Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 939
Обзор результатов диссертационных исследований в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 1
Статья научная
С целью популяризации научных достижений в реферативной форме публикуются основные результаты исследований российских и зарубежных ученых. По направлению «Наномодифицированные серные вяжущие вещества для строительных материалов общестроительного и специального назначения» предложены методологические принципы разработки наномодифици- рованных серных вяжущих веществ, заключающиеся в проведении последовательной декомпозиции системы критериев качества таких материалов, определении элементарных управляющих рецептурных и технологических факторов посредством разбиения выделенных свойств по явлениям, процессам и компонентам, научном обосновании выбора компонентов материала, в последующем - установлении экспериментально-статистических зависимостей влияния управляющих факторов на свойства материала и проведении многокритериальной оптимизации рецептуры и технологического режима изготовления материала. В основу декомпозиции системы качества наномо- дифицированных серных вяжущих веществ положены сведения о предполагаемых областях применения (химически стойкие бетоны, капсулирование высокотоксичных и радиоактивных отходов, заделка стыков и швов в химически стойких покрытиях и т.д.) и требования ГОСТ 4.200-78 «Система показателей качества продукции. Строительство. Основные положения». Декомпозиция рассматриваемого свойства (или группы свойств) по явлениям, процессам и фазам с выделением элементарных факторов является основой для выделения и ранжирования управляющих рецептурно-технологических факторов. Научно обоснован выбор дисперсной фазы наномодифицирован- ных серных вяжущих веществ. Показано, что следует учитывать возможность образования сульфидов в структуре получаемого материала и проводить подбор компонентов сырьевой смеси с учетом свойств образующихся сульфидов и условий эксплуатации данных строительных материалов и конструкций (в первую очередь таких, как влажность, температура и наличие каких-либо агрессивных сред). Для специалистов также представляют интерес результаты исследований Хузина А.Ф. «Цементные композиты с добавками многослойных углеродных нанотрубок», Елисеевой Н.Н. «Пенобетоны неавтоклавного твердения на основе добавок наноразмера», Бурнашева А.И. «Высоконаполненные поливинилхлоридные строительные материалы на основе наномодифициро- ванной древесной муки», Захарычева Е.А. «Разработка полимерных композиционных материалов на основе эпоксидного связующего и функционализи- рованных углеродных нанотрубок», Васильевой О.В. «Получение и изучение физико-химических свойств наноразмерной системы никель-медь» и др.
Бесплатно
Обзор результатов диссертационных исследований в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 2
Статья научная
С целью популяризации научных достижений в реферативной форме публикуются основные результаты исследований российских и зарубежных ученых. По направлению «Газобетон автоклавного твердения с использованием наноструктурированного модификатора» практическое значение работы: 1. Обоснована целесообразность использования добавок на меламинфор-мальдегидной основе для пластификации наноструктурированного модификатора силикатного состава. Оптимальное содержание пластификатора составляет 0,1%. 2. Предложены составы газобетона автоклавного твердения конструкционно-теплоизоляционного и теплоизоляционного назначения с марками по плотности D350-D500 и классами по прочности ВО,75; В2,5-В5. 3. Предложена технология производства газобетона автоклавного твердения с учетом использования наноструктурированного модификатора. Для специалистов также представляют интерес результаты исследований Виндижевой А.С. «Нанокомпозитные кабельные пластикаты на основе поливинилхлорида и алюмосиликатов», Ашрапова А.Х. «Полимерные на нокомпозиты строительного назначения на основе поливинилхлорида», Дятлова А.К. «Мелкозернистый самоуплотняющийся бетон с комплексной наносодержащей добавкой», Хузина А.Ф. «Цементные композиты с добавками многослойных углеродных нанотрубок», Ермолина М.С. «Фракционирование нано- и микрочастиц во вращающихся спиральных колонках при анализе полидисперсных образцов», Юхаевой Г.Р. «Нанокомпозиционные материалы на основе полиэтилена и нанопластин графита: синтез, структура, свойства», Шепелева Д.С. «Энергообмен и локализация энергии в углеродных нанотрубках», Нелюбовой В.В. «Прессованные силикатные автоклавные материалы с использованием наноструктурированного модификатора», Мироновой А.С. «Нанонаполненные штукатурные композиции для повышения долговечности фасадов зданий», Гончаровой М.А. «Структурообразование и технология композитов общестроительного и специального назначения на основе малоиспользуемых отходов металлургии», Майоровой Л.А. «Управляемая самоорганизация азапорфиринов в 2d- и 3d-наноструктуры в ленгмюровских слоях и пленках Ленгмюра-Блоджетт» и др.
