Международный опыт. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Прочность и долговечность бетона, модифицированного пропиточными составами на основе серы
Статья научная
Проведены исследования по изучению влияния пропитки полисульфидным раствором на изменение прочности бетона и ее влияния на ударную стойкость бетонной плитки. Результаты данныхисследований свидетельствуют, что пропитка образцов вибропрессованной бетонной тротуарной плитки и бетонных образцов-кубов различных классов прочности водными растворами на основе полисульфида кальция приводит к существенному увеличениюпрочности на сжатие и ударной вязкости. Приведенные данныепоказывают, что прочность изделий можно регулировать, варьируя продолжительность и кратность пропитки, а также применяяметод предварительного вакуумирования образцов. Пропитка раствором полисульфида кальция плотностью 1,23 г/см³ может бытьрекомендована для повышения прочности бетонных изделий, которые подвержены интенсивному увлажнению и механическимвоздействиям.
Бесплатно
Свойства пористых термостойких композиционных материалов. Часть 1
Статья научная
Данная статья является продолжением серии статей, посвященных получению пористых композиционных наноматериалов. В этой работе представлен обзор свойств пористых термостойких неорганических композиционных материалов. Представлены физико-химические и механические характеристики различных пористых огнеупорных материалов, выпускаемых промышленно. Рассмотрен отдельный класс материалов с регулярной и квазирегулярной пористой структурой. К таким материалам относятся так называемые ячеистые, клеточные или «решеточные» материалы, которые находят растущее применение в современной промышленности. Примером таких материалов является пенокерамика – спеченный керамический материал с пенной ячеистой структурой. Отдельно рассмотрена специальная группа материалов, обладающих опаловой поровой структурой. Синтетические опалы получили интенсивное развитие в последние годы в связи с тем, что они являются модельными объектами для разработки и исследования новых пространственно-периодических структур, обладающих нелинейными оптическими свойствами. К таким структурам относятся композиты на основе классических и инвертированных опалов, в которых поры заполнены различными диэлектрическими, полупроводниковыми или металлическими веществами. Оптические свойства этих систем определяются размером плотноупакованных частиц, а также диэлектрическими проницаемостями компонентов.
Бесплатно
Свойства пористых термостойких композиционных материалов. Часть 2
Статья научная
Данная статья является продолжением серии статей, посвященных получению пористых композиционных наноматериалов. В этой работе представлен обзор свойств пористых термостойких неорганических композиционных материалов. Представлены физико-химические и механические характеристики различных пористых огнеупорных материалов, выпускаемых промышленно. Рассмотрен отдельный класс материалов с регулярной и квазирегулярной пористой структурой. К таким материалам относятся так называемые ячеистые, клеточные или «решеточные» материалы, которые находят растущее применение в современной промышленности. Примером таких материалов является пенокерамика - спеченный керамический материал с пенной ячеистой структурой. Отдельно рассмотрена специальная группа материалов, обладающих опаловой поровой структурой. Синтетические опалы получили интенсивное развитие в последние годы в связи с тем, что они являются модельными объектами для разработки и исследования новых пространственно-периодических структур, обладающих нелинейными оптическими свойствами. К таким структурам относятся композиты на основе классических и инвертированных опалов, в которых поры заполнены различными диэлектрическими, полупроводниковыми или металлическими веществами. Оптические свойства этих систем определяются размером плотноупакованных частиц, а также диэлектрическими проницаемостями компонентов.
Бесплатно
Система очистки сточных вод с использованием наномодифицированных природных сорбентов
Статья научная
Одной из глобальных проблем современности является защита водных ресурсов от загрязнения. Сточные воды практически всех хозяйствующих субъектов содержат нефтепродукты, соединения тяжелых металлов и другие виды загрязнений. Сегодня существует достаточно много эффективных систем очистки сточных вод с высокой степенью очистки до 99,9%, но эксплуатация таких систем обусловлена значительными затратами, поэтому многие хозяйствующие субъекты пренебрегают экологическими нормами, несмотря на большие штрафные санкции. Основной проблемой современных технологических систем применения является разработка экологически безопасных технологий с максимально замкнутым циклом и минимальным количеством отходов. Сложившаяся в настоящее время ситуация в этой области исследований вызвала необходимость совершенствования сорбционных технологий и селективных процессов очистки загрязненных растворов и технологических жидкостей для комплексного решения ресурс о сберегающих и экологических проблем. В результате направленных исследований широкого спектра сорбционных материалов применительно к очистке сточных вод получили дальнейшее развитие процессы адсорбции нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов на природных сорбентах и их аналогах. Таким образом, создание экономически эффективных систем очистки сточных вод при сохранении высокой степени очистки является одной из самых актуальных проблем современности во всех странах. В работе предлагается многоступенчатая система очистки с использованием наноактивированных природных сорбентов, применяемая в замкнутом водооборотном цикле. Показано преимущество использования такой системы очистки по сравнению с существующими на примере хозяйствующих субъектов в машиностроительной отрасли России, США и Израиля.
