晶石型和石榴石型；在硬质铁氧体中，有磁铅酸盐型【11】。

（3）光学功能材料 透光陶瓷有氧化铝、氧化镁、氧化钇；透光压电陶瓷（光电陶瓷）已知有PLZT【12】。

（4）化学功能材料 这一领域的材料中，作为敏感元件的有：气敏元件、湿敏元件和催化剂；作为氧化物有的：氧化锡、氧化锌、复合氧化物等，应用很广。（5）热功能材料 作为红外线辐射材料的有氧化锆、氧化钛。可用作热源。（6）生物体功能材料 应用在人工牙齿、人工骨、人工关节等等。以下是几种常用的先进功能陶瓷的大概分类和应用领域：

（一）电性陶瓷——可分别归纳为几大类

1．介质材料。许多陶瓷材料具有高的介电常数，称为介质材料。按其结构与性能，可分为以下几类。

（1）绝缘陶瓷。其典型代表有al2o3、aln及beo等。al2o3陶瓷已广泛用作半导体集成电路的基片与高性能的封装材料。aln具有更高的导热系数，有利于在日益增长集成度条件下热量的散失，是继al2o3之后，下一代的基片材料。beo同样具有高的导热系数，但由于铍的毒性，而且价格昂贵，限制了它的应用。

（2）铁电陶瓷。这是一大类功能陶瓷，具有铁电性，以ba-tio3、srtio3等为代表，有宽广的应用性，其中电容性陶瓷的产量及销售额占有最大的比重。

（3）压电陶瓷。铁电陶瓷经过极化处理，在大多数情况下可使其电畴转向、排列，从而具有压电性，以钛酸钡、锆钛酸铅等为其主要代表。用它们制成的器件，在水声、电声、超声、滤波、引燃、引爆等方面，有甚为广泛的应用【13】。最近，微位移器的发展，压电陶瓷及电致伸缩陶瓷发挥了很大作用。著名的huber望远镜在外层空间的位置的微小而精确的调整，就是用这种微位移器实现的。2．半导陶瓷——不少类无机物质具有半导性，被利用为在不同环境下的敏感材料，发展成为传感器。

（1）湿敏材料、器件。

（2）温度敏感材料与器件——典型的有被广泛使用的ptc、ntc器件。

（3）气氛敏感材料与器件。

（4）变阻器（varister）——sic、zno等。吸收高电压、脉冲电流，作为避雷器等。

3．离子导体。其中以掺杂cao或y2o3的四方稳定zro2作为氧离子导体，以及β”al2o3和nasicon作为钠离子导体最有代表性。前者作为在各种环境下，包括高温窑炉、烟道气、汽车尾气和钢水中测定氧的浓度等，已发展成相应的器件，获得广泛的应用。在近年来发展中的氧化物燃料电池（sofc），氧离子导体是整个系统中构成传导氧离子的电介质部件，起到核心的作用。而钠离子导体材料则是多年来引起材料界与电化学界重视的钠-硫电池的关键材料。

（二）磁性陶瓷

1．软磁材料。以铁氧体为代表的软磁材料，人们经过多年的工作，开发了几代材料，为磁记录介质的应用与发展做出贡献。它的优点之一，是更适于在高频下使用。

2．硬磁材料。另外一大类铁氧体陶瓷构成铁磁体材料，也适用于高频，同样获得广泛的应用。

（三）光性陶瓷

陶瓷材料做到透明，从而可利用其光性，是陶瓷材料制备科学的一大进步。其关键是要在烧结致密化过程中，排除其中几乎所有的闭口气孔。否则，由于存在着许多与可见光波长相似的气孔，射入光因强烈的散射作用，不能透过，使陶瓷材料失透。

1．透明氧化铝。一般al2o3陶瓷是不透明的，利用其耐高温、高硬度、耐磨损，高强度以及电绝缘等特性。但当人们掌握了在制备al2o3陶瓷时，排除其中的全部气孔，即成为透明氧化铝。现在的水平，已可制出透过95％可见光的管子，用做高压钠蒸气灯。在灯管内，温度可达1400℃，同时钠蒸气有强烈的腐蚀作用，透明氧化铝成为理想的灯管材料，现已是一巨大的产业。

2．透明mgo、zns等。是红外及特殊的窗口材料。在工业、高温实验室及国防上均有重要应用【13】。

3．透明掺镧的锆钛酸铅（plzt）陶瓷，是一种有广泛应用价值的功能陶瓷。由于可制备得到透明的材料，在光阀、光调制、光存储、显示等领域获得应用，成为光信息处理技术中的重要材料和器件。

（四）化学陶瓷即利用其化学及电化学性能的一类材料。

1．气敏材料与器件，如zno、fe2o3、sno2等。已用于气氛检测器、漏气报警及自动换气风扇等。

2．催化剂载体及催化剂——沸石、氧化铝、尖晶石以及相应的纳米材料是很好或已获得广泛应用的催化剂载体，有些经过修饰就具有很好的催化剂功能。

3．电极材料。用于诸多的电解工业，主要是碳化物、硼化物等。

（五）热性陶瓷

主要利用陶瓷，特别是涂层材料在适当的高温下具有高效率的红外辐射特性。例如以 zro2及 tio2为基的涂层，在食品、化工、医药等许多行业中获得应用。

5.先进功能陶瓷材料的发展现状

先进功能陶瓷材料已经发展成为多晶体，单晶，薄膜，多层膜，复合材料等多种材料形态的大家族，功能效应的多样性，成分和结构的复杂性和应用的广泛性，使得先进功能陶瓷材料科学发展成为一门新兴的的交叉学科，设计固体物理，晶体化学，固体力学，电子器件与信息工程科学等多学科领域【14】，具有丰富的科学内涵，目前，先进功能陶瓷已经成为新一代电子元器件残叶的关键材料，是促进信息技术重大创新的源泉和先导，是技术创新和高科技发展十分活跃的研究领域，其地位仅次于集成电路，是当今世界竞争最激烈，发展最迅速的基础性和战略性的产业。同时也是衡量一个国家综合实力和国际竞争力的重要标志之一。先进功能陶瓷以每年15%的高速度增长，大约五年年产量增加一倍，信息功能陶瓷材料及其制品的用量逐年增加，因此先进功能陶瓷材料对电子信息产业及集成电路产业发展有着非常重要的作用【15】。