Бесплатно
Обзор результатов диссертационных исследований в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 3
Статья обзорная
С целью популяризации научных достижений в реферативной форме публикуются основные результаты исследований российских и зарубежных ученых. По направлению «Повышение прочности бетона углеродными нанотрубками с применением гидродинамической кавитации» оценку экономической целесообразности использования многослойных УНТ в качестве модифицирующей добавки для цементных композитов проводили на примере расчета себестоимости основных сырьевых компонентов, необходимых для получения мелкозернистого бетона класса по прочности В55. Модифицирование матрицы бетона УНТ приводит к повышению предела прочности на сжатие, что, в свою очередь, позволяет сократить удельный расход цемента на единицу прочности рассматриваемого материала. В данном случае введение в объем бетона 0,05% исходных УНТ в массе вяжущего способствовало повышению удельной прочности примерно в 1,5 раза. Значение сэкономленных средств определяли как разницу в стоимости между количеством сырьевых компонентов, необходимых для производства бетона класса В55 традиционного состава, и аналогичного по классу бетона, полученного за счет введения в его состав углеродного наномодификатора. Стоимость одного грамма многослойных УНТ выбиралась на основе анализа коммерческих предложений российских и зарубежных компаний, специализирующихся на производстве и реализации углеродных наноматериалов. Для специалистов также представляют интерес результаты следующих исследований: Подгорный И.И. «Материалы автоклавного твердения с использованием наноструктурированного модификатора на основе магматических пород кислого состава», Сатюков А.Б. «Наномодифицированное композиционное вяжущее для специальных строительных растворов», Хаммади Мустафа Абдул Маджид Хамид «Метод модифицирования цементных бетонов нанораствором», Алтынник Н.И. «Газобетон автоклавного твердения с использованием наноструктурированного модификатора», Волков Д.С. «Комплексные подходы к характеризации наноалмазов детонационного синтеза и их коллоидных растворов», Ермолин М.С. «Фракционирование нано- и микрочастиц во вращающихся спиральных колонках при анализе полидисперсных образцов», Аловиддинов А.Д. «Исследование структуры механических и электрофизических свойств природных волокон, модифицированных наноразмерными частицами», Киселев Д.Г. «Наномодифицированные серные вяжущие вещества для строительных материалов общестроительного и специального назначения», Емельянов А.И. «Полимерные металлсодержащие нанокомпозиты на основе 1-винил-1,2,4-триазола», Серхачева Н.С. «Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов», Коротких Д.Н. «Повышение прочности и трещиностойкости структуры современных цементных бетонов: проблемы материаловедения и технологии», Соловьева Т.А. «Эффективные цементные композиции, модифицированные углеродными материалами» и др.
