透光水泥基材料是由透光组分和水泥基体复合而成的具有透光性能的新型建筑材料,广泛应用于建筑设计、地下采光、室内装饰等领域。由于透光水泥基材料在使用过程中,经常与雾霾、酸雨、粉尘和其他污染物直接接触,长期使用后,在透光水泥基材料表面特别是透光组分上会粘聚一层由雨水、灰尘和其他污染物共同组成的污染物覆盖层,直接影响透光水泥基材料的透光性能,导致透光水泥基材料的透光显影、采光节能作用显著下降。本论文研究工作来源于国家自然科学基金项目《树脂导光水泥基材料的界面特性及模拟服役环境中劣化机理研究》（项目批准号:51562024）和江西省杰出青年人才资助计划项目《环境友好树脂导光水泥基材料的基础研究》（项目编号:20162BCB23014）。本文引入梯度功能设计思路设计出兼具透光显影、采光节能、疏水自洁功能的自清洁树脂透光水泥板（Self-cleaning resin translucent cement board,SRTCB）,采用预制先植法来制备SRTCB;以透明树脂和水泥基体为载体,通过观测水滴附着形貌和疏水角研究了自清洁涂层的疏水自洁性能,采用ESEM研究了自清洁涂层的作用机理;以SRTCB为载体,采用Autodesk Ecotect Analysis软件研究了采光节能特性,采用Radiance软件模拟了视觉效果,采用水滴附着形貌和水滴滚落实验研究了疏水自洁效果,建立了SRTCB的效果评价体系。主要工作及成果如下:1、引入梯度功能设计思路,通过功能设计、材料优化和结构设计,实现SRTCB的功能/结构一体化设计。SRTCB是采用自密实水泥砂浆为水泥基体,透明树脂为透光组分,偶联剂为界面增强组分,疏水涂层为自清洁组分来制备的先进建筑材料。SRTCB兼具透光显影、采光节能、疏水自洁功能。2、SRTCB采用预制先植法制备,主要分为预制透光树脂单元、涂刷界面增强、植入水泥基体和喷涂罩面涂层等制备工艺。3、SS-02型和NC319型疏水涂层运用在透明树脂和水泥基体上具有良好的自清洁效果,水滴在两种疏水涂层处理的透明树脂和水泥基体表面都呈团聚状态。树脂和水泥砂浆在喷涂SS-02疏水层后疏水角分别达到114.6°和104.4°,都达到疏水要求。树脂和水泥砂浆在喷涂NC319疏水层后疏水角分别达到156.2°和152.4°,都达到超疏水要求。水滴在两种疏水涂层上都能够自由滑落且无任何水迹残留。4、SS-02型和NC319型疏水涂层的主要成分都是改性纳米Si O₂。SS-02疏水原理是改性纳米Si O₂颗粒具有低表面能的特点,低表面能时表面粗糙度会提高疏水性。SS-02疏水涂层虽然进行了低表面能改性,但是并未利用Si O₂纳米颗粒构造纳米尺度的表面粗糙度,只能达到疏水效果,而NC319疏水涂层在此基础上进行了纳米尺度的粗糙度的构建,成为类似于荷叶表面的超疏水结构。5、SS-02型和NC319型疏水涂层对比结果显示,NC319型疏水涂层可以达到超疏水效果,SS-02型疏水涂层只能达到疏水效果,SS-02型疏水涂层耐磨性更好,价格更低。对两种疏水涂料的选择可综合考虑实际运用时对透光率、耐久性与经济性的要求,对耐磨性要求不高的环境下可以选择NC319型疏水涂层,以提供更好的疏水自洁效果,对耐磨性要求较高的环境下可选择SS-02型疏水涂层。6、Autodesk Ecotect Analysis模拟结果表明,当SRTCB用作室外墙体时,房间内采光系数平均值提高了5.78%,采光均匀度提高0.1,平均采光照度提高了518.07 lx,人工照明关闭时间增加了29%,年节能量为15.25 k W·h。当SRTCB用作室内隔断时,消除了隔断后的暗角,房间内采光系数平均值提高了3.99%,采光均匀度提高0.13,平均采光照度提高了377.00 lx,人工照明关闭时间增加了60%,年节能量为32.06 k W·h。7、从透光显影效果、采光节能效果、疏水自洁效果三个角度,建立了SRTCB效果评价体系,定量分析了SRTCB采光节能效果,定性分析了SRTCB的视觉效果和疏水自洁效果。