6.先进功能陶瓷材料的发展前景和展望

功能陶瓷的不断开发．对科学技术的发展起了巨大促进作用．功能陶瓷的应用领域也随之更为广泛．目前主要用于电、磁、光、声、热和化学等信息的检羽、转换、传输、处理和存储等，并已在电子信息、集成电路、计算机、能源工程、超声换能人工智能、生物工程等众多近代科技领域显示出广阔的应用前景。根据功能陶瓷组成结构的易词性和可控性，可以制备超高绝缘性、绝缘性、半导 性、导电性和超导电性陶瓷；根据能量转换和耦合特性，可以制备压电、光电、热电、磁电和铁电等陶瓷；根据其对外场条件的敏感效应，可制备热敏气敏、湿敏、压敏、磁敏和光敏等敏感陶瓷【16】。高温超导氧化物陶瓷的发现，能陶瓷的研究形成了全球性的热点，高温超导陶瓷的研究开发，为未来的技术革命带来新的曙光。本世纪90年代开始的纳米功能陶瓷的研究，表明人们已开始深入到介于宏观与原子尺度的纳米层次来研究功能陶瓷的性能与结构，以期进一步开拓功能陶新的应用领域无论从应用的广度。还是市场占有率来看，在当前及以后相当一段时间内。功能陶瓷在现代陶瓷中仍将占据主导地位。因此，功能陶瓷今后在性能方面会向着高教能、高可靠性、低损耗、多功能、超高功能以及智能化方向发展【17】。在设备技术方面向着多层、多相乃至超微细结构的调控与复合、低温活化烧结、立体布线、超细超纯、薄膜技术等方向发展，在材料及应用的主要研究方向应包括智能化敏感陶瓷及其传感器；具有高转换率、高可靠性、低损耗、大功率的压电陶瓷及其换能器；超高速大容量超导计算机用光纤陶瓷材料；多层封装立体布线用的高导热低介电常数陶瓷基板材料；量大面广、低烧、高比容、用定性的多层陶瓷电容器材料等。现代工业技术的快速提高，极大地促进了陶瓷工业的发展 陶瓷产品的应用也日益扩大，因此我们可以相信现代陶瓷必将给我们的生活带来巨大的变化，渗透到我们生活的各个方面。参考文献： 【1】 张金升张银燕编著.陶瓷材料显微结构与性能.北京:化学工业出版社2007 【2】 张玉龙, 马建平编著.实用陶瓷材料手册.北京: 化学工业出版社2006 【3】 李荣久编编著.陶瓷金属复合材料.北京: 冶金工业出版社2006

【4】 潘金生, 仝健民, 田民波.材料科学基础[ M].北京:清华大学出版社.1998.【5】 金宗哲等.复相陶瓷增强颗粒尺寸效应[ J].硅酸盐学报, 1995, 23(6): 610.【6】 穆柏春.陶瓷材料的强韧化[M].北京: 冶金工业出版社.2002.【7】黄 勇.晶须补强陶瓷基复合材料界面研究进展[ J].硅酸盐学报, 1996, 24: 453.【8】 张俊善.材料强度学[M].哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社.2004.【9】 Evans A G.Perspective on the development of high-toughness ceramics [ J].J Am Ceram Soc, 2005, 75(3):187.【10】Upadhya K, Yang J M ,Hoffmann W P.Materials for ult ra2high temperature st ructural applications[J ].Am Ceram SocBull ,1997 ,76(12):51

【11】 Bronson A , Ma Y T , Mut so R.Compatibility of ref ractorymetal boride/ oxide composites at ult ra2high temperatures[J ].J Elect rochem Soc ,1992 ,139(11):3183 【12】 Fahrenholtz W G, Hilmas G E.Ref ractory diborides of zir2conium and hafnium[J ].J Am Ceram Soc ,2007 ,90 :1347

【13】 吕春燕, 顾华志,汪厚植.ZrB2 系陶瓷材料的研究进展[J ].材料导报,2003 ,17(9):246 【14】 Fahrenholtz W G.The ZrB2 volatility diagram[J ].J Am Ce2ram Soc ,2005 ,88 :3509

【15】程秀梅.含碳耐火材料中添加ZrB2 的性状和效果[J ].国外耐火材料,1994 ,11 :52

逐梦新型能源材料 篇6

孔令斌1995年毕业于兰州大学化学专业，之后进入中国石油兰州石化公司研究院从事研发工作，企业严苛的管理以及繁杂的工作不仅没有能阻止他继续求学的想法，反而坚定了他继续深造的信念。2001和2004年，他又分别获得兰州大学硕士和博士学位，之后进入兰州理工大学材料学院从事教学和科研工作。

近年来，孔令斌在新型能源材料领域做了大量基础性的研究工作，所发表的论文在SCI数据库中被引用1100余次，单篇最高被引130次。优异的成果让他荣获第八届“甘肃青年科技奖”。在多孔炭材料的结构调控与双电层电容性能研究中，针对嵌段共聚物炭化法制备的多孔碳材料的超级电容性能开展了系统的研究；研究了碳材料比容量与孔结构参数的函数关系表达式，并对其适用性进行具体的实验验证，对出现的偏差进行科学的解释。在有色金属氧化物电极材料的赝电容行为基础研究中，对材料形貌的形成机理、孔结构、电化学电容特性、电化学反应机理、电极过程动力学特征和电化学稳定性等进行了较为详细的研究；针对双金属氧化物赝电容行为的产生机理、影响因素开展了系统的研究；同时还开展了基于多孔载体的复合电极材料的结构与性能关系的基础研究。上述研究工作得到了3项国家自然科学基金和1项“973”前期研究专项的资助。

为了推进高比能超级电容器的应用进程，孔令斌开始研究活性炭和金属氧化物非对称型超级电容器的组装技术，并得到了甘肃省战略性新兴产业关键核心技术研究与开发专项基金的资助。他领导的研究小组采用化学气相沉积法在基底上直接沉积的多孔碳薄膜材料，避免了传统电极制备方法中的压片过程，且不需加入分散剂和粘结剂等添加剂。该项研究目前已经获得国家发明专利。

孔令斌不仅科研硕果累累，教学也是尽职尽责。他指导的博士研究生获得了“博士研究生国家奖学金”和甘肃省第十三届“李政道奖学金”、指导硕士研究生完成的课外科技作品获得了第三届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖和甘肃省第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。他本人也被授予“甘肃省师德标兵”及第十九届“甘肃省高等学校青年教师成才奖”。

新型仿生骨材料 篇7

在多项国家自然科学基金、天津市自然科学基金、上海纳米专项等的支持下, 天津大学材料科学与工程学院教授蔡舒与上海第二军医大学 (长征医院) 合作开展的新型仿生骨生物材料技术日前完成实验室阶段研究。

这种新型材料制作的仿生骨, 是一种钙磷基质的多孔支架材料, 孔隙率可达50%~90%, 具有良好生物活性和强度。植入人体后, 犹如放入一个框架, “引导”患者自己的骨细胞沿着框架生长, 当人体的骨细胞长成后, 框架还可以在人体内自然消解。这种材料的生物活性、降解速率都可以满足医学要求, 但支架较低的生物力学性能 (尤其是降解过程中, 随着材料的降解, 其力学性能快速失效) 是制约其作为骨修复和替代材料在临床应用的瓶颈。针对这一问题, 研究组已开展了大量研究并取得了较大进展, 但离临床应用还有一定距离。

新型墙体材料简介 篇8

墙体材料主要包括砖、板、块三大类。在目前的砌筑建筑中砖的使用量最广泛、最多。砖的种类主要有实心粘土砖、粘土空心砖、粘土多孔砖、粘土粉煤灰砖、煤矸石多孔砖、水泥沙石多孔砖和各种路面砖等。

板的种类主要有:石膏空心条板、镀锌钢丝网复合轻质夹心板、金属面聚苯乙烯夹芯板、钢丝网架水泥聚苯夹芯板、工业废渣混凝土空心隔墙条板、秸杆镁质水泥轻质隔墙条板等。

砌块的种类有:加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、混凝土小型空心砌块、石膏空心砌块、粉煤灰空心砌块等。

二、什么是新型墙体材料?