Бесплатно
Обзор результатов диссертационных исследований в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 4
Статья научная
С целью популяризации научных достижений в реферативной форме публикуются основные результаты исследований российских и зарубежных ученых. По направлению «Материалы автоклавного твердения с использованием наноструктурированного модификатора на основе магматических пород кислого состава» теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования магматических пород кислого состава для получения наноструктурированного модификатора материалов автоклавного твердения. Активность наноструктурированного модификатора обусловлена его составом и технологией получения: высокой удельной поверхностью с формированием нанодисперсных компонентов полиминерального состава; аморфизацией поверхности породообразующих минералов; процессами механохимического растворения кварцевого и полевошпатового компонентов с формированием активной кремниевой и алюмокремниевой кислот. Установлен характер влияния наноструктурированного модификатора в составе формовочной смеси на газообразование, вспучивание бетонной смеси и, в конечном итоге, структурообразование материалов в доавтоклавный период. Предложены составы материалов автоклавного твердения с использованием наноструктурированного модификатора, получаемого на основе гранита, позволяющие производить: прессованные изделия (силикатный кирпич) плотностью 1835-1950 кг/м 2, пределом прочности при сжатии - 17,8-23,3 МПа, теплопроводностью - 0,56-0,6 Вт/м оС, морозостойкостью - 40-55 циклов, водопоглощением - 11,4-12,2%. Разработанные изделия удовлетворяют требованиям существующих нормативных документов: марки по прочности М150- М200 и марки по морозостойкости F35-F50. Для специалистов также представляют интерес результаты следующих исследований: «Физико-химические свойства и строение мономерных и полимерных ацетиленкарбоксилатов металлов и нанокомпозитов на их основе», «Наномодифицированные серные вяжущие вещества для строительных материалов общестроительного и специального назначения», «Синтез и каталитические свойства мезопористых наноматериалов на основе СеО 2», «Синтез и свойства наноструктур на основе слоистых двойных гидроксидов», «Золь-гель синтез и свойства нанокристаллических ферритов на основе системы Y 2O 3-Fe 2O 3», «Синтез и физико-химические закономерности формирования золь-гель методом тонкопленочных и дисперсных наноматериалов оксидных систем элементов III-V групп», «Синтез и исследование функциональных свойств низкоразмерных наноструктур на основе оксидов титана и ванадия», «Исследование взаимодействия электромагнитного излучения с наноструктурированными материалами», «Формирование, структура и оптические свойства нанокомпозитных систем «Ge в пористой матрице Al 2O 3», «Полимерные нанокомпозиты строительного назначения на основе поливинилхлорида», «Закономерности формирования, особенности структуры и свойства сверхтвердых нанокомпозитных покрытий» и др.
Бесплатно
Оборудование для получения наноматериалов
Статья обзорная
Для создания отечественного оборудования по производству наноматериалов для промышленного использования, в т.ч. и в строительстве, заинтересованные организации в течение последних нескольких лет проводили научно-исследовательские, проектные и конструкторские работы. Результатом этой деятельности стала разработка оборудования и технологий, не имеющих аналогов в России. Это оборудование для получения углеродных материалов волокнистой структуры методом каталитического пиролиза и технология получения катализаторов для производства волокнистых углеродных материалов методом пиролиза ароматических и неароматических углеводородов. В настоящее время выпускается оборудование производительностью 2000 кг/год, которое успешно реализуется на международном рынке.
Бесплатно
Оборудование и наноматериалы, производимые в России, способны дать значительный экономический эффект
Статья
Резюме. VI Научно-практическая конференция «Нанотехнологии - производ- ству 2009», проходившая с 1 по 3 декабря 2009 г. в наукограде Фрязино, со- брала ведущих ученых и специалистов различных отраслей промышлен- ности из России и стран СНГ, заинтересованных в практическом внедрении достижений нанотехнологий и создании производств конкурентоспособ- ной продукции на их основе. Научный Интернет-журнал «Нанотехнологии в строительстве» осуществлял информационную поддержку конференции.
Бесплатно
Обоснование критериальных требований к наполнителям в составах смесей для строительной 3D-печати
Статья научная
Введение. В рамках решения задачи создания новых материалов для аддитивных технологий произведен анализ состояния вопроса, выявлена проблема отсутствия общих подходов к выбору сырьевых компонентов смесей. Теоретическая концепция. На основании подходов фундаментальной структурной реологии, физико-химической механики дисперсных систем, теории упаковок зернистых сред теоретически обоснованы критериальные требования к характеристикам наполнителей, предложены численные критерии их оценки. Данные численные критерии предложено применять для предварительной комплексной оценки наполнителей в задачах проектирования составов смесей для строительной 3D-печати. Материалы и методы. Характеристики наполнителей оценены методами сканирующей электронной микроскопии с использованием сканирующего электронного микроскопа Thermo Scientific™ Phenom™ Desktop SEM с обработкой изображений в программном комплексе «ParticleMetric»; лазерной гранулометрии с использованием лазерного анализатора размера частиц «Анализетте 22». Результаты. Произведена оценка цемента и 5 видов наполнителей, отличавшихся размерностью и ролью в формировании свойств смеси. Определены их расчетные критериальные характеристики: средний диаметр частиц, гранулометрическая константа, коэффициент формы частиц. Установлены граничные значения данных характеристик для частиц различной морфологии и дисперсности. Заключение. На основании использования предложенных теоретических подходов определены направления исследований, которые связаны с получением экспериментальных закономерностей влияния критериальных характеристик наполнителей на реологические характеристики смесей; ранжированием по значимости данных характеристик и обоснование требований к диапазону дозировок наполнителей в зависимости от их размеров, формы и гранулометрии.
