Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 903
Влияние механической нагрузки при твердении гидросиликатов часть 2
Статья научная
Приведены результаты исследований влияния механической нагрузки при твердении гидросиликатов. В частности, исследована твердеющая за- кладочная смесь на основе фосфорношлакового вяжущего, активированная в вихревой камере скоростного перемешивания, с добавкой 25% цемента и предварительным аппретированием заполнителя 5-процентным раство- ром перманганата калия.
Бесплатно
Влияние нанодобавок на механические и водоизолирующие свойства составов на основе цемента
Статья научная
В работе представлены результаты лабораторных и промысловых испытаний исследований цементных композиций с нанодобавками на основе аминоэтаксиаэросила. Показано, что механические и водоизолирующие свойства цементного раствора улучшаются при введении нанодобавок. Прочность на изгиб цементного камня после 48-часового отверждения увеличивается на 15%, а водоизолирующий эффект - на 60%. Успешность РИР цементного раствора без нанодобавок составляет 45-50%, а цементного раствора с нанодобавками - 75%. Добавка аминоэтаксиаэросила увеличивает степень дисперсности новообразований, формирующихся в процессе гидратации цемента, что приводит к увеличению механической прочности степени кольматации, обуславливающую повышение проникающей способности и степень заполнения пор и каналов обводненного пласта.
Бесплатно
Влияние нанодобавок на свойства ПВХ-композиции
Статья научная
Введение. В данной научной статье рассмотрена схема процесса горения. Показано, что для замедления или подавления основного процесса, происходящего в конденсированной фазе и определяющего образование газообразного топлива, можно применять полимеры с повышенной термической стабильностью; использовать нанодобавки, уменьшающие количество газообразных продуктов деструкции; изменять теплофизические характеристики полимерного материала, вводя нанодобавки, влияющие на теплоемкость или теплопроводность системы. Для снижения скоростей реакций, происходящих в газовой фазе и поддерживающих процесс горения, можно уменьшать концентрации горючих газов; ингибировать реакции, ответственные за разветвление цепного процесса горения. Методы и материалы. Приведены состав и физические свойства каолина. Монокристалл каолина представляет собой двухслойный алюмосиликат, содержащий гидратационную воду и состоящий из химически связанных слоев диоксида кремния и гидратированного оксида алюминия. Результаты и обсуждение. Нами исследована зависимость времени затухания ПВХ-композиции от состава, содержащего от 3 до 10% каолина. Введение в ПВХ-пластикат каолина привело к уменьшению времени затухания от 4,5 до 1 с. Исследовано влияние количества пластификатора на кислородный индекс. Нами в качестве пластификатора использован дибутоксиэтиладипинат (ДБЭА). Он имеет хорошую совместимость с полимером и является экологически безопасным. Изучена возможность снижения содержания дибутоксиэтиладипината в базовой рецептуре исходного пластиката И40-13 за счет повышения количества карбоната кальция, затем исследованы эксплуатационные свойства полученных составов. Содержание ПВХ и остальных компонентов в базовой рецептуре оставалось при этом неизменным. Анализ данных показал, что для пластификации 62 масс.% ПВХ, содержащегося в И40-13А, достаточно 20 масс.% ДБЭА, при этом содержание наполнителя можно увеличивать минимум в два раза. Значение кислородного индекса (КИ) при соотношении компонентов 20% ДБЭА + 13,56% СаСО3 повышается на 4 единицы и становится равным 29,1%. Исследована зависимость кислородного индекса ПВХ-пластиката от состава, содержащего от 5 до 20% каолина. Результаты показали, что кислородный индекс пластиката значительно повышается при увеличении содержания каолина. Оптимальным содержанием является 15%, так как при уменьшении количества введенной нанодобавки КИ падает, а при увеличении - остается без изменения. Заключение. Таким образом, каолин является перспективным, дешевым и экологически безопасным наполнителем для ПВХ- материалов, который эффективно снижает их горючесть. Такой же эффект достигается при увеличении содержания карбоната кальция в исходной рецептуре ПВХ-пластиката. При совместном использовании каолина и избытка карбоната кальция синергического эффекта не наблюдается.