是指具有节能、节地、利废、保温、隔热、轻质、高强、抗震、环保性能的墙体材料。

三、享受税收优惠的新型墙体材料有哪些?

(一) 享受免征增值税新型墙体材料

原料中掺有不少于30%的煤矸石、石煤、粉煤灰、烧煤锅炉的炉底渣 (不包括高炉水渣) 的新型墙材产品。

(二) 享受减半征收增值税新型墙体材料目录

1、非粘土砖:

(1) 孔洞率大于25%非粘土烧结多孔砖、空心砖; (2) 混凝土空心砖; (3) 烧结页岩砖。

2、砌块:

(1) 混凝土小型砌块; (2) 蒸压加气混凝土砌块; (3) 石膏砌块。

3、墙板 (采用机械化生产工艺) :

新型防水材料在建筑中的应用分析 篇9

关键词：新型防水材料,建筑,应用,注意问题

房地市场的发展促使了建筑业的快速发展, 建筑市场对建筑材料的需求越来越大, 同时在质量上也越来越苛刻。为满足工程上对防水材料的需求, 我国先后研制了多种新型防水材料, 已经形成了多档次多系列的产品。新型防水材料一般具有抗渗透性, 操作简单, 易于掌握使用的特点, 这些新型防水材料的推广应用结束了建筑防水对纸胎油毡的依赖, 使建筑的防水性能得到极大提高。本文我们将以新型防水材料的应用和注意问题为重点做简单介绍, 为同行提供简单参考。

1 新型方式材料概况

新型防水材料在国内已经得到广泛的应用, 这极大提高了建筑物的质量。现在防水材料的品种比较多, 各个单位选择的空间也比较大, 但是由于各种新型防水材料的机理不同, 选择时还是需要慎重考虑, 通常需要考虑经济效益、实用性和环保性能, 同时施工时也是需要提前设计, 科学规划。下面我们简单介绍几种新兴的材料。

1.1 密封材料

密封材料也是建筑上最为常用的防水材料, 目前常用的有聚氨酯、氯丁胶、氯磺化聚乙烯等聚合物密封膏, 近些年比较新的产品是PVC塑性油膏、沥青油膏, 也都是聚合物密封膏, 除了这些还有聚硫和丁基密封腻子等比较常用。

1.2 防水型涂料

防水涂料是建筑上常用的防水措施之一。防水涂料目前主要有三种:合成高分子类防水涂料有聚氨酯防水涂料, 这是目前使用最为广泛和最为成功的防水涂料;沥青基防水涂料, 主要有皂液化沥青和水性石棉沥青防水涂料, 目前出现的一类新的是膨润土沥青乳液, 也使比较实用的一种;改性沥青类是使用较早的一类, 主要有水性聚氯乙烯焦油防水涂料和聚氯乙稀弹性防水涂料。

1.3 防水型卷材

防水型卷材主要是由高分子材料制造, 比如三元乙丙片材、聚氯乙烯防水卷材等。比较常用的还有氯化聚乙烯防水卷材以及三元丁橡胶防水卷材。目前较为新型的是氯化聚乙烯制作的橡胶共混防水卷材, 再生油毡是最为常用的一种防水型卷材。各个型号的材料一般都已经有国家标准。

1.4 沥青卷材

改性沥青卷材主要有以下几种, APP卷材 (用无规聚丙烯或聚烯烃类聚改性沥青, 两面覆以隔离材料所制成的改性沥青防水卷材) 、SBS卷材 (以聚酯毡或玻纤毡为胎基, 用苯乙烯一丁二烯一苯乙烯改性沥青两面覆以隔离材料所制成的改性沥青防水卷材) 以及自粘橡胶沥青防水卷材和改性沥青聚乙烯胎防水卷材。

2 刚性防水材料的应用

2.1 刚性防水材料的防水机理

刚性防水材料是通过对毛细孔等空隙结构的填充来达到防水的目的的, 毛细孔多出现在封闭的混凝土以及水泥沙石等部分的基层, 这些毛细孔相互接通, 就很容易出现渗水, 其颗粒状的物理结构决定了它的渗水性。

2.2 刚性材料具体的应用方式

根据刚性材料的选材的不同, 对毛细孔的封闭方式也有所不同, 主要的有以下三种:

1) 一些添加剂 (如防水剂、自闭树脂内的高铝水泥及水泥基渗透结晶型防水材料中的活性化学物质) 的物理性质, 具有可以和水反应, 和一些没有水化的颗粒形成不溶于水的胶体, 这种胶体可以填充毛细孔, 最终达到防水的作用。这一类材料有外加剂和防水涂料等。2) 建筑材料的膨胀作用可以为填充毛细孔提供手段。一些外加剂如膨胀剂和具有膨胀性质的无机膨胀结晶体等, 可以用来填充水泥石硬化初期留下的空隙, 同时也可以用来提高混凝土的密实度, 堵塞微型水道, 形成一道防水墙。这种方式的关键在选材上, 只要材料合适, 硬化后期的防水性能就可以提高。3) 目前比较先进的是利用高分子聚合物来渗透和填充毛细孔, 直接达到封闭混凝土和水泥砂浆中的微孔透水通道的目的, 高分子聚合物主要有聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂浆、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料、PARATEX自闭型树脂中的改性E-VA乳液。这种方式简单实用, 操作简单, 易于掌握, 是现在比较流行的方式。

3 柔性防水材料的应用

3.1 柔性材料的防水机理

柔性防水材料主要是通过在建筑物的体表形成防水膜来达到防水的目的, 把防水膜和建筑物表面粘合在一起, 也有一些新的材料不用和建筑物表面进行粘结, 比如空铺防水卷材。

3.2 柔性材料的具体应用方式

柔性材料机理比较简单, 在实际的应用中也是比较简单, 根据选材的不同可以比较简单的分类, 实际上使用时是没什么区别的, 最主要的不同还是选材的不同。一种是防水涂料, 主要是指聚氨酯、硅橡胶、丙烯酸酯等高分子材料, 使用时就是一种涂料;另外, 以石油沥青为基料的油毡和改性沥青也都以涂料来用。另一种是卷材材料, 主要有胶类 (聚氨酯、三元乙丙和丁基橡胶等) 、塑料类 (聚乙烯、聚氯乙烯和氯化聚乙烯等) 和橡塑共混类的防水卷材, 这些材料直接用作卷材就行。总的来说, 柔性材料的使用要更为简单一些, 这也是它应用广泛的原因。

