Исследование свойств наноматериалов. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал

Публикации в рубрике (3): Исследование свойств наноматериалов
все рубрики
Моделирование гибкости нанокомпозитных трубопроводов

Моделирование гибкости нанокомпозитных трубопроводов

Байков И.Р., Смородова О.В., Байбаков В.Р.

Статья научная

Трубы для нефтегазопроводов из нанокомпозитных материалов находят все более широкое применение. Наиболее распространено изготовление композитных трубопроводов намоткой стекловолокна на вращающуюся оправку. При непрерывной намотке имеется возможность выбора угла укладки нитей – так называемого угла армирования. В зависимости от его значения, а так же от угла кривизны трубопровода при отклонении его оси от прямолинейного направления показатели прочности трубы изменяются. В статье рассмотрено моделирование поведения гибкости композитного трубопровода криволинейной формы. Именно криволинейные трубопроводы находятся в наиболее сложных условиях эксплуатации, сопровождающихся проявлением эффекта Кармана в углах поворота трубы. В качестве параметра моделирования принят коэффициент увеличения гибкости трубы. Влияющими факторами выступают угол армирования композита и угол кривизны оси трубопровода. Анализ результатов расчета, выполненного ранее, показал, что в диапазоне углов армирования от 0о до 85о динамика коэффициента увеличения гибкости трубы различна. Разработаны математические модели для двух диапазонов значений коэффициента увеличения гибкости композитной трубы. Ошибка моделирования в среднем составляет не более 2%.

Бесплатно

О свойствах наномодифицированных цементных камней

О свойствах наномодифицированных цементных камней

Вахитова Р.И., Сарачева Д.А., Мазанкина Д.В., Киямов И.К., Сабитов Л.С.

Статья научная

Использование нанотехнологий в строительной отрасли позволяет повысить её эффективность. Использование наномодифицированных материалов даёт возможность снизить капитальные затраты. В настоящее время для строительной индустрии актуально внедрение наноматериалов. В качестве наномодификаторов можно применять углеродосодержащие структуры. Выбрали углеродный нанотубулярный материал TUBALL производства ООО «OCSiAl.ru». Для проведения исследований использовались образцы однослойных и многослойных углеродных нанотрубок в составе цементного тяжелого бетона. Экспериментально определялась оптимальная дозировка углеродных нанотрубок в составе цементного бетона. При проведении исследований выявлено, что добавление углеродных нанотрубок TUBALL в цементную композицию способствовало образованию сетчатой структуры, которая оказывает сопротивление образованию усадочных наноразмерных трещин в цементном растворе, способствует появлению новообразований в виде гидросиликатов кальция, повышает на старте периода гидратации концентрацию ионов кальция. Рассмотрели влияние модифицированных исследуемых нанодобавок в составе комплексной добавки на механические свойства цементной композиции. Изучили комплекс механических свойств цементного наноармированного камня в процессе цементирования затрубного пространства добывающих скважин рентгеновским и термическим методами анализа, это подтвердило эксперименты с применением электронной и оптической микроскопии. Исследовали микроструктурные элементы цементного образца с применением высокоразрешающего автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа Merlin компании CARL ZEISS. Установлено, что добавление комплексной наномодифицированной добавки TUBALL способствует ускорению набора прочности цементного композита на ранней стадии твердения, уменьшению значения усадочных нанотрещин, что, в свою очередь, положительно характеризует качество контактов на границах цемент-обсадная колонна, порода-цемент

Бесплатно

Применение наноматериалов в теплоизоляции трубопроводов

Применение наноматериалов в теплоизоляции трубопроводов

Киямов И.К., Вахитова Р.И., Сарачева Д.А., Мазанкина Д.В., Ситдикова И.П.

Статья научная

Применение нанотехнологий в строительстве позволит повысить его энергетическую эффективность. Использование наноматериалов даст возможность уменьшить затраты. В настоящий момент для строительной отрасли актуален поиск наномодифицированных материалов. В качестве нанодисперсных модификаторов применяют различные углеродосодержащие структуры. Выбрали разновидность углеродного наноматериала, как «Таунит». Этот наноматериал представляет собой пакетированные многослойные нанотрубки с конической формой графеновых слоев. Для выполнения исследований рассмотрены образцы цементов пенобетона. Для улучшения физико-механических свойств цементного образца применили наночастицы вытянутой формы, которые обладают достаточно высокой прочностью. Эти частицы армируют раствор цемента, одновременно являются центрами кристаллизации и увеличивают прочность наноматериала. В процессе проведения экспериментов в пенобетон добавили углеродные нанотрубки «Таунит» в объеме 0,005–0,0005% от массы цемента. При изготовлении наномодифицированного пенобетона важно обеспечить равномерное распределение наночастиц. Исследуемые сколы цементного камня напыляли сплавом Au/Pd в вакуумной установке Quorum 150T ES в со- отношении 80/20. Микроструктуры твердотельных образцов цементного материала исследовали с применением высоко- разрешающего автоэмиссионного электронного микроскопа Merlin компании CARL ZEISS. При введении многослойных углеродных нанотрубок марки «Таунит» в цементный раствор рельефная микроструктура цемента отличалась неоднородной и рыхлой структурой. В процессе испытания на прочность исследуемых образцов были получены следующие результаты: при изгибающих нагрузках цементного раствора после 7 суток процесс затвердевания повысился на 35%, а после 28 суток – на 30%; при сжимающих нагрузках процесс увеличения прочности составил 42% и 22% соответственно, по отношению к первоначальному составу цементно-песчаного раствора без добавления наномодифицированных частиц. Добавление в цементный камень нанодисперсных модификаторов позволило увеличить прочность бетонов и пенобетонов. На основе полученного наномодифицированного пенобетона предлагается устройство теплоизоляции трубопроводов.

Бесплатно

Журнал