Бесплатно
Влияние нанодобавок при получении экологичных полиэфирных пластификаторов
Статья научная
Пластифицированные полимерные материалы находят широкое применение во всех сферах жизнедеятельности человека. Наиболее распространенными пластификаторами являются ароматические соединения - сложные эфиры о-фталевой кислоты. Однако применение их было ограничено в соответствии с директивой ЕС REACH (2009) по причине возможной токсичности, что способствовало разработке новых нетоксичных альтернатив, к которым причисляют полиэфирные пластификаторы. Полиэфирные пластификаторы относятся к категории пластификаторов специального назначения. Вследствие большого разнообразия исходного сырья и возможности варьирования размеров молекулы можно синтезировать широкий спектр пластификаторов. Это в основном сложные полиэфиры многоатомных спиртов, этерифицированных двухосновными кислотами и модифицированные монокарбоновой кислотой или алифатическим спиртом. Пластификаторы на основе сложных полиэфиров способствуют получению ПВХ-композиций с улучшенными свойствами, такими как низкая летучесть, стойкость к экстракции, превосходная гибкость, износостойкость, стойкость к ультрафиолетовому излучению и теплостойкость...
Бесплатно
Влияние нанопорошка диоксида кремния на износостойкость лакокрасочного покрытия
Статья научная
Получено износостойкое лакокрасочное покрытие на основе перхлорвиниловой и глифталевой смол путем модификации краски нанодисперсным порошком диоксида кремния. Исследовано влияние добавок диоксида кремния различных концентраций и способов их внесения в краску на структуру и механические свойства полученного лакокрасочного покрытия.
Бесплатно
Влияние наноструктурного модификатора из автомобильных покрышек на потребительские свойства битума
Статья научная
Введение. Крекинг резины отработанных покрышек совместно с органическими растворителями приводит к девулканизации резины и диспергированию материала до наноразмерных частиц. Процесс может быть осуществлен в проточном реакторе. Полученные наномодификаторы совместимы с битумом и предсказуемо изменяют технические характеристики битумного вяжущего. Предложены различные практические решения по использованию полученных модифицированных битумных вяжущих в дорожном строительстве и для укрепления грунтов. Методы и материалы. Предложено использовать метод совместного с органическими растворителями крекинга резины для получения наноноструктурного модификатора битума. Полученный наноструктурный модификатор исследован методами анализа размеров наночастиц и растворимости в толуоле. Для битумных вяжущих, полученных с применением наномодификаторов, определены стандартные для битумов характеристики, такие как глубина проникновения иглы, температура размягчения, температура хрупкости и растяжимость. Результаты и обсуждение. Установлено, что в ходе предложенного процесса образуется наноструктурный модификатор, совместимый с битумом. Показано, что добавление наномодификатора к битуму позволяет направленно изменять свойства получаемого битумного вяжущего, улучшает потребительские свойства битумного вяжущего и расширяет области его применения. Предлагается применить полученный продукт для гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений в составе гидроизоляционных мастик. Заключение. Совместный с органическими растворителями крекинг резины в проточном реакторе позволяет получить наноструктурный модификатор, совместимый с битумом. Полученный продукт обладает улучшенными свойствами в сравнении с исходным битумом, что расширяет область его применения. Предлагается применение полученного продукта для изготовления гидроизоляционных мастик. Предложенные технические решения позволяют снизить экологическую нагрузку отходов автомобильных покрышек.