4 防水材料应该注意的问题

对防水材料的使用中通常主要有以下几个问题:对防水层的选材和设防不够重视, 我们已经介绍了防水材料应用中的各种材料, 根据实际情况选材是最为重要的, 选材不合适就可能达不到设计要求;忽视保护层, 防水层由于建筑物所处环境的不同影响较大, 所以对防水层要有一定的保护, 施工中往往对保护层的重视不足, 导致防水层过早失效;对屋面细部节点的处理, 近年来屋面工程小范围渗漏多半发生在节点处, 屋面防水节点构造与处理不当, 施工操作马虎;地下室防水除结构自防水外还应在外侧附加设防, 这是最近城市建设中最为常见的问题, 地下空间的开发使得底下的防水措施也不断跟进, 但是还是需要足够重视。

5 结语

新型防水材料的广泛使用使得建筑物的质量不断提高, 但是随着现在的建筑物向精装和高级化发展, 以及一些特殊条件下的建筑需要, 新型建筑材料必将不断更新。这里我们介绍了现在新型防水材料, 以及它们的使用, 和使用时要主义的问题。希望能对同行有所帮助。

参考文献

[1]石云兴, 王泽云, 吴东, 张浩.钙矾石的生成条件与稳定性[J].混凝土, 2000.

[2]董士文.自防水混凝土外加剂使用限制条件的探讨[J].混凝土, 2005.

新型防水材料 篇10

目前,桥面防水已经引起道路工作者足够的重视,并开发出了多种桥面专用防水材料。在桥面专用防水涂料中,以沥青类居多,如各种乳化沥青产品。但是,人们并没有注意到一种在建筑上已经普遍使用的防水材料,即高聚物类防水材料。高聚物防水材料性能突出[3]:断裂拉伸强度高、伸长率大、抗撕裂和抵抗基层的变形能力较强;具有很好的耐光老化性和耐候性,使用寿命长。该类材料原料产量大、价格低,以水为溶剂,省能源、无污染。

由于还没有高聚物类桥面防水材料的行业规范,而该类材料在建筑中大量应用,有完整的行业规范,这为其应用于桥面防水提供了借鉴。本文对研制的丙烯酸防水涂料基本性能指标主要参考JC/T 864—2008《聚合物乳液建筑防水涂料》(以下称标准1)和GB/T 16777—2008《建筑防水涂料试验方法》(以下称标准2)。

1 新型高聚物防水材料基本性能研究

1.1 丙烯酸防水涂料干躁时间

1.1.1 试验仪器与方法

按标准2中第16章方法。

1.1.2 试验结果

研究所用高聚物材料的表干、实干时间分别为4 h、7.5 h,符合标准1的规定:表干时间≤4h不粘手,实干时间≤8h无粘着。

防水涂料的干燥时间对施工有一定的影响。干燥时间过长或过短,涂料中的水分就不能充分的挥发出来,容易起泡,而且在沥青混合料摊铺时容易被刺破,失去防水功能。

1.2 丙烯酸防水涂料的固体含量

1.2.1 试验仪器与方法

按标准2中第5章方法。

1.2.2 试验结果及分析

丙烯酸防水涂料的固体含量为71%,符合标准1规定:≥65%。作为水性涂料,固含量也不能太高,太高了就过于黏稠,不利于施工。

1.3 低温柔性

1.3.1 试验仪器与方法

按标准2中第13章方法。

1.3.2 试验结果及分析

在-20℃、-10℃条件下,试件均无裂纹,符合标准1规定:Ⅰ类,-10℃下无裂纹;Ⅱ类,-20℃下无裂纹。

我国许多地区年最低气温可达-21.3℃或更低,但在面层的保护下防水层温度会高一些[3]。当气温降到-20℃时,暴露薄膜和50 mm、100 mm、150 mm厚沥青面层下的薄膜温度分别为-18、-14、-10、-10℃。因此,当材料在-20℃弯曲时如果不破坏,则可判断其低温性能合格。

1.4 拉伸性能

1.4.1 评价目的

检测新型高聚物防水材料的变形能力,模拟防水材料适应桥梁变形能力。其评价指标为断裂拉伸强度、断裂延伸率。

1.4.2 试验仪器与方法

按标准2中第9章方法。

1.4.3 试验结果及分析

丙烯酸防水涂膜的断裂延伸率为900%;符合标准1规定:Ⅰ类、Ⅱ类都要求≥300%。

丙烯酸防水涂膜的断裂拉伸强度为1.7 MPa,符合标准1规定:Ⅰ类≥1.0 MPa,Ⅱ类≥1.5 MPa。桥面防水材料在桥面裂缝和负弯矩的综合作用下,承受的极限最大拉伸强度为0.9MPa,以此为标准,本高聚物材料的拉伸强度合格。

1.5 加热处理后的拉伸性能

1.5.1 评价目的

在沥青混合料铺装时,防水材料可能要经受最高达160℃的热冲击;在夏季高温地区,防水材料白天会受到30~60℃温度影响。这都可能使新型高聚物防水材料性能下降。基于此,通过对比加热前后的断裂拉伸强度和断裂延伸率,可考察高温对新型高聚物涂膜性能的影响及影响程度。

1.5.2 试验仪器与方法

按标准2中第9章方法。

1.5.3 试验结果及分析

(1)试验结果

加热处理后断裂延伸率为280%,符合标准1规定:加热处理后断裂延伸率≥200%。断裂拉伸强度为5.27 MPa,加热处理后拉伸强度保持率为310%,符合标准1规定:热处理后拉伸强度保持率≥80%。

(2)试验结果分析

从化学角度考虑,高聚物材料在加热过程中会发生热降解反应和热氧化反应,这2种老化反应都会降低高聚物材料的物理力学性能。从试验结果看,材料加热前后断裂延伸率分别为900%、280%,衰减幅度超过2/3,这种情况与理论分析一致。

1.6 不透水性能

1.6.1 试验仪器与方法

按标准2中第15章方法。

1.6.2 试验结果和分析

在0.3 MPa水压力下,30 min内新型高聚物涂膜没有出现渗漏现象,符合标准1的规定。

对屋面防水工程而言,防水材料的不透水性是指其本身在原始状态下所承受水压能力的技术指标,以一定压力下不渗水为合格,这个水压一般为0.1~0.3 MPa,持续时间最长为30 min。对桥面防水而言,防水材料本身的不透水性是桥面防水的前提条件,更为重要的是防水材料在经受热沥青混合料的摊铺和碾压作业完成后,在行车及其它荷载作用下的不透水性,这一点是桥面防水材料性能要求比较苛刻的原因之一。对此需用抗热集料刺破性能和不透水试验验证。

1.7 粘结性能

1.7.1 评价目的

考察新型高聚物防水涂料固化后与基层粘结力大小。

在建筑屋面防水和桥梁防水工程中,防水涂膜的粘结性能都是一个重要指标,二者很容易被混同。目前很多防水材料生产厂家将粘结力大小列入桥面防水涂膜性能指标,但是粘结性能的测试方法和标准却仍然采用屋面防水的方法和标准。因此,熟悉了解屋面防水工程中粘结性能的概念和测试方法,既可以考察高聚物防水材料基本性能,也可以对其是否适用于桥面防水进行初步判断。

