彭 奧 黃文杰 徐 雯 譚淑珍

前言

無(wú)機(jī)熒光材料的代表為稀土離子發(fā)光及稀土熒光材料，其具有吸收能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)。而作為代表的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料則常運(yùn)用于生活中。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)余輝材料，其本質(zhì)上是一種光致發(fā)光材料。而發(fā)光混凝土是一種由長(zhǎng)余輝材料和傳統(tǒng)混凝土材料結(jié)合形成的新型建筑材料，發(fā)光混凝土不僅具有基體混凝土的強(qiáng)度特性，同時(shí)具有長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的發(fā)光性能。因此發(fā)光混凝土?xí)趯?lái)的工程中具有更多的實(shí)用性。

長(zhǎng)余輝發(fā)光材料又稱(chēng)夜光材料，在白天能吸收太陽(yáng)光或人工光源的能量，并將光能儲(chǔ)存起來(lái)。在晚上又緩慢地把儲(chǔ)存的能量以可見(jiàn)光的形式釋放出來(lái)，在光源撤除后仍可長(zhǎng)時(shí)間發(fā)出可見(jiàn)光。它不消耗電能，僅利用儲(chǔ)存的能量即可在較暗的環(huán)境中發(fā)出可辨的光源，實(shí)現(xiàn)良好的低度應(yīng)急照明以及交通指示標(biāo)識(shí)和建筑美化，是一種“綠色”光源材料。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的發(fā)光亮度高、發(fā)光持續(xù)時(shí)間久、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、安全環(huán)保可應(yīng)用于建筑、交通、安全應(yīng)急等領(lǐng)域。

1 長(zhǎng)余輝材料與混凝土材料結(jié)合的可行性

傳統(tǒng)建筑材料多采用混凝土材料作為建筑材料主體。傳統(tǒng)混凝土材料通常以碎石為粗骨料骨架，配合以細(xì)骨料、水泥、水結(jié)合而成，具有凝結(jié)硬化前和易性好，與鋼筋具有良好的粘接力，抗壓性能優(yōu)秀以及耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。但混凝土建筑表面較為灰暗不具備裝飾照明功能。而以稀土元素激活的堿土鋁酸鹽制備的發(fā)光石，特別是長(zhǎng)余輝發(fā)光石正好彌補(bǔ)了這個(gè)缺點(diǎn)。發(fā)光碎石同樣具備其他無(wú)機(jī)熒光材料安全環(huán)保，致發(fā)光性的優(yōu)點(diǎn)。且在與傳統(tǒng)混凝土結(jié)合過(guò)程中，以發(fā)光石作為基體混凝土的粗骨料，通過(guò)水泥等膠凝材料結(jié)合得相對(duì)牢固。因此制備出的發(fā)光混凝土依舊具有抗壓強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)。

2 發(fā)光混凝土磚的制備

混凝土磚在建筑施工過(guò)程中必不可少，普通混凝土磚的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍。但發(fā)光混凝土磚的應(yīng)用還處在初始階段。

發(fā)光混凝土磚的制作分為兩步。首先應(yīng)鋪設(shè)一層普通混凝土基底。而上層需采用發(fā)光石作為混凝土的粗骨料，仿照露骨混凝土的做法，將發(fā)光石粗骨料裸露出來(lái)以達(dá)到吸收太陽(yáng)光并在夜間發(fā)光的作用。在上層混凝土制作的過(guò)程中還涉及表面平整度打磨等工序以保證不會(huì)出現(xiàn)發(fā)光石本身的發(fā)光性能被水泥等膠凝材料遮蓋等問(wèn)題。圖1為以長(zhǎng)余輝材料制備的發(fā)光露骨混凝土在白天于夜間的發(fā)光效果對(duì)比。

圖1 長(zhǎng)余輝材料制成的發(fā)光露骨混凝土磚

另一種發(fā)光混凝土磚的制備方式則仿照水磨石地面的做法，將表層發(fā)光石骨料徹底打磨平整。此方法制備的發(fā)光混凝土磚面層光滑，可用于室內(nèi)地面鋪設(shè)以及景觀工程中。

3 發(fā)光混凝土磚在道路交通工程中的應(yīng)用

由于發(fā)光混凝土同時(shí)具備了普通混凝土的抗壓性能以及無(wú)機(jī)熒光材料的發(fā)光性能。因此在交通道路安全中，發(fā)光混凝土能在夜間行車(chē)過(guò)程中為司機(jī)提供良好的行車(chē)視野。特別在某些電力不足，路燈照明不利的路段，發(fā)光混凝土能極好地為司機(jī)提示路段走向，彎道情況，正確車(chē)道等重要信息?？珊艽蟪潭壬辖档徒煌ò踩鹿实陌l(fā)生概率。

發(fā)光混凝土磚在白天“充能”后，晚上完全不借助電能，可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)光，且發(fā)光壽命很長(zhǎng)，對(duì)行車(chē)安全意義重大。

與此同時(shí)，在某些景觀道路中。發(fā)光混凝土磚能較好地發(fā)揮其裝飾與美化作用，并提供基本的步行視野亮度。2014年，羅素格地工作室在荷蘭埃因霍溫市率先打造了一條可在夜間發(fā)光的自行車(chē)景觀道路。后來(lái)波蘭一家材料公司效仿并打造了波蘭第一條熒光自行車(chē)道路。

4 問(wèn)題與展望

在發(fā)光混凝土磚的制備中，同樣存在以下善待解決的問(wèn)題

（1）在發(fā)光路面中基體混凝土具有優(yōu)良的力學(xué)性能，但是由于水泥，沙石不透明導(dǎo)致發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度降低。

（2）發(fā)光混凝土磚在制備的過(guò)程中由于分層制備，兩層之間可能不具備較好地粘接性能，應(yīng)用過(guò)程中是否脫落或者強(qiáng)度受影響仍需要研究。

（3）發(fā)光混凝土在制備過(guò)程中由于在混凝土中加入了長(zhǎng)余輝材料，長(zhǎng)余輝材料在硅酸鹽材料中長(zhǎng)久結(jié)合是否發(fā)生骨料反應(yīng)，是否長(zhǎng)期結(jié)合后影響混凝土強(qiáng)度也未被研究。

雖然發(fā)光混凝土目前的應(yīng)用還不算廣泛，但基于其鮮明的材料特性，以及如今節(jié)能環(huán)保的大形勢(shì)，其發(fā)展空間十分巨大?？梢灶A(yù)期，在不久的將來(lái)發(fā)光混凝土將在道路交通，屋面裝飾以及景觀工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在對(duì)長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)制以及長(zhǎng)余輝材料發(fā)光理論研究趨于完善以后，發(fā)光混凝土也將更好的服務(wù)于生產(chǎn)生活當(dāng)中。