Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 986
О социально-экономической оценке реинжиниринга техносферы с помощью "природоподобных нанотехнологий"
Статья научная
Введение. В последнее время в обиходе ученых и политиков появился термин «природоподобные технологии», к которым вполне заслуженно относят так называемые альтернативные источники энергии (солнца, ветра, тепла). При этом, несмотря на то, что установки, использующие указанные источники являются «сезонными» и низко концентрированными, их использование бурно и бессистемно развивается, и многие экономисты и политические деятели ошибочно рассматривают их в качестве базовых, дезориентируя бизнес. На основе анализа гносеологии происхождения термина «природоподобных технологии» в настоящей статье показана необоснованность и даже вред бурного и бессистемного использования ветрогенераторов. Приведены доказательства несостоятельности «мифов» о том, что природа не справляется с компенсацией хозяйственной деятельности человечества, поэтому, по мнению академика Сергеева С.М., президента РАН, требуется «реинжиниринг техносферы». При этом современная экономическая наука далека от учета в своих моделях ассимиляционных потенциалов биосферы регионов и функций производства энтропии в них, предпочитая моделировать различные «циклы и уклады», а также вычислять разные «коэффициенты», чтобы прогнозировать «кризисы и равновесия», без учета взаимодействия природы и социума. В связи с чем и возникает научно-техническая задача по определению «места реинжиниринга техносферы» в структуре систем жизнеобеспечения общества, а следовательно, оценка его эффективности. Методы, модели и средства. Для решения поставленных задач предложено использовать «метод ретропрогноза» социально-экономических потерь от внедрения «природных нанотехнологий», используя в качестве «инструментов» метод «пространственно-временного анализа», модели Леонтьева-Форда и системы адаптивного налогообложения «производства вреда», применение которых при решении проблем пожарной и экологической безопасности в «техносферах регионов» Юга России (в дорожно-транспортных инфраструктурах, в городах и населенных пунктах, в зданиях и сооружениях) доказали свою адекватность исследуемым процессам и полезность. Результаты и обсуждение. Представлены результаты моделирования затрат эффективности «реинжиниринга техносферы» в России, в частности индивидуальных жилых домов, и ретропрогноз изменения социально-экономических и экологических потерь при автономизации их ресурсоснабжения (электроэнергией, водой и теплом). Показано, что постановка на производство отечественных инноваций в этой области («Шуховских» ветрогенераторов, приборов конденсации атмосферной воды и электрообогрева) позволит прекратить «поголовную газификацию» сельских населенных пунктов, а также более экономно, чем за рубежом, реализовать в России децентрализованное снабжение ресурсами более 10 млн индивидуальных домов и около 40 млн дачных домиков, определив тем самым «истинное место альтернативной энергетики» в структуре Российских систем электро-, газо-, водо- и теплоснабжения. Заключение. Предлагаемый подход позволяет определить место так называемой возобновляемой энергетики в структуре систем ресурсоснабжения городов и сельских населенных пунктов. При этом не исключено, что появление более производительных конструкторских решений предложенных инноваций в области ветроэнергетики и солнечных батарей позволит расширить «автономизацию» на малоэтажные и многоквартирные дома в районных центрах и рабочих поселках городского типа, вместо капитального восстановления централизованных инженерных систем с котельными и мини-ТЭЦ.
Бесплатно
О требованиях к наномодифицирующим добавкам для высокопрочных цементных бетонов
Статья научная
На основе концепции формирования структуры высокотехнологичных высокопрочных бетонов, технологических, экономических и экологических аспектов применения наномодифицирующих добавок обсуждаются требования к ним.
Бесплатно
Об использовании нанотехнологий и наноматериалов в строительстве часть 1
Статья научная
Промышленность строительных материалов и строительство, несмотря на их определенно консервативный характер, все чаще сталкиваются с нанотехнологиями, которые называют «индустриальной революцией XXI века». Новые закономерности, методы испытаний и исследований создают большой потенциал для производства высокотехнологичных продуктов и процессов, отличающихся гарантированными показателями надежности, развивают принципы получения современных «суперматериалов» - наноматериалов.
