发光混凝土的研究进展与展望

■黄鹏飞，袁大伟 ■新乡学院土木工程与建筑学院，河南 新乡 453000

发光混凝土是一种利用长余辉材料和混凝土相结合形成的一种新型建筑材料。随着我国社会经济的快速发展，人民的生活水平也迅速提高，对于普通的混凝土已经不能完全满足对丰富生活的多种需求。因此，使用新型的发光混凝土可以在一定程度上满足人们的需求，而且这样的发光混凝土是节能型，环保型，装饰型，亮化型，因此必将在未来得到广泛的应用。

1 发光混凝土发展及应用

1.1 长余辉材料

长余辉发光材料简称长余辉材料，又被称为蓄光型发光材料、夜光材料、其本质是一种光致发光材料，它是一类吸收能量如可见光、紫外光、X-ray 等、并在激发停止后仍可继续发光的物质，他能将能量储存在能陷里，是一种具有应用前景的材料。

长余辉材料在早期就有应用，许多的天然矿石本身就具有长余辉发光特性，应用于制作各种物品，如“夜光杯”、“夜明珠”等。真正具有文献记载的要是在宋太宗年代有人利用长余辉颜料绘制的“牛画”，他画中的牛可以在晚上发光。

虽然，长余辉材料在早期就有应用，但是还未应用在建筑材料当中。如果把这种材料与建筑混凝土相结合形成一种新型的发光混凝土，那么必将在今后的建筑行业中得到广泛应用。

1.2 仿大理石彩色发光混凝土

中建商品混凝土成都公司技术中心通过选用长余晖石作为原材料，经过在其表面打磨以及在内等一系列技术工艺，研制出一种仿大理石彩色发光混凝土并在成都某建筑工程施工中得以成功应用。

对于天然大理石具有一定的辐射，这使它在使用上受到了明显的限制，然而这种仿大理石彩色发光混凝土他既保留了天然大理石的特性，又避免了它的辐射性，同时兼具发光等特点，也符合人们美感享受的实际效果，而且也够实现建筑物与周边环境有机地自然融合，是一种新型的绿色环保且色泽美观的建筑材料。

这种混凝土仿大理石花斑效果明显，而且它可根据需要形成不同花纹颜色，且在夜晚或暗处能够储能自动发光，表现出了高端、大气的风采与格调。它在白天表现出的花纹不仅漂亮，而且在夜晚利用它的发光特性起到了照明指示的作用，是一种兼具观赏与节能双重效用的优良装饰材料。这种混凝土在成都市区的成功应用，也完全符合两型社会和城市低碳环保的理念。

1.3 发光路面

随着人均拥有汽车量的增加，人们对公路交通安全的关注度越来越高，夜间行车的可视性差成为影响交通安全的主要隐患。因此，如何才能保证在夜间的行车安全成为了交通的重要话题。这时发光路面就出现了。发光路面的原理是利用长余辉发光材料掺杂在混凝土中，白天吸收太阳能及可见光，在夜晚持续发光为行人和驾驶员照明。

发光路面它是利用环氧树脂改性沥青通过将发光材料直接加入其中而制成的，这样的路面与涂料涂覆的发光路面相比具有的显著优点是力学性能优秀，但最大的缺点是发光物质的发光强度将会降低。

1.4 发光混凝土砖

在建筑施工过程中，混凝土砖也是必不可少的材料之一，普通的混凝土砖已经非常常见，但是发光混凝土砖可以说是一种创新。发光混凝土砖的生产制作分为底层和面层。底层为混凝土，和普痛的混凝土配比一样，而面层却截然不同，发光砖的面曾由白水泥，发光粉，反光粉，石英聚氨脂耐磨材料和水组成。

它可以用在路标，公路分界线等领域。在夜晚，没有路灯的情况下，这种发光混凝土砖发出的光可以指示汽车行走，指示行人在人行道上行走。同时它也可以应用到现浇的楼梯和房屋的预制上，在黑夜可以清楚地显示出楼梯的阶梯，防止摔倒而引起的事故。可以用在地铁通道指示行人，同时增加美感。还可以用在广场、公园、游乐场等地。铺出各种美丽的图案，起到美化亮化的作用。