Бесплатно
Ред. заметка
Обращение главного редактора научного Интернет-журнала «Нанотехнологии в строительстве» Б.В. Гусева к авторам и читателям
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Огнестойкое экранирующее покрытие на основе шунгитсодержащей краски
Статья научная
На сегодняшний день при проектировании помещений специального назначения для экранирования электромагнитного излучения предъявляется ряд требований по пожарной безопасности используемых строительных материалов и экранов электромагнитного излучения. Предлагаемое композиционное покрытие на основе водоэмульсионной огнестойкой краски с наполнителем из нанопорошка шунгита может использоваться для обработки стен, пола, потолка и других поверхностей в экранируемых помещениях для снижения уровня электромагнитного излучения и обеспечения норм пожарной безопасности. Шунгит представляет собой минерал с многослойными фуллереноподобными глобулами углерода диаметром 10—30 нм, вследствие своей высокой электропроводности способный ослаблять электромагнитное излучение. Покрытие из шунгитсодержащей краски на целлюлозном основании подвергалось воздействию открытого пламени температурой 1700 оС в течение 3 минут 40 секунд, в результате наблюдалось возникновение пенообразного термоизолирующего слоя без механического повреждения подложки. Рентгенодифракционный анализ порошка, образованного в результате воздействия пламени на покрытие из шунгитсодержащей краски, показал образование таких веществ, как ортоклаз, барит, рутил и др. Углерода, входящего в состав шунгита, используемого в качестве наполнителя для огнестойкой краски, обнаружено не было, что говорит об его окислении в ходе горения. Исследования электромагнитных характеристик в диапазоне частот 8...12 ГГц композиционного покрытия после воздействия открытого пламени проводились на панорамном измерителе ослабления и КСВН Я2Р-67 с ГКЧ-61 и волноводным трактом, после чего были рассчитаны коэффициенты отражения и передачи. Результаты измерений и расчеты показали снижение коэффициентов передачи и отражения ЭМИ за счет уменьшения проводимости и изменения диэлектрических потерь композиционного покрытия из-за повышения содержания диоксида кремния и уменьшения процентного содержания углерода.
Бесплатно
Статья научная
Несмотря на многообразие существующих способов очистки сточных вод эту проблему нельзя считать решенной для предприятий деревообрабатывающей промышленности. Учитывая, что в состав сточных вод фанерно-плитных комбинатов входят фенолы, формальдегид и многие другие токсичные вещества, разработка способа их очистки является крайне важной и актуальной задачей. В связи с этим нами проведено исследование эффективности очистки сточных вод уфимского фанерно-плитного комбината (УФПК) озонированием в присутствии доступных и наиболее изученных гетерогенных катализаторов: Fe2O3, нанесенного в виде наноплёнки на 0,5–1,0 мм частицы γ-Al2O3; Al2O3, нанесенного в виде наноплёнки на 2,5–3,0 мм частицы TiO2, MnO2, нанесенного в виде наноплёнки на 2,5–3,0 мм частицы TiO2. Оптимальные условия очистки определяли по кинетическим кривым разложения фенола. Результаты проведённых экспериментов по каталитическому озонированию сточных вод показали высокий эффект очистки. ХПК снизилось в 1,7 (Al2O3, MnO2) и в 3 раза (Fe2O3) по сравнению с озонированием без катализатора. Полученные результаты позволяют уверенно утверждать, что для повышения эффективности очистки сточных вод УФПК необходимо озонирование проводить в присутствии гетерогенного нанокатализатора Fe2O3, который используется в небольшом количестве, поэтому отсутствует необходимость очищения воды от ионов железа (III) в гомогенном катализе. Концентрация иона железа (III) не превышала предельно-допустимую концентрацию в питьевой воде (0,3 мг/дм3). Эффект очистки по ХПК достигает 96%. В работе приведены физико-химические показатели качества исходной сточной воды и после озонирования в присутствии катализатора Fe2O3. Исследованный способ очистки позволяет снизить содержание фенола до нормативного показателя качества (0,01 мг/дм3). Предварительное озонирование сточных вод повышает эффективность дальнейшей биологической очистки.
Бесплатно