1.7.2 试验仪器与方法

按标准2中第7章方法。

1.7.3 试验结果及分析

实测结果为0.62 MPa,对于屋面防水工程,要求粘结强度不小于0.2 MPa已留有余地,因为我国沿海最大上扬风力为0.2 N/cm2。作为参照,JC/T 975—2005《道桥用防水涂料》规定聚合物改性沥青防水涂料Ⅰ类≥0.4 MPa,Ⅱ类≥0.6 MPa。与此比较,结果是合格的。

桥面防水工程对防水材料的粘结性能要求与屋面防水工程有很大差别,它不仅包括防水层与桥面混凝土的粘结力、防水层与沥青混合料面层的粘结力,同时还必须考虑在其它荷载如行车荷载的影响下桥梁频繁变形对防水材料粘结力的影响。桥面防水层位于面层之下,故在使用期间不必考虑风力的影响。综合考虑,桥面防水工程对防水材料粘结性能的要求远远高于屋面防水工程,对此,需采用拉拔试验测试其粘结性能。

综合以上各个指标,将其中10个指标的试验结果列于表1。表1中前9个指标均来自标准1,所开发的丙烯酸防水涂料的这9个指标全部合格,第10个粘结强度指标为JC/T975—2005《道桥用防水涂料》潮湿基面粘结强度要求(Ⅰ类)。

2 结语

(1)桥面用丙烯酸防水涂料所测试的基本性能全部合格,这是桥面防水材料基本品质,是其能应用于桥面防水的基本和前提条件。

(2)在10个指标中,拉伸强度、断裂延伸率、加热处理后的拉伸强度保持率和断裂延伸率4项指标非常突出:拉伸强度实测值为1.7 MPa,符合标准中Ⅱ类要求≥1.5 MPa;加热处理后断裂延伸率实测值为280%,是标准要求最低值的1.4倍,而另2项指标实测值分别是标准要求最低值的3倍、3.9倍。这4个指标凸显出该材料用于桥面防水的优越性。只是有待于实际工程的检验。

摘要：针对桥面防水要求,提出开发新型高聚物桥面防水材料。在借鉴相关建筑防水规范的基础上,对所开发新型高聚物桥面防水材料进行基本性能试验研究。结果表明,该新型高聚物桥面防水材料10项基本性能分别符合JC/T 864—2008、JC/T 894—2001要求,其中拉伸强度、断裂延伸率、加热处理后的拉伸强度保持率和断裂延伸率4项指标非常突出。

关键词：桥面防水,防水材料,高聚物材料,基本性能

参考文献

[1]裴建中,胡长顺,张占军.桥面防水材料路用性能[J].交通运输工程学报,2001(4):33-36.

[2]裴建中.桥面柔性防水材料技术性能研究[D].西安:长安大学,2001.

新型材料——单原子石墨膜 篇11

关键词：graphene, 石墨烯， 单原子石墨膜， 新型材料

中图分类号：N04；O47；H059 文献标识码：A 文章编号：1673-8578(2012)01-0036-05

Novel Material—Graphene

QIAN Jiajun

Abstract：Graphene is a two-dimensional material, merely one atom thick sheet of carbon arranged laterally in a honeycomb lattice. Its π-valence band and π*-conduction band touch at two in-equivalent points in the honeycomb lattice Brillouin zone. In graphene, charge carriers exhibit giant intrinsic mobility and can travel ballistically over submicrons without scattering at room temperature. It is the thinnest electronic material and can be used to enable transistors operating at very high frequencies. This review analyzes trends in graphene research and applications, and attempts to identify future directions.

Keywords：graphene，novel material，one-atom thick sheet of carbon

引 言

2010年10月，瑞典皇家科学院宣布，将该年度诺贝尔物理学奖项，授予在英国曼彻斯特大学任教的两位俄罗斯裔科学家：安德列•吉姆（Andre Geim 荷兰籍，时年51岁)和康斯坦丁•诺沃塞洛夫（Konstatin Novoselov 英国籍，时年36岁)，以奖励他们在新颖材料graphene方面杰出的先驱性实验物理研究。这种新型材料，实际上是透明的，比金刚石还硬，是世界上最薄和最硬的电子材料，具有超强的导电性能和导热性能，可承受电流密度比铜高六个数量级，有可能用于制备透明触摸屏、平板阅读器、太阳能电池、复合材料、贮氢材料以及运算速度极快的超级计算机等。尽管这种材料出现的时间很短，却显现出极其丰富的物理现象和潜在的应用前景。

然而，在有关这种新型材料的报道中，一些文献与媒体将graphene一词译作“石墨烯”。虽然，按化学名词的惯例，将英文词根graphite(石墨) + ene (烯类化合物的结尾)，从字面上直译为“石墨烯”是符合一般化学译名法的，但笔者认为，如此译法不准确，容易引起混淆，值得商榷。

正如前面已经指出的，graphene 来源于英文graphite，因此中文译名中保留“石墨”这个词根是恰当的，问题是出在后面的“烯”字上。按照《新华词典》的解释［1］，“烯”是分子中含有碳-碳双键的烃类化合物的总称；而“烃”则是由碳和氢两种元素组成的有机化合物。这就是说，“烯”包含几个要素，其一是它必须是碳氢化合物；其二是它必须含有碳-碳双键；第三，它的分子结构是链状。再来看新材料graphene, 其中既没有氢元素，也不包含碳-碳双键，而且分子结构是按单键蜂房结构密集排列的，因此，把它译成“石墨烯”，会使人误认为是某种碳氢化合物，引起概念上的混淆。

实际上，在两位诺奖得主的原始文献［2-3］中，对graphene的定义很明确，就是按蜂房结构密集排列的单原子层碳薄膜，如图1a所示。换言之，graphene实际就是二维单原子层石墨薄膜。把这层石墨膜包围起来，可以构成一个零维的富勒球分子（图1b）；把单层（或多层）卷起来，则形成一维的碳纳米管（图1c）; 而把它们按三维堆积在一起，就构成了通常的体石墨（图1d）。所以，graphene材料实际就是各种碳基材料的最基本的组成原料。

由此看来，将graphene材料直译作“石墨烯”，虽然符合化学名词译法的惯例，但此种译法容易出现混淆。不如采取意译的方式，除保留“石墨”这个词根外，再加上“单原子层”的含义——即“单原子石墨膜”（简称石墨膜）为妥。本文将采用这一译名，对这种材料的能带结构、性能、可能的应用前景以及主要的制备方法做一简单介绍，以供参考。