Бесплатно
Влияние наноуглеродных наполнителей на свойства композиционных материалов
Статья научная
Введение. Наиболее перспективным в настоящее время является метод ремонта, заключающийся в использовании композиционных материалов для заделки трещин и трещиноподобных дефектов. Для этого композит должен обладать высокой текучестью в жидком состоянии, достаточной для заполнения полости дефекта, адгезией к стали, необходимой для скрепления берегов трещины, и пластичностью, которая позволит ему компенсировать деформационные сдвиги при циклическом и статическом нагружении конструкции. Методы и материалы. Изучались композиционные материалы с наноуглеродными наполнителями, в качестве которых использовали фуллерены, нанотрубки и графен. Решение поставленных задач осуществлялось при помощи стандартных и самостоятельно разработанных методик, методов статистической обработки данных и применения современных программных комплексов. Результаты и их обсуждение. Композиционный материал с фуллереном в качестве наполнителя демонстрирует стабильно высокую текучесть по сравнению с другими исследованными композитами. Это позволяет рекомендовать его для заделки трещин с небольшой шириной раскрытия. Композит с наполнителем УНТ сохраняет жидкотекучесть на одном уровне в среднем около 35 минут. Он может быть использован в качестве ремонтного материала в том случае, когда расположение дефекта не позволяет провести его заделку в короткий промежуток времени. Заключение. Проведенные исследования позволяют решить прямую и обратную задачу: а) изучение свойств композиционного материала и проектирование его структуры дают возможность определить, подходит ли он для заделки конкретной геометрии трещины; б) для обнаруженной трещины с определенной конфигурацией полости можно осуществить подбор оптимальных свойств композита, изменяя его состав.
Бесплатно
Влияние наночастиц металла на механические характеристики композитных материалов
Статья научная
В статье приведены результаты исследований по изменению механических и физических свойств строительных полимерных материалов после введения наночастиц металлов. В качестве примера наночастиц металла рассмотрено влияние наночастиц меди. Показаны пути формирования меди размерами нанометров, краткая методика и возможная структура получаемого наполнителя. Наночастицы меди обладают уникальными антибактериальными, тепло- и токопроводящими свойствами. Указанные свойства значительно сохраняются в полимерном материале. В результате получаемый композиционный материал имеет технологические свойства полимера и уникальные физические свойства наполнителя. В качестве полимерного материала выбраны продукты крупнотоннажного производства: поливинилхлорид, эластомеры, полиэтилен, полипропилен, полистирол. Выделение ионов меди из наночастиц зависит от типа стабилизирующего агента и химической природы среды. Реализация антибактериальных свойств в полимерных материалах достигается дозировкой меди в количестве 1-2% масс. Для придания материалу токопроводящих свойств наночастиц меди потребуется более высокая концентрация металла. Применение только пластиката ПВХ в качестве носителя ограничит эффективность нанокристаллов меди и скажется на механических параметрах материала. Поэтому рассматривается более сложный вид полимерного материала. Термопластичные эластомеры, полученные из смесей резины и пластиката (или пластмасс), создали очень большой интерес в промышленной отрасли. Воск, внедренный в полимерную матрицу полиэтилена, применяется для хранения тепла солнечной энергии; тепловой защиты электронных устройств, пищевых продуктов и изделий медицинского назначения; снижения установленной мощности и теплового комфорта в транспортных средствах. Для улучшения теплопроводности в смесь полиэтилен-воск внедряют наночастицы меди. Для получения полипропилена с наночастицами меди применяют метод смешения расплава. Наиболее привлекательные свойства проявляет изотактический ПП. Наночастицы меди применяют размером от 10 до 60 нм.
Бесплатно
Влияние неметаллических включений на сопротивляемость металла сварных швов хрупким разрушениям
Статья научная
Согласно статистике, до 80% всех фиксируемых аварий металлоконструкций связаны со сварными соединениями. При этом большинство аварийных разрушений, как правило, инициируемых неметаллическими включениями в металле шва, носит хрупкий характер. Вероятность хрупкого разрушения уменьшается с повышением его пластичности. А пластичность, в значительной степени зависящая от подвижности дислокаций, уменьшается при снижении температуры и увеличении скорости деформации. Пластичность металла является структурно чувствительным свойством и зависит от типа кристаллической решетки, определяющего количество плотноупакованных направлений и плоскостей скольжения. Низколегированные стали, в основном, используемые в сварных металлоконструкциях, имеют объемно-центрированную кубическую решетку со сравнительно небольшим количеством плоскостей и направлений скольжения. Эти