Бесплатно
Об использовании нанотехнологий и наноматериалов в строительстве часть 2
Статья научная
Промышленность строительных материалов и строительство, несмотря на их определенно консервативный характер, все чаще сталкиваются с нанотехнологиями, которые называют «индустриальной революцией XXI века». Новые закономерности, методы испытаний и исследований создают большой потенциал для производства высокотехнологичных продуктов и процессов, отличающихся гарантированными показателями надежности, развивают принципы получения современных «суперматериалов» - наноматериалов.
Бесплатно
Об электронном издании «Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал»
Рецензия
Рассматриваются вопросы развития нанотехнологий и наноиндустрии в России; роль средств массовой информации в развитии нанотехнологий; цель, задачи, принципы публикации научных материалов и тематика статей электронного издания «Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал».
Бесплатно
Об эффективности применения конструкций из фибробетона в подземном строительстве. Опыт и перспективы
Статья обзорная
Введение. В статье рассматривается актуальное состояние возможностей повышения эффективности строительных процессов с помощью применения фибробетонов при строительстве транспортных и коммунальных тоннелей, а также других ответственных сооружений. Авторами представлен зарубежный опыт широкого применения фибробетонов в транспортном строительстве, также приводятся малочисленные случаи применения фибробетонов в отечественной практике, отмечается несоответствие отечественного опыта современному уровню техники. Приводятся основные блокираторы развития рассматриваемого вопроса, проблематика теоретического подхода и практического применения.
Бесплатно
Обзор изобретений в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 1
Статья
Изобретения в области нанотехнологий и наноматериалов позволяют в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, смежных отраслях экономики добиться значительного эффекта. Изобретение «Способ приготовления смеси для производства композиционного ячеистого бетона (RU 2543847)» относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления неавтоклавного композиционного ячеистого бетона естественного твердения. В способе приготовления смеси для производства композиционного ячеистого бетона, включающем подачу в смеситель компонентов состава и их перемешивание для получения однородной массы, введение в полученный состав сухой порообразующей смеси и последующее совместное перемешивание, в полученный состав дополнительно вводят цеолитовую добавку, приготовленную путем предварительного перемешивания одно- или многослойных нанотрубок в воде посредством атомайзера в распыленном виде с последующим их перемешиванием с цеолитом в смесителе циклического действия, а также вводят предварительно приготовленную сухую по-рообразующую смесь. Технический результат - получение однородной сухой смеси, снижение объемного веса, повышение прочности и морозостойкости неавтоклавного ячеистого бетона, полученного из заявленной сухой смеси. Изобретение «Наноструктурированный древесно-минеральный композитный материал (RU 2542025)» относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве древесно-минеральных плит и отделочных материалов в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат заключается в повышении прочности, водостойкости. Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в области нанотехнологий: эпоксидная композиция для высокопрочных, щелочестойких конструкций (RU 2536141); нанокомпозитный материал на основе минеральных вяжущих (RU 2538410); способ получения нанопорошков оксида цинка с поверхностным модифицированием для использования в строительных герметиках (RU 2505379); композиция для склеивания металлических изделий (RU 2526991); способ получения нанодисперсных порошков (RU 2537678); способ синтеза микро- и нанокомпозиционных алюминий-углеродных материалов (RU 2537623); способ получения пленок аморфного кремния, содержащего нанокристаллические включения (RU 2536775); способ ультразвуковой финишной обработки деталей из конструкционных и инструментальных сталей и устройство для его осуществления (RU 2530678); наноструктурированная сварочная проволока (RU 2538228) и др.