一 单原子石墨膜能带结构及性质

单原子石墨膜（以下简称石墨膜），是碳原子在二维平面上按蜂房（苯环）结构密集排列的一层单原子碳薄膜。每个碳原子最外层4个电子，占据1个2s轨道和3个2p轨道。当碳原子彼此靠近形成单原子层碳晶格时，2s轨道与分子平面内的2个2p轨道重叠（sp2杂化），形成 σ-σ* 强共价键。此键十分坚固，把碳原子紧密地连接在一起，形成二维平面内的蜂房结构。此键对碳晶格的电导没有贡献。碳原子外层电子中剩下一个未成对的2p轨道，其方向垂直于分子平面，在形成碳晶格过程中，杂化形成π键（价带）和π*（导带）。导带与价带，在蜂房结构晶格布里渊区顶角的两个不等价点K和K’（称之为“狄拉克点”）相互接触。低能量能带结构，近似为K和K’点上的两个对顶角园锥（图2）。在狄拉克点附近，载流子能量色散关系是线性的，电子的动力学是按“相对论”处理。导带与价带的电子态具有相反的手征性（chirality）。当多数电子具有相同的手征性时，其相互作用能量降低。这点，与铁磁物质中大多数粒子具有相同自旋时，其相互作用能量降低类似。

由于石墨膜这种特殊的能带结构，使其载流子具有非常独特的物理性质。通常，在凝聚态物理中，采用薛定谔方程就足够描述材料体系的电学性质。例如，在典型的半导材料中，电子与空穴（荷正电载流子）分别占据导带和价带。导带和价带之间存在一个有限能量的带隙。载流子获得超过带隙的能量后，才能从价带跃迁到导带。电子与空穴的运动，符合一般粒子的运动规律：它们具有质量，当它们被加速时，其速度从零开始增加，而且它们的动能正比于其速度的平方。然而在石墨膜中，电子与空穴的行为完全不同于常规粒子运动规律：这里的电子与空穴具有一个恒定的速度VF (费米速度)，它不依赖于粒子运动的动能, 这一点类似于光子的行为，即光子总是以恒定光速c（约3×1010cm/s）运行。而在石墨膜中，电子与空穴的速度要比光速慢，大约是光速的1/300，即费米速度VF≈1×108cm/s。电子与空穴的运动规律不能再用薛定谔方程描述，而是要采用（2+1）维的狄拉克方程精确描述。这类准粒子称为无质量狄拉克-费米子。在形式上可以把它们看作是失去了静止质量（m0）的电子，或者是获得了电子电荷（e）的中微子。因此，实验研究石墨膜材料的电学性质，可以为从理论上探索量子电动力学（quantum electrodynamic, QED）现象开辟出一条实验研究的路径，这在基础科学研究中具有重要意义。

此外，石墨膜的特殊电子态结构，也极大地影响其中的量子输运现象。众所周知，当电子被限制在二维半导体材料中时，能够观察到量子力学增强输运现象，例如量子霍尔效应（quantum hall effect，QHE）：即在垂直于霍尔样品平面的磁场作用下，霍尔电导率（σxy）与载流子浓度（n）之间出现一系列等间距的导电率“平台”。与这些平台相对应，霍尔样品纵向的电阻率（ρxx），降低到近似为零的极小值。这个现象被称之为“量子霍尔效应”［4］。然而，对于通常的二维半导体系统，这些电导率平台与纵向电阻率极小值，是出现在传导量子（e2/h）（其中e为电子电荷，h为普朗克常数）为整数值（或分数值）的位置。对于石墨膜而言，这些平台和电阻率极小值是出现在传导量子为半整数值的位置上［3］（图3）。不仅如此，对于通常的二维半导体材料，只能在极低的温度下（例如液氦温度），才能观察到量子霍尔效应。但对于石墨膜，甚至在室温下，还能观察到这个现象［5］。这是因为在石墨膜中，载流子的行为如同一个无质量的相对论粒子（狄拉克-费米子），而且，即使在室温下，它们与声子的散射速率也是极低的缘故。

在石墨膜中，实验测量出的电子与空穴迁移率，在室温下均能超过1.5×104cm²/Vs( 4K下约为6×104cm²/Vs)。如此高的迁移率表明，载流子的运动主要是受杂质或缺陷的影响。因此，改善石墨膜晶格质量，预期迁移率或许可以达到 1.0×105cm²/Vs。虽然在所有半导体材料中，锑化铟(InSb)半导体材料具有最高的室温迁移率（7.7×104cm²/Vs），但该值是从未掺杂的高纯材料获得。一般来讲，其载流子浓度是非常低的。然而，在石墨膜中，即使在较高的载流子浓度下（n>1012/cm²），其迁移率（μ）仍然很高。换算成粒子的平均自由程长度在亚微米范围（约0.4μm）。也就是说，一个荷电载流子，大约要运行通过2800个原子间距之后才能被散射一次。这说明，在亚微米范围内，载流子实际上是弹道运行的。这种特性在高速高频碳基电子器件的实际应用中具有十分重要的意义。

二 单原子石墨膜的应用

石墨膜中载流子显示出极高的迁移率，其值不仅较硅（Si）大约100倍，比目前认为最高速材料——晶格匹配的磷化铟（InP）也高出大约10倍。因此特别适合于制备射频场效应晶体管（RF-FET）。研究者在一个2英寸的半绝缘高纯碳化硅（6H-SiC (0001)） 衬底的硅面上［6］，采用高温（1450℃）热退火方法，生长出石墨膜（单层或双层）材料。以氧化铪（ＨｆＯ２）作为栅介质，制备成场效应器件，在２英寸的片子上，霍尔迁移率在９００～１５２０cm²／Ｖｓ范围。载流子浓度约为3×1012/cm²,场效应晶体管的截止频率（f T）在射频（RF）范围。对于栅长240nm, fT高达100GHz。而同样栅长（240nm）的硅基金属氧化物——半导体场效应晶体管（MOSFET），其fT 约为40GHz ，仅为石墨膜器件的2/5。在超高频模拟晶体管器件方面，目前主要以砷化镓（GaAs）基器件为主，称之为高电子迁移率晶体管（HEMT）,应用在通讯技术领域。尽管采用石墨膜制备的高电子迁移率晶体管，其工作频率还不如砷化镓基器件，但从石墨膜所显示的室温弹道输运特性推测，对于典型的100nm沟道而言，载流子在源和漏极之间渡越时间仅需0.1 ps。如果石墨膜器件，在制备过程中仍能保持高的迁移率，例如达到2×104cm²/Vs, 在栅长为50 nm 时，场效应晶体管的截止频率（fT）有望达到太拉赫兹［7］，这将成为石墨基纳米电子学的重要里程碑。