стали пластичны при относительно высоких температурах и становятся хрупкими при отрицательных. Единственным средством повышения пластичности металла без существенного уменьшения его прочности является измельчение зерна. Одним из эффективных способов получения мелкозернистой структуры металла шва является введение в сварочную ванну модификаторов в виде тугоплавких соединений (оксиды, карбиды, нитриды), которые в зоне кристаллизации сварочной ванны являются центрами кристаллизации и увеличивают число зерен в единице объёма. Исследования модифицирования кристаллизующегося металла в условиях литья и сварки плавлением показали, что перегрев расплава снижает эффект модифицирования. При электродуговой сварке с температурой дуги более 6000 К опасность дезактивации модификатора велика. Одним из способов уменьшения перегрева и повышения эффективности модификаторов при сварке является введение модифицирующих частиц в сварочную ванну в комплексе с более массивными гранулами в виде рубленой проволоки, служащими микрохолодильниками. Этот способ, получивший название «сварка с металлохимической присадкой (МХП)», успешно применяется в мостостроении. Модифицирование сварочной ванны тугоплавкими частицами наряду с положительным эффектом измельчения зерна в сварном шве содержит и отрицательный момент: остающиеся в шве модифицирующие частицы в виде неметаллических включений являются концентраторами напряжений и могут стать очагами зарождения трещин. В работе с позиций механики разрушения Д.А.н анализ путей минимизации вредного воздействия неметаллических включений на охрупчивание металла шва на примере автоматической сварки стали 10ХСНД с модифицирующей металлохимической присадкой. Сформулированы основные требования к параметрам и физико-химическим свойствам неметаллических включений, обеспечивающие высокую стойкость металла шва против охрупчивания.
Бесплатно
Статья научная
Для переработки поливинилхлорида (ПВХ) используют различные химикаты-добавки. Одним из способов улучшения физико-механических свойств ПВХ-материалов и упрощения процесса переработки полимера в соответствующие изделия является пластификация. В настоящее время возрастают требования к ПВХ-композициям по эко-логичности и технологичности. Поэтому возрастает необходимость разработки новых современных пластификаторов и повышение их ассортимента. В данной работе приведены результаты исследования совместимости нового пластификатора – октилфеноксипропилфталата с ПВХ с добавкой пентаэритритового эфира масляной кислоты и без него. Оценка совместимости пластификаторов с ПВХ производилась по критической температуре растворения ПВХ в пластификаторе и изменению твердости по Шору А в с сравнении с промышленным пластификатором диоктилфталатом. Также было изучено влияние пластификатора на температуру текучести и температуру стеклования. Было отмечено, что исследуемый нами в качестве пластификатора октилфеноксипропилфталат с добавлением пентаэритритового эфира масляной кислоты обладает достаточно высокой пластифицирующей способностью и хорошо совмещается с ПВХ.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В работе изучалось влияние наноразмерного диоксида кремния (SiO2) на структурно-технологические характеристики наномодифицированных цементных композиций введенного совместно с активированной водой затворения. Материалы и методы исследования. Активация воды затворения осуществлялась посредством воздействия магнитного поля и ультразвукового воздействия. Для изучения способности сохранять свои свойства длительное время была изучена устойчивость суспензий диоксида кремния в активированной воде. Чтобы выяснить влияние активированной суспензии диоксида кремния на структуру и свойства композиционных материалов на основе цемента, были изучены физико-механические показатели исследуемых композиций. Также были проведены рентгеновский и дифференциально термический анализ затвердевшего активированного наномодифицированного цементного теста. Результаты и обсуждение. Положительная роль суспензии диоксида кремния в активированной воде была связана со снижением микронеоднородности затвердевшего цементного теста, обеспечением стабильности его физико-механических характеристик. На основании этих наблюдений был предложен механизм более эффективного включения наноразмерного диоксида кремния в процессы гидратации цемента, как за счет хемосорбции с Са(ОН)2 в твердеющей цементной пасте, так и за счет топологического эффекта локализации наночастиц в дефектах и ультрамикропустотах кристаллизующейся дисперсной системы. Заключение. Результаты показывают, что суспензии диоксида кремния в активированной воде способны сохранять свои свойства длительное время. Показаны графические зависимости, свидетельствующие об эффективности использования активированной суспензии диоксида кремния в производстве цементных композитов. Это качество позволяет получать ремонтные составы с требуемыми свойствами при проведении строительных работ разного назначения.