Бесплатно
Обзор изобретений в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 2
Статья научная
Изобретения в области нанотехнологий и наноматериалов позволяют в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, смежных отраслях экономики добиться значительного эффекта. Изобретение «Способ получения фотокаталитически активного нанокристаллического диоксида титана анатазной модификации (RU 2551677)» относится к способам получения порошков нанокристаллического диоксида титана, которые могут быть использованы для фотокаталитической очистки и обеззараживания воздуха и воды, создания фотоэлектрических преобразователей энергии, новых композиционных и каталитических материалов. Технический результат нового способа: сокращение времени проведения реакции гидролиза; формирование кристаллической структуры анатаза непосредственно в результате кристаллизации из раствора при температуре, не превышающей температуру кипения при атмосферном давлении без применения дополнительной термообработки осадка. Изобретение «Способ получения керамического композитного материала на основе оксидов алюминия и циркония (RU 2549945)» относится к области роизводства керамических конструкционных и функциональных материалов. Технический результат изобретения - получение керамики с повышенным коэффициентом трещиностойкости. Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в области нанотехнологий: способ приготовления смеси для производства композиционного ячеистого бетона (RU 2543847), наноструктурированная сварочная проволока (RU 2538228), нановолокнистый полимерный материал (RU 2543377), способ получения нанопорошков металлов с повышенной запасенной энергией (RU 2535109), способ получения нетканого нанокомпозиционного материала (RU 2533553), способ получения нанодисперсных порошков и устройство для его реализации (RU 2533580), способ получения наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы на стали (RU 2535432), способ нанесения наноалмазного материала комбинированной электромеханической обработкой (RU 2530432), способ получения сажи, содержащей фуллерены и нанотрубки, из газообразного углеводородного сырья (RU 2531291), полимерный медьсодержащий композит и способ его получения (RU 2528981), тонкодисперсная органическая суспензия металл/углеродного нанокомпозита и способ ее изготовления (RU 2527218), композиционная ионообменная мембрана (RU 2527236), режущая пластина (RU 2528288), способ изготовления чувствительного элемента датчиков газов с углеродными нанотрубками (RU 2528032) и др.
Бесплатно
Обзор изобретений в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 3
Статья научная
Изобретения в области нанотехнологий и наноматериалов позволяют в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, смежных отраслях экономики добиться значительного эффекта. Изобретение «Способ получения массивов ориентированных углеродных нанотрубок на поверхности подложки (RU 2561616)» относится к технологиям получения массивов углеродных нанотрубок на поверхности подложки. В реакционной камере формируют поток рабочего газа, содержащего несущий газ, газообразный углеводород и предшественник катализатора для синтеза углеродных нанотрубок. В частном случае осуществления изобретения на поверхность подложки дополнительно направляют поток инертного газа, экранирующий зону синтеза углеродных нанотрубок от воздуха, при его давлении, превышающем давление потока рабочего газа. Обеспечивается получение массивов ориентированных углеродных нанотрубок на подложках, имеющих поверхности большой площади - до нескольких квадратных метров. Изобретение «Состав смеси для асфальтобетона (RU 2561435)» относится к области строительного производства в автодорожной отрасли и может быть применено при изготовлении асфальтобетона, в том числе с использованием нанотехнологий. Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в области нанотехнологий: способ модифицирования углеродных наноматериалов (RU 2548083); нановолокнистый полимерный материал (RU 2543377); способ приготовления наносуспензии для изготовления полимерного нанокомпозита (RU 2500695); способ упрочнения металлических изделий с получением наноструктурированных поверхностных слоев (RU 2527511); способ формирования жаростойкого нанокомпозитного покрытия на поверхности изделий из жаропрочных никелевых сплавов (RU 2549813); способ нанесения наноалмазного материала комбинированной электромеханической обработкой (RU 2530432); способ получения сажи, содержащей фуллерены и нанотрубки, из газообразного углеводородного сырья (RU 2531291); способ получения нанопорошков оксида цинка с поверхностным модифицированием для использования в строительных герметиках (RU 2505379); высокоресурсный электродуговой генератор низкотемпературной плазмы с защитным наноструктурированным углеродным покрытием электродов (RU 2541349); способ получения слоистого наноматериала (RU 2530456); тонкодисперсная органическая суспензия металл/углеродного нанокомпозита и способ ее изготовления (RU 2527218); способ получения нанопорошков металлов с повышенной запасенной энергией (RU 2535109) и др.
