浅谈新型建筑材料的研究原理

李舜 盛大淮 佴震

摘要：当今社会，建筑业无疑是国家经济发展的重要组成部分，而随着建筑业的蓬勃发展，各种建筑材料的需求也日益扩大，但随之而来的问题也逐渐地摆在了人们的眼前，那就是传统的建筑材料越来越难以适应建筑业日益发展需要，在如此形势下，人们对新型建筑材料的呼声越来越多，建筑材料的发展面临着巨大的挑战和机遇。本文在经过对几种传统建筑材料进行创新研究后，将其中的研究原理及如何应用详细论述，来说明其重要性，并对以后的新型建筑材料的研究提供参考。

关键词：新型建筑材料;建筑业;研究原理;

1 新型防水材料的研究原理

1.1水溶性聚氨酯化学灌浆材料

低粘度水溶性聚氨酯化学灌浆是由过多的多异氰酸酯与多羟基化合物预制成含有游离异氰酸酯基的低聚氨基甲酸预聚物，通过高压注入将单组浆料注入到混凝土的裂缝中，一旦遇到水就会乳化、溶胀和固结，形成弹性体。产生大量二氧化碳，第二渗透压力也因此形成，弹性体将受到灌浆压力与二次渗透压的共同作用，并将填充所有裂缝并阻塞水侵入混凝土裂缝，从而达到防渗、堵漏的效果。该材料曾被应用在河南回龙抽水蓄能电站中，并取得了良好的效果。

1.2 新型抗盐型丙烯酸聚合物复合材料

聚合通过水溶液聚合法进行。将氢氧化钠按比例制成一定浓度的溶液，冷却后，将其滴加到丙烯酸单体中，并用冰水冷却以控制中和度。再将一定量的膨润土矿物加入其中，充分搅拌并混合。使用超声波破碎仪将其分散一段时间。将引发剂过硫酸钾添加到蒸馏水中以使其溶解，将其添加到分散的泥浆中，搅拌并充分混合。将混合后的浆液放入60℃的干燥箱中反应2.5 h。当所有溶液变成凝胶并且丙烯酸的气味无法闻到时，将其取出。将凝胶切碎成小块，将其放入80℃的干燥箱中，干燥，压碎并筛分140目（109μm）备用。对应于三种改性膨润土样品的复合防水材料分别表示为BPN（W），BPN（X）和BPN（L）。

2 新型混凝土的研究原理

2.1 新型混杂钢纤维增强自密实混凝土

该混凝土主要由净浆、砂和钢纤维组成，各成分的含量对其工作性能和机械性能有重要影响。为确保混凝土拌合物的工作性能，首先要进行水胶比不同的净浆的流动性试验，选出最佳的流动性满足要求净浆混合比。其次，确定合理的平均涂层厚度和砂纤比，计算各成分的含量。最后更改纤维体积分数以优化配合比设计。目标性能在使混凝土达到自密实的要求的基础上，其抗壓强度大于100MPa或抗弯强度大于15MPa。

2.2新型硫铝酸盐水泥泡沫混凝土

根据混合比例，在水中添加硫铝酸盐水泥，粉煤灰，硅粉和硬脂酸钙（泡沫稳定剂）并搅拌，直至形成均匀的水泥浆。将发泡剂（氯化铝和碳酸氢钠）添加到上述水泥浆中并快速搅拌，以使发泡剂均匀地分散在水泥浆中，从而获得泡沫混凝土浆。将泡沫混凝土浆液注塑成型，脱模并固化至合适的龄期，以测试其性能。其起泡原理是在通常情况下，二氧化碳的主要产生方式是碳酸根离子和氢离子的化学反应。由于硫铝酸盐水泥浆为碱性（测试过程中测得的pH值为11.12），因此上述产生二氧化碳的方式在硫铝酸盐水泥浆体中无法实现。因此，该实验寻求一种可以在碱性环境条件下产生二氧化碳的方法。由于碳酸氢根离子和铝离子在有水条件下会发生双重水解反应以产生二氧化碳气体，因此可以实现在硫铝酸盐水泥浆中起泡的目的。

3 新型减水剂的研究原理

3.1 新型粉体早强型聚羧酸减水剂

将温度计、搅拌器和冷凝器安装在四口烧瓶上，在四口烧瓶中加入一定量的HD-5000，加热至85°C，在单体熔融后打开搅拌系统，并加入巯基乙酸酸（TGA）和偶氮二异丁酸二甲酯（AIBME），将温度保持在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，将其保温2小时。加入三乙醇胺以调节至中性。凝固后，用低温冷冻粉磨机进行研磨，以制备新型的粉末早强型羧酸减水剂。

3.2 新型聚醚EPEG常温制备保坍型聚羧酸高性能减水剂

在装有温度计和搅拌桨的四口圆底烧瓶中加入EPEG和一定量的去离子水，并在常温下搅拌使其溶解。将EPEG溶解后，一次添加过氧化氢，然后分别添加丙烯酸和保坍功能小单体混合溶液A、链转移剂、L-抗坏血酸和过氧化氢混合溶液B，将混合溶液A和B分别滴加40分钟和1小时，滴加完成后，将温度保持0.5小时，并加入一定量的浓度为30%的氢氧化钠溶液的聚合产物，并中和至pH 6±1，所得溶液为保坍型聚羧酸高性能减水剂。

4新型露石剂的研究原理

使用露石剂的目的是在混凝土板的表面上产生一定的露石高度。本文研究的露石剂主要包括G-E，G-F和水三个成分，其中G-E和G-F的主要成分是高碳糖。高碳糖露石剂可以吸附在水泥颗粒的表面，降低水泥-水系统的自由焓并提高稳定性，抑制水泥颗粒的凝聚，并有效地减慢水泥中的四种活性矿物成分（硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，铁铝酸四钙）与水反应的速率，是有显著效果混凝土表面处理材料。在将高碳糖露石剂喷涂到混凝土表面后，可以将水泥砂浆的凝固时间延迟在一定的厚度范围内，从而使表面混凝土的凝固要晚于内部混凝土的固。之后，将未凝固的水泥砂浆用水冲洗掉，使部分石子露出以形成粗糙的表面，以增强沥青表层的嵌锁和咬合效果，并提高剪切强度和粘结强度。之后，根据水，G-E和G-F的质量比不同来制备高碳糖露石剂，随后做露石试验，根据所得的露石效果确定最佳配合比。

5结语

本文详细地论述了几种不同的新型材料的研究原理。而随着社会对建筑材料发展的重视，越来越多的新型材料也正在研制中，其中有一些不但已经研制成功，甚至已经开始应用到实际的生产过程中。现代社会离不开创新，新型建筑材料的出现无疑带动了一股发明的新趋势，它给建筑业乃至整个社会带来了新的发展前景，随着时间的推移，新型建筑材料必将会走进建筑业的每个角落，从事建筑业的人们也必将迎来全新的挑战和机遇。

参考文献

【1】翟祝贺，盛亚龙，刘永川，王治，周祎，李玉春. 新型防水防渗材料在回龙抽水蓄能电站中的应用【J】.新型建筑材料，2019.

【2】王菲菲，应晓儿，于干，施钤，徐传云. 新型抗盐型丙烯酸聚合物/膨润土复合防水材料的性能研究【J】.新型建筑材料，2019.

【3】于婧，雷实满，梁兴文，刘小军，李林. 一种新型混杂钢纤维增强自密实混凝土的配合比设计方法【J】.建筑材料学报，2017.

通讯作者：盛大淮 山东协和学院

山东协和学院 山东济南 邮编 250200