Композиционные строительные материалы на основе наномодифицированных цементных систем
Автор: Копаница Н.О., Демьяненко О.В., Куликова А.А., Бурьянов А.Ф., Лукьянова Н.А., Соловьев В.Г.
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Применение нанотехнологий и наноматериалов в строительстве
Статья в выпуске: 5 т.15, 2023 года.
Бесплатный доступ
Введение. В работе исследовалось совместное влияние наноразмерного диоксида кремния (нано-SiO2), углеродных нанотрубок и поверхностно-активных веществ на структурно-технологические характеристики цементных композиций. Материалы и методы исследования. В работе представлены результаты исследования влияния различных методов диспергирования углеродных нанотрубок (УНТ) в поверхностно-активных веществах (механическое диспергирование, обработка ультразвуком, комбинированный метод) на равномерность распределения УНТ в пластификаторе и в цементной системе, а также на физико-механические характеристики цементного камня и бетона. Проведены дифференциально термический и электронно-микроскопический анализ водных дисперсий УНТ и затвердевшего активированного наномодифицированного цементного камня. Результаты и обсуждение. Экспериментально доказано, что перемешивание нанотрубок в цементе в сухом виде не позволяет равномерно распределять УНТ по объему смеси. При использовании углеродных нанотрубок максимальный эффект достигается при введении их в водные дисперсии пластификаторов. Процентное соотношение пластификатора составляло 1%, УНТ 0,1% на 1 литр воды. Наиболее эффективный способ диспергирования УНТ в пластификаторе - комбинированный. Полученные результаты были использованы при приготовлении составов цементного камня и бетона. Заключение. Результаты показывают, что комплексные добавки, состоящие из нано-SiO2 и водных дисперсий УНТ, положительно влияют на физико-механические и структурно-технологические свойства цементного камня и бетона. Показаны графические зависимости, свидетельствующие об эффективности использования комплексных добавок в производстве цементных композитов.
Цементные системы, наномодификаторы, диоксид кремния, углеродные нанотрубки, композиционные материалы
Короткий адрес: https://sciup.org/142238819
IDR: 142238819 | DOI: 10.15828/2075-8545-2023-15-5-443-452
Список литературы Композиционные строительные материалы на основе наномодифицированных цементных систем
- Береговой В.А., Снадин Е.В., Иноземцев А.С., Пилипенко А.С. Высокофункциональные бетоны для станкостроения с применением нано- и микромасштабных сырьевых компонентов // Нанотехнологии в строительстве. 2023. Т. 15, № 3. С. 200–210. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-3-200-210. – EDN: HGNZWR.
- Ильина В.Н., Ильин С.В., Гафарова В.А., Кузеев И.Р. Влияние наноуглеродных наполнителей на свойства композиционных материалов // Нанотехнологии в строительстве. 2023. Т. 15, № 3. С. 228–237. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-3-228-237. – EDN: DMAYTS.
- Drexler K.E., Peterson C., Pergamit G. Unbounding the future: the nanotechnology revolution. New York: William Morrow; 1991.
- Scrivener K.L. Nanotechnology and cementitious materials. In: Bittnar Z, Bartos PJM, Nemecek J, Smilauer V, Zeman J, editors. Nanotechnology in construction: proceedings of the NICOM3 (3rd international symposium on nanotechnology in construction). Prague: Czech Republic; 2009: 37–42.
- Chong K.P., Garboczi E.J. Smart and designer structural material systems. Prog Struct Mat Eng. 2002;4:417-30.
- Garboczi E.J., Bentz D.P. Modelling of the microstructure and transport properties of concrete. Construct Build Mater. 1996;10(5):293–300.
- Сахаров Г.П. О краткосрочной перспективе нанотехнологий в производстве строительных материалов и изделий // Технологии бетонов. 2009. № 4. Ч.1. С. 65-67.
- Баженов Ю.М., Королев Е.В. Нанотехнология и наномодифицирование в строительном материаловедении. Зарубежный и отечественный опыт // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2007. № 2. С. 16–19.
- Калашников В.И., Ерофеев В.Т., Мороз М.Н. [и др.] Наногидросиликатные технологии в производстве бетонов // Строительные материалы. 2014. № 5. С. 88–91.
- Космачев П.В., Власов В.А., Копаница Н.О., Скрипникова Н.К., Демьяненко О.В. Композиционные материалы на основе цемента с нанодисперсным диоксидом кремния // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 4. С.139–146.
- Копаница Н.О., Саркисов Ю.С., Демьяненко О.В., Горшкова А.В. Цементные композиции, модифицированные комбинированными нанодисперсными добавками // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 4. С. 101–106
- Моделирование структурного состояния аморфного таркосила / Ю.А. Абзаев, Н.О. Копаница, В.А. Клименов, Ю.С. Саркисов, Н.П. Горленко, О.В. Демьяненко, А.П. Завьялов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 3 (50). С. 121–133.
- Kopanitsa N.O., Demyanenko О.V., Kulikova А.А., Samchenko S.V., Kozlova I.V., Lukyanova N.A. Influence of Activation Methods on the Structural and Technological Characteristics of Nanomodified Cement Compositions. Nanotechnologies in Construction. 2022;14(6):481–492. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2022-14-6-481-492. – EDN: PFYSQZ.
- Urukhanova LA, Lkhasaranov SA, Bardakhanov SP. Build Mater. 2014:852–55.
- Scrivener KL, Kirkpatrick RJ. Innovation in use and research on cementitious material. Cem Concr Res. 2008;38(2):128–36.
- Получение нанопорошков испарением исходных веществ на ускорителе электронов при атмосферном давлении / С.П. Бардаханов, А.И. Корчагин, Н.К. Куксанов, А.В. Лаврухин, Р.А. Салимов, С.Н. Фадеев, В.В. Черепков // Доклады Академии Наук. 2006. Т. 409. № 3. С. 320–323.
- Космачев П.В. Получение наноразмерного диоксида кремния плазменно-дуговым методом из высококремнеземистого природного сырья: диссертация канд. техн. наук: 01.04.07. Томск, 2018. 141 с.
- Kim H., Lee S., Moon H. Strength properties and durability aspects of high strength concrete using Korean metakaolin. Construction and Building Materials Journal. 2007;1:128 p.
- Ji T. Preliminary study on the water permeability and microstructure of concrete incorporating nano-SiO2. Cem Concr Res. 2005;35:1943–1947.
- Sanchez F., Zhang L., Ince C. Multi-scale performance and durability of carbon nanofiber/cement composites. In: Bittnar Z, Bartos PJM, Nemecek J, editors. Nanotechnology in construction: proceedings of the NICOM3 (3rd international symposium on nanotechnology in construction). Prague: Czech Republic; 2009.
- Кудяков А.И., Смирнов А.Г., Петров Г.Г., Душенин Н.П. Проектирование и использование заполнителя с оптимальной межзерновой пустотностью в бетоне // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1987. № 7. С. 135–138.
- Кудяков А.И., Симакова А.С., Кондратенко В.А., Стешенко А.Б., Латыпов А.Д. Влияние органических добавок на свойства цементного теста и камня // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. Т. 20. № 6. С. 138–147.