在光电子器件应用方面，通常的无机化合物半导体材料，如砷化镓、氮化镓（GaN）等，比有机光电子材料有许多优越之处：高的载流子迁移率，高的辐射复合速率以及长期工作的稳定性和可靠性等等，使这些无机化合物半导体材料，十分适合于制备光电子器件，如光发射二极管（light-emitting diode, LED）等。然而，在大面积、可弯曲甚至可折叠的屏幕显示，或者大面积、低成本的太阳电池等应用中，上述无机半导体材料的应用，受到很大的限制。一方面由于这些材料是外延生长在晶体（如硅、蓝宝石、碳化硅等）衬底上，成本高而且尺寸不可能太大。另一方面，由于外延材料与晶体衬底之间结合得十分紧密，高的机械与化学稳定性，导致很难把外延层从衬底上剥离下来，极大地妨碍了其大规模应用。石墨膜材料的出现，或许能为解决这些难题提供了一种可能的选择途径。正如前面提到的，石墨膜在同一层碳原子之间，彼此是由强共价键结合在一起，十分牢固；而在层与层之间，是靠很弱的范德华分子键结合，使层与层之间容易分离开。利用石墨膜的这种性质，研究者［8］以它作为衬底，先在其上生长出高密度氧化锌（ZnO）纳米柱，作为中间介质层，再在其上外延生长出高质量的氮化镓。这种氮化物薄膜显示出极佳的室温下与激子相关的近带边光致发光（PL）峰，和十分微弱的深能级发射，表明氮化镓薄膜具有极高的光学质量，完全适合于制备光电子器件。不仅如此，利用石墨膜层与层之间易于剥离的特性，能将生长在其上的氮化镓外延层剥离下来，并转移到其他衬底上，例如金属、玻璃和塑料上。采用这些衬底制备的氮化镓光发射二极管，都能发出很强的蓝光，在整个300×300μm2的面积上发光均匀。在通常的室内照明条件下，用肉眼清晰可见［8］。当泵浦功率进一步增加后，引起受激发射，实验测定的阈值泵浦功率约为0.6 MW/cm²。与生长在蓝宝石、硅以及碳化硅衬底上的氮化镓器件，阈值在0.56~0.70MW/cm²值类似。此外，对于大功率光发射二极管器件而言，采用金属衬底不仅有极佳的导电性，而且还可提供良好的热传导性，有利于器件散热和提高功率。采用玻璃或塑料做衬底，则可将无机半导体材料氮化镓制成大面积、柔软可延展的全彩色光发射二极管显示屏幕，以及光伏器件的功能组件，有利于电子与光电子器件集成。

在气体分子探测方面，目前多采用固体传感器，其灵敏度较高。但在通常的固体传感器中，由于电荷有缺陷的热运动涨落，往往使器件的本征噪声要远超过探测器从单个气体分子收集到的信号，一般会高出几个数量级。而采用石墨膜材料制作传感器［9］，由于它是二维材料，整个表面积都暴露在被测环境中，吸附效率最大化；另外这种材料具有超强的导电性，当吸附或脱附一个气体分子时，会引起载流子浓度的显著变化，对应于器件电阻值呈台阶式改变，灵敏度极高，甚至达到可探测单个气体分子的水平。此外，石墨膜材料，对外部的电场，磁场以及机械应力等也十分灵敏，有望在这些实用领域内开发出新型电子器件。

三 单原子石墨膜的制备

目前，制备石墨膜的方法，主要分为两类：机械剥离法（mechanical exfoliation）［1］ 和外延生长法 （epitaxial growth）［10-12］ 。2004年，两位诺奖得主就是采用第一类方法，首先制备出单原子石墨膜材料的。通常，采用这类方法制备的材料，尺寸较小，在数十微米范围，需要把材料转移到覆盖二氧化硅（SiO₂）介质膜的硅衬底上，以便制成霍尔样品，进行电学性质测量。应当指出，采用这种方法制备出的单原子石墨膜样品，测量的电学性质与理论上预期的结果十分一致，大大促进了有关这种新型材料的理论研究与应用开发。第二类方法是，在一定的衬底表面上外延生长出大面积石墨膜材料。这类方法的优点是，可以生长出满足器件工艺要求的大面积材料，可为批量制备碳基纳米器件提供支撑。当前，这类技术有两个发展方向：一是在金属表面（例如镍（Ni）［10］, 铜（Cu）［11］, 铂（Pt）［12］ 等）上，化学气相淀积生长大面积石墨膜材料；二是采用宽禁带半导体材料碳化硅的温度感生分解法（temperature-induced decomposition ）制备［13］。第二种方法是在高温（例如 1450℃）下，使碳化硅表面的硅升华，在衬底表面上形成富碳的单原子石墨膜。由于碳化硅本身可以是绝缘的，因此无需再将单原子石墨膜外延层转移到其他绝缘衬底上，无疑在器件工艺方面是一项十分重要的优点。单原子石墨膜应用技术的关键要素是：控制厚度的均匀性，生长大面积薄膜的能力，降低缺陷密度以及提高材料的质量。

四 小 结

单原子石墨膜材料，是碳原子以σ-σ* 强共价键互相连接的二维六角形网络。具有优异的载流子输运特性，其电子的费米速度约为108cm/Vs［14］ 。可用于制备性能优于传统半导体材料，如硅、锗，以及Ш-Ｖ族化合物半导体的新一代碳基纳米电子器件与量子集成电路，在基础学科与实际应用两方面都有重要意义。

参 考 文 献

［1］商务印书馆辞书研究中心. 新华词典（2001年修订版）［M］. 北京：商务印书馆. 2001:980,1054.

［2］ Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, et al. Science ［J］. 2004, 306: 666-669

［3］ Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, et al. Nature ［J］. 2005, 438: 197-200. Zhang Yuanbo, Tan Yanwen, Stomer H L, et al. Nature［J］. 2005, 438: 201-204.

［4］Klitzing von K. Physical Review Letters［J］. 1980, 45: 494-497.

［5］Novoselov K S, Jiang Z, Zhang Y, et al. Science［J］. 2007, 315: 1379.

［6］Lin Yu Ming, Dimitrakopoulos C, Jenkins K A, et al. Science［J］. 2010, 327: 662.

［7］Lin Yu Ming, Jenkins K A, Valdes-Garcia A, et al. Nano Letters［J］. 2009, 9: 422-426.

［8］Chung Kunook, Lee Chul-Ho, Yi Gyu-Chul. Science［J］. 2010, 330: 655-657.

［9］Schedin F, Gaim A K, Morozov S V, et al. Nature Materials［J］. 2007, 6: 652-655.

［10］Iwasaki T, Park H J, Konuma M, et al. Nano Letters［J］. 2011, 11: 79-84.

［11］Gao L, Cuest J R, Guisinger N P. Nano Letters［J］. 2010, 10: 3512-3516.

［12］Gao M, Pan Y, Huang L, et al. Applied Physics Letters［J］. 2011, 98: 033101.

［13］Emtsev K V, Bostwick A, Horn K, et al. Nature Materials［J］. 2009, 8: 203-207.

