Рассматривается золь-гель синтез наноразмерных частиц в систе- ме SiO2-Н2О для использования их в качестве возможного модификатора структуры цементного камня. Обсуждаются технологические варианты вве- дения наномодификатора в состав цементной смеси, кинетика гидратации и твердения цементного камня, модифицированного синтезированными на- ночастицами SiO2.

Бесплатно

Идентификации фуллеренов в структуре железоуглеродистых сплавов

Кузеев Искандер Рустемович

Статья научная

В строительной индустрии широко применяются стали различного назначения, например, в качестве армирующего материала в железобетонных конструкциях. В нефтегазовой отрасли используются стальные сооружения для хранения и транспортировки взрывоопасных токсичных сред. При этом случаются катастрофические разрушения, которые указывают на недостаточно глубокие знания о процессах, происходящих в конструкционных материалах в процессе их нагружения. Исследования последних лет указывают на то, что многие свойства сталей закладываются на наноуровне при кристаллизации из расплава и термической обработке. Обнаружение и идентификация различными методами фуллеренов С60 и С70, которые являются самостоятельными нанообъектами в структуре железа, требует изучения влияния этих объектов на формирование свойств сталей. Атомы железа могут выступать в качестве катализатора и, взаимодействуя с крупными ароматическими структурами или фрагментами графитовых плоскостей, формируют объемные структуры типа фуллеренов. При этом возможно и обратное явление: влияние образовавшихся нанообъектов на структурирование атомов железа, поскольку размер фуллеренов сопоставим с размером устойчивого зародыша кристаллической фазы железа. В работе обсуждается вопрос о механизмах образования фуллеренов в сталях и чугунах. Наиболее сложной проблемой в исследованиях является идентификация фуллеренов спектральными методами вследствие малого количества выделяемых молекул. Для повышения чувствительности метода ИК-спектрометрии фуллеренов предлагается использовать бромид калия. Высушенный и измельченный осадок, полученный в результате растворения матрицы железа в сталях, смешивается с бромидом калия, при этом смесь окрашивается в ярко оранжевый цвет. Это свидетельствует о присутствии бромистых фуллеренов и о наличии фуллеренов в исследуемых образцах. Показано, что предложенный алгоритм подготовки пробы существенно повышает чувствительность метода.

Бесплатно

Идентификация напряженно-деформированного состояния и поврежденности структуры металла строительных конструкций с нанопокрытиями электромагнитно-акустическим методом

Баширов М.Г., Баширова Э.М., Юсупова И.Г., Акчурин Д.Ш., Юлбердин Р.Т.

Статья научная

Введение. Порядка 20 процентов аварий зданий и сооружений связаны с разрушением металлических конструкций. Нанопокрытия, нанесенные на металлические конструкции, на порядки повышают их эксплуатационные свойства, но в то же время затрудняют применение традиционных средств неразрушающего контроля, для которых необходимо обеспечить доступ к поверхности основного металла. Качество нанопокрытия контролируется при его формировании. Для предотвращения разрушения металлоконструкций необходимо выявлять неоднородности структуры основного металла микро- и субмикронных размеров, которые зарождаются в зонах повышенной концентрации механических напряжений и превращаются в макродефекты, приводящие к разрушению конструкций. Для этого необходимы методы и средства, позволяющие бесконтактно, через слой нанопокрытия, идентифицировать напряженно-деформированное состояние и поврежденность структуры основного металла. Перспективным для решения этой задачи является использование электромагнитно-акустического (ЭМА) преобразования. Существующие ЭМА средства не в полной мере используют весь потенциал ЭМА преобразования, имеют недостаточную чувствительность и информативность. Методы и материалы. Для экспериментальных исследований выбраны широко применяемые при изготовлении строительных конструкций стали. Проведены исследования взаимосвязи изменения структуры стандартных образцов металла и параметров сигнала ЭМА преобразователя при статических и циклических нагрузках. Результаты. Получены диаграммы нагружения образцов металла, совмещенные фотографиями микроструктуры в контрольных точках, и их частотные модели, полученные путем спектрального анализа сигнала ЭМА преобразователя. Обсуждение. При изменении напряженно-деформированного состояния металла и накоплении повреждений в его структуре происходит целый комплекс взаимосвязанных изменений механических, акустических и электрофизических свойств, все эти изменения отражаются в изменении параметров частотной модели. Выводы. По результатам проведенных исследований предложено применение частотной модели в качестве интегрального параметра для идентификации напряженно-деформированного состояния и поврежденности металла оборудования. Использование искусственной нейронной сети для анализа параметров частотной модели позволяет упростить процесс идентификации напряженно-деформированного состояния и поврежденности металла конструкций и повысить ее достоверность.

Бесплатно

Известково-диатомитовый раствор для отделки стен зданий

Логанина Валентина Ивановна

Статья научная

Введение. В настоящее время при выполнении отделочных и реставрационных работ все большее предпочтение отдается сухим строительным смесям (ССС). Широкие возможности для производства сухих известково-цементных смесей открывают использование диатомита, который является одновременно и наполнителем сухих смесей, и активной минеральной добавкой. Предыдущие исследования подтвердили эффективность термической обработки диатомита. После обжига при 600-800оС активность возрастает при взаимодействии с гидратом оксида кальция. Это объясняется тем, что при 600-800оС глинистые вещества обезвоживаются до метакаолинита, который характеризуется повышенной реакционной способностью. На свойства сухих смесей и составов на их основе влияет размер частиц компонентов сухой смеси. В связи с этим особое значение имеет изучение влияния дисперсности компонентов сухой смеси на формирование структуры отделочных составов. Материалы и методы. Для изучения активных центров поверхности диатомита использовали индикаторный метод определения распределения адсорбционных центров. Определение прочности на сжатие проводили на динамометре ДОСМ-3-1 на образцах размером 3х3х3 см в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения составов. Определение гранулометрического состава компонентов сухой смеси проводили методом седиментационного анализа. Адсорбцию оценивали по оптической плотности, измеренной на фотоэлектрокалориметре ПЭК. Для изучения адсорбции на границе раздела «жидкость-твердое» использовали исходные компоненты сухой смеси - известь и диатомит. Результаты и обсуждения. По полученным данным установлено, что уменьшение размера частиц наполнителя сухой смеси приводит к повышению прочностных характеристик известково-диатомитовых композиций. Установлено, что введение добавки С-3 в воду способствует увеличению дисперсности гашеной извести, повышению пластичности отделочной смеси и улучшению физико-механических характеристик известково-кизельгуровых композиций. Предлагается ввести в рецептуру сухой смеси алюминия добавку сульфата. Установлено увеличение прочности на сжатие отделочного состава с добавкой сульфата алюминия в 1,5-2 раза. Выводы. Установлено, что разработанная сухая смесь по технологическим и эксплуатационным свойствам не уступает прототипу. Однако производство предлагаемого ДБМ более экономично за счет использования местного сырья и отечественных добавок.

Бесплатно