Автор статьи был одним из инициаторов создания в МЭИ наноцентра, в котором в настоящее время осуществляется лицензированная подготовка специалистов по направлению "Наноиндустрия и наноматериалы". Значительное внимание в работе Центра уделяется созданию прикладных нанотехнологий, в частности, разработке нанобетонов.

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Под ред. Кавалейро А., Хоссона Д. де
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #2/2008
Л. Патрикеев.
Нанобетоны
Просмотры: 3885
Автор статьи был одним из инициаторов создания в МЭИ наноцентра, в котором в настоящее время осуществляется лицензированная подготовка специалистов по направлению "Наноиндустрия и наноматериалы". Значительное внимание в работе Центра уделяется созданию прикладных нанотехнологий, в частности, разработке нанобетонов.
Термин "нанобетон" объединяет целый класс специализированных бетонов, включающих:
легкие нанопенобетоны для индивидуального строительства и возведения легких перегородок в помещениях различного назначения;
нанобетоны средней плотности, обладающие повышенной прочностью и другими качествами, делающими их перспективными для использования в строительстве мостов, дорожных и аэродромных покрытий и т.д.;
нанобетоны высокой и сверхвысокой прочности для лифтовых шахт, балок, ферм, других несущих конструкций в жилищном и промышленном строительстве.
В табл.1 приведены усредненные характеристики некоторых вышеперечисленных нанобетонов.
Не раскрывая все запатентованные нюансы, стоит отметить лишь две важнейшие технологические особенности изготовления нанобетонов.
Первая: во всех нанобетонах в качестве армирующего материала используются промышленные отходы базальтовой фибры, производимой из расплава базальтовых пород (ГОСТ 4640) и измельченной на специальной лепестковой мельнице.

В табл.2 приведены характеристики базальтовых волокон, используемых для армирования нанобетонов.
Вторая, самая важная особенность нанобетонов, – перед упаковыванием измельченной базальтовой фибры в бумажные мешки в ее состав вводят натр едкий 0,05–0,1%, воду 0,3–0,5% и фуллероидный материал, получивший название "Астрален" (табл.3 и рис.). В зависимости от того, какой нанобетон необходимо изготовить, концентрация астралена варьируется от 0,0001 до 0,01% от массы фибры.
Обычно в базальтовой модифицированной микрофибре (МБМ) содержатся следующие элементы, %:
Вата базальтовая измельченная 99,3–99,6
Наномодификатор (астралены) 0,0001–0,001
Натр едкий 0,5–0,1
Вода 0,3–0,5
Срок хранения МБМ – не более 3 месяцев. После его истечения требуется повторное измельчение фибры.
Технология изготовления нанобетонов не требует нового технологического оборудования. Замес осуществляется в стандартных смесителях, причем в начале (не менее 10 мин) цемент и МБМ смешиваются "всухую", затем подаются вода, наполнители и различные добавки.
В зависимости от вида и назначения нанобетона содержание МБМ варьируется в пределах 1,5–20% от массы вяжущего материала, в качестве которого могут быть использованы цементы разных марок, кислотно-зольные смеси, гипсы и т.д.
Важно отметить, что преимущества нанобетонов обусловлены особой структурой, формируемой вследствие самоорганизации цементного камня на наноуровне.
Существует несколько гипотез самоорганизации цементного камня в присутствии астралена или других фуллероидных материалов.
Основная идея сводится к тому, что фуллероидные материалы обладают весьма значительным дипольным моментом и в присутствии воды выстраивают зерна цементного камня по цепочкам от фуллероида вдоль векторов диполя. Астралены (см. рис.) имеют, в отличие от линейных нанотрубок, кольцевую, объемную, многополярную ориентацию. В результате цементный камень "растет" вокруг астралена звездообразно, проникая в толщу наполнителей своеобразным дополнительным наноармирующим многополярным связующим.
В настоящее время продолжаются полупромышленные эксперименты по использованию нанобетонов: с использованием нанобетонов средней плотности с повышенной термо- и влагостойкостью завершилось строительство и сдан в эксплуатацию мост через Волгу у г. Кимры, продолжаются испытания нано-асфальтобетонов в дорожном строительстве на Московской кольцевой дороге и магистрали №4 "Дон", в Наноцентре МЭИ исследуется динамика развития цементного камня в присутствии астраленов при затворении раствора водопроводной и дистиллированной водой.
Следует отметить, что в настоящее время десятки промышленных организаций и фирм проводят собственные испытания изделий с применением материалов и рекомендаций Наноцентра. Некоторые фирмы, используя публикации и выставочные экспозиции сотрудников Центра, ведут самостоятельные исследования нанобетонов.
В табл.4 приведены, например, параметры углеродных нанотрубок марки "Таунит", производимых в ТГТУ. По рекомендации Наноцентра Калининградский комбинат ЖБИ использовал "Таунит" в качестве наностимулятора и получил нанобетоны, прошедшие положительную аттестацию в НИИ ЖБК.
Все это позволяет надеяться, что уже в обозримом будущем произойдет промышленное внедрение нанобетонов, которое позволит получить значительный экономический эффект, поскольку при увеличении потребительских характеристик нанобетонов в 4–6 раз их стоимость выше обычных не более чем на 10–20%.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art