因此，发光混凝土将会是在未来的建筑行业当中的创新，而且符合当今社会发展的潮流。

2 发光混凝土在现实应用中的问题

(1)在发光路面中环氧沥青混凝土具有优良的力学性能，与目前应用的沥青相比较具有与众不同的特性。环氧沥青混凝土是一种热固性材料，高温时只会变软而不会有多余的沥青渗出，它固化后不会像普通的混凝土出现渗漏，而且抗油侵蚀的能力也比其他沥青混合料要强得多，尤其在高温条件下不易产生破坏，环氧沥青混凝土作为钢桥面铺装用材料，具有很好的应用前景。同时将发光材料直接和环氧沥青混凝土混合进行路面铺设，可以它不但满足公路路面对材料力学性能的要求，而且在晚上也起到了发光照明的作用。但是由于沥青，沙石不透明导致发光材料的发光强度降低。

(2)发光混凝土砖在制备的过程中由于是分层的，因此两层之间是否有良好的和易性和粘结性，在应用的过程中会不会分层很明显而引起建筑物的脱落，而且这种混凝土砖的强度是否会因为增加的发光物质而降低或改变，同时混凝土的耐久性会不会改变，施工是否能达到质量要求。

(3)发光混凝土在制备过程中由于是在混凝土中加入了长余辉材料，那么它们之间是否会出现不同的化学反应，而且之间的和易性是不是像想象中的那么好，同时存在最为重要的问题是那制备好的混凝土它的力学性能也是否有所改变呢?这都是未知的现象。同时长余辉材料自身的发光性能也将会有所降低。

3 发光混凝土问题的解决方法

为解决长余辉材料加入混凝土后发光强度减弱的问题，将会对其采用分层施工的方法进行。

对于发光路面，可应进行分层施工。底层的施工是用环氧沥青按照规范要求的范围进行配合制备，在这一过程中可以添加一定的添加剂。使其充分显现出环氧沥青的力学性能。而面层的施工，沙石10%，沥青30%，环氧树脂及固化剂30%，包覆发光粉30%，长余辉材料半径5-15um，面层厚度5mm 左右。先将包覆荧光粉与环氧树脂混合，以后的过程与底层施工相同。这样的路面力学性能可以保障同时也起到发光作用。

在发光混凝土砖制备工程由于砂石的不透明性可以选用大骨粒的建筑材料，按照普痛的混凝土配合比制备，这样的混凝土砖只是普痛的砖，也将会有一定的孔隙，那么接下来对于这些孔隙可以使用长余辉材料将其密实起到发光的效果。最后还需要在发光混凝土砖的表面涂上长余辉发光的颜料让其充分达到发光的作用。对于发光混凝土砖使用的是大骨料混凝土，然后加入长余辉材料，也许之间的和易性不是很理想，但是可以在其中加入一定量的固化剂使其充分混合。

4 展 望

对于发光混凝土在未来的建筑行业中，它在民用建筑，高层地标性建筑，以及道路交通方面都将会得到广泛的应用，它是一种节能型，环保型，装饰型的新型建筑材料。而且它自身的优越性必将代替普痛的混凝土，去满足人们对丰富生活的多种需求。对于普痛的路标在长时间后都将变得模糊不清，而且在晚上也没有灯光时也不能显现出来。对于发光混凝土可广泛应用于各种建筑室内与室外的地面、景区的装饰，如人行道、地铁通道、停车场、社区广场、园林小路等各种公用场所，其应用前景相当广阔。

长余辉发光材料在夜光材料方面已经得到广泛的应用，在交通方面的应用目前主要是在道路标线上的应用，而关于道路发光的报道目前世界上还非常少，几乎没有公开的文献，因此还有巨大的研究空间。而目前对于长余辉材料的发光机理仍然没能取得共识，这也成为稀土长余辉材料发展的制度。只有当长余辉发光的理论系统发展完善，才能进一步促进长余辉材料的研究及应用。

将混凝土中加入发光材料所制成的发光混凝土，它可以满足建筑材料的力学性能，但是最大的问题是由于水泥、砂石的不透明特点将会导致发光材料的发光强度降低，这还是一个缺点，因此如何能在满足材料力学性能的同时而又不降低发光材料的发光强度，在今后待进一步的研究。

［1］刘章华.发光混凝土砖面层配合比的实验研究.

［2］袁野.环氧沥青发光路面的研究.

［3］四川新闻网成都2013 年12 月11 日讯.

［4］沈文荣.工民建中混凝土施工的质量监控.