Бесплатно
Статья научная
Нанотехнологии в настоящее время – основной мегапроект в науке вообще и в энергетике в частности. По мнению экспертов современного научного мира, решить планетарные проблемы энергетики можно только с помощью комплекса конвергентных NBIC-технологий. Одним из направлений нанооптимизации процессов производства энергии является использование топливных элементов. Топливные элементы – источники электрической энергии, производящие минимальное количество парниковых газов за счет высокого КПД прямого преобразования химической энергии водорода, углеводородов и других типов топлива через электрохимическую реакцию окисления. Наиболее перспективными типами топливных элементов для целей энергетики являются твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), их особенностями являются высокая температура работы и универсальность в используемых видах топлива. Высокая температура функционирования ТОТЭ влечет за собой как положительные, так и отрицательные аспекты, однакооднозначно выделить сколько-нибудь определенный интервал оптимальных температур для конкретного топливного элемента без проведения экспериментов крайне непросто. Обычно теоретическое описание температурного влияния на топливные элементы представляет собой описание известных фактов относительно одной или нескольких определенных конфигураций электролито-электродных систем, при этом не всегда понятно, какие из описанных свойств возможно экстраполировать на другие типы ТОТЭ с иными материалами электролита и электродов. В данной статье рассмотрено влияние температурных факторов на работу ТОТЭ с различными видами внутреннего риформинга метана, при этом полученные закономерности справедливы для любых типов систем, так как в процесс исследования не были вовлечены свойства конкретных материалов.
Бесплатно
Влияние углеродных металлсодержащих наноструктур на прочностные свойства бетонных композитов
Статья научная
В работе представлены результаты исследований влияния металл-углеродных нанокомпозитов на увеличение прочностных свойств бетонных и пенобетонных композитов. Сверхмалые количества нанокомпозита приводят к повышению прочности, зависящему от их состава.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты исследования глубины проникновения питтинговой коррозии в поверхностные структуры плакированной стали в зависимости от электродного потенциала на ее поверхности. Исследования проводили на нержавеющей поверхности образцов из стали 09Г2С/08Х13, которая широко используется в строительстве металлоконструкций в нефтегазовой отрасли в условиях высокой коррозионной агрессивности технологической среды, так как она одновременно обеспечивает необходимые механические свойства и коррозионную стойкость. Показано влияние питтингообразующих компонентов коррозионной среды (ионов С1- и S2032-) на диффузию окислителей и развитие локальных процессов разрушений пассивной пленки. Отмечено, что максимальное влияние электродного потенциала на развитие питтинговой коррозии происходит в области вторичной пассивации. При этом глубина питтингов может достигать 180 мкм. Д.А.льнейшее смещение электродного потенциала поверхности способствует явлению транспассивности и приводит к появлению значительных механических напряжений в поверхностных структурах, вызывая их растрескивание. Исследование поверхностных структур позволит установить механизмы их разрушения и своевременно осуществить необходимые антикоррозионные мероприятия.
Бесплатно
Статья научная
Интернет-журнал «Нанотехнологии в строительстве» регулярно выходит на протяжении 5-ти лет и добился значительных успехов, признан специалистами не только в России, но и за рубежом. Издание включено в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации, в систему Российского индекса научного цитирования; International standard serial numbering, Ulrich’s Periodicals Directory, Chemical Abstracts Service и другие зарубежные системы цитирования (базы данных). По данным научной электронной библиотеки импакт-фактор РИНЦ-2012 Интернет-журнала «Нанотехнологии в строительстве» находится на уровне ведущих изданий строительной отрасли (0,352). Краткие итоги становления и развития издания приведены ниже. Большое спасибо всем, кто принимал и принимает участие в работе издания!
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Второй международный форум по нанотехнологиям «RUSNANOTECH 2009»
Статья
С 6 по 8 октября 2009 года в Москве прошёл Второй Международный форум по нанотехнологиям «RUSNANOTECH 2009», организованный ГК «Роснанотех ». В рамках форума была открыта выставка нанотехнологической продукции, работали различные деловые и научно-технологические секции, в т. ч. секция «Нанотехнологии в строительстве и ЖКХ». В работе форума приняли участие более 20000 политиков, бизнесменов, ученых и экспертов из России и других стран.
Бесплатно