Бесплатно
Состав и структура пористых термостойких неорганических композиционных материалов
Статья научная
Данная статья является продолжением серии наших статей, посвященных получению керамических и композиционных наноматериалов на основе различных неорганических термостойких связующих. Работа посвящена важным аспектам, определяющим свойства подобных материалов, которыми является их микро- и макроструктура, и химический состав. Особое значение эти факторы имеют для получения пористых термостойких материалов. В настоящей работе рассмотрены основные типы пористых термостойких материалов. Пористыми материалами называются твердые тела, содержащие пустоты в достаточно большом количестве, при этом средние размеры отдельных пустот значительно меньше размеров самого тела. Структура пористых материалов характеризуется следующими параметрами: общая или истинная пористость; закрытая пористость; открытая или кажущаяся пористость; средний размер пор и функция их распределения по размерам; удельный объем пор; удельная поверхность пор; степень анизотропности материала; проницаемость. Показано, что способ получения пористых материалов оказывает большое влияние на характер формирования поровой структуры материалов. Изменяя технологические параметры производства пористых изделий, можно регулировать как общую пористость, так и характер строения пористого материала. Проведен анализ и сравнение понятий, которые характеризуют поведение материалов при высоких температурах: огнеупорность, термостойкость, теплостойкость, жаростойкость, жаропрочность. Проведено сравнение различных химических веществ, обладающих наибольшей термостабильностью и огнеупорностью. Сформулированы требования к основным компонентам, необходимым для создания легких пористых огнеупорных материалов, предназначенных для использования в качестве теплоизоляционных материалов. Проведен анализ различных пористых термостойких неорганических композиционных материалов, выпускаемых промышленностью. Показаны различные химические вещества, обладающие наибольшей термостабильностью и огнеупорностью. Проведен анализ фазовых диаграмм подобных соединений. Рекомендованы системы и фазовые составы, оптимальные для создания термостойких пористых материалов.
Бесплатно
Углеродосодержащиебетоны на основе измельченной древесины
Статья научная
На настоящий момент к производимым бетонам предъявляются требования по прочности, экологии и экономии. В данной работе исследованы влияния добавок углеродосодержащего порошка в составе бетона на его свойства ослабления электромагнитного излучения.В качестве углеродного порошка был выбран технический углерод, который представляетсобой наноматериал с разориентированным строением частиц со средним размером около50 нм. В состав технического углерода входит не менее 90 масс.% аморфного углерода, до5 масс.% хемосорбированного кислорода и около 4 масс.% примесей, за счет большого содержания углерода материалы с добавлением технического углерода обладают электропроводностью, а следовательно, способны поглощать электромагнитное излучение. При добавлении в состав цемента на водной основе технического углерода более 30 масс.% коэффициентпередачи электромагнитного излучения составляет -10 дБ, при добавлении 20 масс.% технического углерода коэффициент отражения составляет -8 дБ в диапазоне частот 8-12 ГГц. Минимальным коэффициентом отражения (-8…-14 дБ) обладают бетоны на основе насыщенного водного раствора хлорида кальция с добавлением 10% технического углерода. Исследованы экранирующие электромагнитное излучение бетоны с добавлением измельченныхдревесных опилок. При добавлении в состав бетона 40 масс.% древесных опилок, пропитанных водным раствором с техническим углеродом, коэффициент отражения составляет менее -8 дБ при коэффициенте передачи менее -40 дБ в диапазоне частот 8-12 ГГц. Данные бетонымогут применяться при создании экранированных помещений, в которых эксплуатируютсятехнические средства обработки информации для защиты от утечки данных через побочныеэлектромагнитные излучения и наводки.
Бесплатно
Статья научная
Представлены данные исследований по эффективности пропитки поли-сульфидными растворами известняка-ракушечника, используемого в качестве облицовочного и стенового материала, а также для изготовления дорожных изделий. Модифицирование известняка-ракушечника разработанной нами пропиточной композицией «Аквастат» - водным серосодержащим раствором на основе полисульфида кальция, содержащим спирты и ПАВ - позволяет существенно снизить их водопоглощение и повысить долговечность. Пропиточный состав на основе полисульфида кальция имеет плотность 1,22-1,24 г/см3, при пропитке проникает в поровую структуру известняка-ракушечника на глубину до 4 см и более, в зависимости от плотности и структуры образца. При высыхании материала в его порах из полисульфидного раствора выкристаллизовываются наночастицы серы, частично заполняющие поровое пространство и формирующие защитное долговечное нерастворимое гидрофобное покрытие, затрудняющее проникновение воды в поры ракушечника, но сохраняющее его паропроницаемость, что важно для стеновых и облицовочных материалов. Оценка характеристик защитного покрытия с помощью лазерного анализатора размеров частиц, зондового микроскопа и дифрактометра показала, что средний размер частиц, образующих защитное покрытие, находится в интервале 20-25 нм, частицы имеют сферически симметричную форму, частицы являются элементной серой с орторомбической структурой кристаллической решетки. Обработка известняка-ракушечника раствором полисульфида кальция обеспечивает образование на поверхности пор камня покрытия на основе наноразмерной серы, которое частично заполняет поровое пространство и, обладая гидрофобностью, уменьшает водопоглощение образцов в 5-8 раз, повышает их среднюю плотность на 22-27%, прочность в 1,2-1,3 раза, коэффициент размягчения - на 6-19%, что позволяет прогнозировать повышение долговечности строительных материалов на основе известняка-ракушечника до 1,5-2 раз и более. Пропитка стеновых, облицовочных и дорожных строительных материалов и изделий из известняка-ракушечника полисульфидной композицией «Аквастат» позволяет улучшить их эксплуатационные свойства, повысить стойкость к атмосферным воздействиям, расширить их область применения в климатических условиях средней полосы России.
Бесплатно