新型防水材料 篇12

1.1 企业结构缺乏合理化

当下国内从事防水行业的企业近千家, 而这其中还不含一些超小规模的私人小作坊。正是行业的参差不齐、鱼龙混杂, 很多非专业的建筑防水公司利用简陋的设备, 生产出次等的防水产品, 造成了市场的混乱, 打击了正规建筑防水企业的利益市场, 损害了这个行业的良好信誉度。防水材料相对于上百万栋的庞大城市建筑物而言, 可谓僧少粥多, 然而尽管前景广阔, 但在这不超过1000家的公司中, 杂牌军所占比例不小。相比专业正规行业公司, 其缺乏成体系化的设计、施工服务, 也无法自行生产出统一规格, 质量有保证的工程配件及防水卷材。而是依靠从各个配件工厂公司分别聘用, 临时采购。

上海建筑绿化行业协会会长余露先生表示:这一现象在行业内出现, 在另一方面体现了现阶段行业确实需要有一个可以长期有效的管理机制来规范, 这也能让这个行业在发展过程中体现出更强的专业性、规范性。

1.2 防水产品市场缺乏考核和监督

假冒伪劣是防水产品市场的一个最大诟病。这些幕后小作坊利用市场规范的漏洞, 将低劣防水卷材产品重新简单加工, 包装充新, 降低价格来投入市场, 直接对于建筑物产品危害和隐患。如何将防水产品市场统一化管理, 评定、质量监督, 不是一朝一夕可以解决的, 需要有关部门制定出符合行业需求的标准, 并要长期的、坚定的来规范整个市场, 才可以引导到良性的发展轨道上来。解决好这一问题也需要各防水企业的自觉意识, 更为重要的还是要有管理监督机制来作为第三方统筹, 制定出行业完善的规范系统章程来鼓励和约束。在此也呼吁政府部门能作为主导, 行业领军企业积极参与, 加深民众的关注度, 共同建设“生态城市”!

1.3 创新性产品的研发脚步缓慢

城市发展速度日新月异, 单就上海而言, 普通高层建筑达20000幢, 超高建筑 (超百米) 达1000幢, 超过纽约两倍有余。如此大规模的建筑群对于建筑防水来说是个巨大的市场, 相比国外根据建筑物的不同, 不断研发出各类更适合的产品来满足市场需求, 而国内由于受到市场不规范、技术落后等限制, 创新性产品缺乏, 在市场上缺乏认可度, 更无法竞争于国外知名大企业。

2 防水卷材与建筑绿化的“捆绑”发展

建筑绿化的熟知度在大中型城市持续升温, 众所周知, 对于建筑绿化而言, 防水卷材的重中之重就是防水阻根的作用。高品质、高性能的优秀卷材必须具备防水、美观、阻根等综合作用。可以说, 防水卷材的发展是与建筑绿化“捆绑”在一起的, 那么具备建筑绿化施工的防水卷材有哪些具体的特质和异同点呢?

2.1 阻根防水GF卷材需要具备的特性

(1) 高柔韧性 (表层复合蓄排水毡) 的合成高分子防水卷材。

(2) 抗拉强度高, 延长性好。

(3) 具有蓄水排水功能, 无需另外设置保护毯、排水板和过滤布。

(4) 材料本身具有长久的可焊性。

(5) 能抵抗外界的化学污染。

(6) 可以回收利用, 环保。

(7) 表面光滑不易粘灰尘。

(8) 25年或以上合理使用寿命 (具体需根据材料选用的厚度和使用地情况而定) 。

2.2 建筑绿化对于防水卷材的接缝工艺需要有更严格的要求

种植屋面防水材料接缝工艺对沥青类防水材料, 热熔法高分子防水卷材PVC、TPO、HDPE等, 热风均质焊接如EPDM橡胶类 (非改性) 等, 胶黏剂、胶黏带防水涂料, 涂刷、滚涂、刮涂靠材料本身阻根阻茎好的防水接缝工艺具备以下特征:

(1) 最大幅度降低人为失误因素。

(2) 接缝处均质焊接, 无薄弱环节。

(3) 搭接处强度大于材料本身热风均质焊。

2.3 种植屋面防水阻根材料通常采用方式

2.3.1 化学阻根

对沥青类防水材料, 不加阻根剂 (0.3-0.4%) 是不能通过FLL阻根检测的, 但阻根剂只能阻根不能阻茎。

2.3.2 物理阻根

(1) 加入铜胎基等金属薄膜, 如铜胎基改性沥青卷材。

(2) 靠材料自身的强度和接缝的牢度, 如PVC、TPO、HDPE等。

二者结合是阻根阻茎之道。

进行植物根阻拦实验是检验防水阻根材料优劣的最有效的方法。除了要满足不同的屋面防水材料参数外, 种植屋面防水卷材必须通过根阻试验, 按照pr.DIN EN 13948的规范来确定卷材是否为根阻材料。德国绿化组织 (FLL) 已发表了一份关于种植屋面的指南并且在1980年开发了卷材的抗根刺试验。按照FLL对根阻的要求是在加热的温室内通过两年的试验观察来确定起抗植物根 (灌木Pyracantha coccinea) 、 (软) 根状茎 (Agropyron repens) , 在一个开放式的玻璃大棚内针对Alnus incana的根, Agropyron repens的根状茎的4年的试验观察。EN 13948却规定只需对Pyracantha coccinea的根做两年的试验。

2.4 常用的适合建筑绿化特殊卷材固定方式

2.4.1 机械固定法

机械固定卷材防水屋面系统分为轻钢屋面机械固定系统和砼屋面机械固定系统。系统具有防水极佳、自重超轻、受天气影响小、极易维修、色彩丰富美观、环保等特点。构造简单, 只有隔汽层、保温板、防水卷材 (复背衬) 三个层次, 系统成本低、通用性广。

注:防水卷材全部铺设固定完工后, 应该立即做蓄水试验, 确保卷材本身和接合处无渗漏水现象出现。

施工前

施工中

施工后

2.4.2 胶粘固定法

胶粘固定卷材防水屋面系统分为轻钢屋面胶粘固定系统和砼屋面胶粘固定系统。系统采用带背胶或涂胶的高分子PVC TPO防水卷材作为屋面覆盖层。具有防水极佳、自重超轻、保温性能好、无冷桥、不破坏基层、极易维修、色彩丰富美观、环保等特点。

2.4.3 空铺压重固定法

空铺压重 (松铺压重) 固定屋面系统用鹅卵石、混凝土板、土砖和砂浆、铺板和支撑件重压卷材, 以抵抗风荷载。具有施工简单快捷、系统成本低、保护防水层、延缓防水层老化等特点, 广泛运用于停车场屋面、地下屋顶板、上人屋面等。

3 南昌江中药谷屋顶绿化案例

位于南昌新建县的江中药业集团所建设的一个大型制剂生产基地。总占地面积达到2800亩。屋顶实行无砖无瓦, 屋面及坡面绿化总面积达到近3万m2。其运用的GF最新型自粘性卷材全覆盖铺贴, 全自动热风焊接, 整个建筑物好似披上一件防水雨披。

对于如此大面积的屋顶建筑绿化, 自粘性防水卷材使用面积超过3.5万m2。经过层层测试实验, 验证适用于建筑绿化的防水阻根功能, 使用年限可以达到25年之久。

4 结语

建筑防水新材料、新工艺应该体现在适用于现代建筑的实际应用上, 对于建筑绿化而言, 防水卷材是不可或缺的, 也是核心技术。介于墙面与植物之间的阻隔物, 不仅仅是技术本身的竞争, 也是品牌度、针对适用度的竞争, 创新性卷材的开发必不可少。

摘要：本文主要阐述了随着城市建筑绿化的发展, 作为其中重要一环的建筑防水材料, 不仅要在防水保温、美观耐用的功效中体现, 更要在结合建筑绿化的过程中, 起到阻根穿刺、延长建筑物面寿命的作用。