Бесплатно
Обзор изобретений в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 4
Статья научная
Изобретения в области нанотехнологий и наноматериалов позволяют в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, смежных отраслях экономики добиться значительного эффекта. Изобретение «Способ получения пенополиуретанового нанокомпозита (RU 2566149))» относится к производству конструкционных материалов, в частности к полимерным композитам, которые включают полимер и неорганическую добавку. Конструкционные материалы на основе пенополиуретанов представляют существенный интерес для многих видов промышленного и энергетического строительства, а также для судостроения, авиастроения и автомобильной промышленности; этот интерес обусловлен тем, что такие материалы обладают высокими теплоизоляционными свойствами, значительной химической стойкостью по отношению к окружающей среде (атмосфере и, в ряде случаев, водной среде), а также существенными звукоизолирующими свойствами. Использование таких материалов позволяет наиболее экономично обеспечить требуемую теплоизоляцию конструкций. Способ получения пенополиуретанового нанокомпозита включает предварительную механоактивацию наномодификатора с последующим введением его в гидроксилсодержащий полиэфир под воздействием ультразвука в количестве 0,5-3,0% относительно веса получаемого нанокомпозита, перемешивание и введение отвердителя. Изобретение «Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона (RU 2563264)» относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к способам изготовления комплексных нанодисперсных добавок. Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона заключается в получении путем ультразвукового диспергирования при частоте ультразвука 35 кГц суспензии с концентрацией твердой фазы 3%. При этом суспензия содержит 65-70 мас.% минерального компонента - метакаолина, 30-35 мас.% суперпластификатора С-3 в виде сухого вещества и воду. Техническим результатом является уменьшение размеров частиц, сокращение времени ультразвукового воздействия и упрощение технологии получения добавки. Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в области нанотехнологий: способ получения нанокристаллической целлюлозы высокой степени очистки (RU 2550397); способ формирования стабильных наноструктурных покрытий плазменной струей (RU 2567082); способ производства продукции из стекла (RU 2567062); способ получения алмазосодержащей композиции (RU 2567058); способ получения коротких углеродных нановолокон, катализатор для его осуществления и способ приготовления катализатора (RU 2566781); модифицированная полиэфирная композиция и способ ее получения (RU 2566756); способ получения карбида циркония (RU 2566420) и др.
Бесплатно
Обзор приборной базы по контролю парниковых газов
Статья научная
Введение. В статье описаны результаты сравнительного анализа трех крупных компаний, представляющих на рынке высокоточное оборудование по контролю климатически важных параметров: LI-COR, Picarro и Gasera - и использующих нанотехнологии; исследована актуальность экологической проблемы поиска технического решения контроля климатически активных газов, в том числе CO2 в атмосферном воздухе. Целью работы является анализ мировых лидеров по производству прецизионного оборудования контроля парниковых газов при изготовлении наноматериалов и в научных центрах по исследованию изменения климата. Методы и материалы. Для исследования использована информация из открытых информационных источников, материалов и обзоров научных исследователей различных областей знаний, которые описывают особенности деятельности этих компаний или же непосредственно принимают участие в разработке продукции и после чего составляют отчет о своей работе. Статья содержит информацию из истинных источников, а именно с официальных сайтов компаний, где описана их история создания и процесс развития. Методами исследования являются бенчмаркинг и SWOT-анализ. Результаты и обсуждение. В исследовании проведен сравнительный анализ компаний по продолжительности работы на мировых рынках и его влияния на качество и технические особенности выпускаемой продукции. В статье представлена информация о компаниях, которые добились очень хороших результатов за период с начала их основания до настоящего времени. Видовое разнообразие приборов контроля качества старого и нового поколения, реализуемых на рынках по всему миру, рассматриваемых компаний, одинаковое, что обуславливает очень высокую конкуренцию. Проведено описание деятельности компаний, их местоположения, охват потребителей, также указан годовой доход от продажи продукции, объем работы, который они совершают в процессе своей деятельности. Заключение. Выявлено, что компании LI-COR, Picarro, Gasera осуществляют производство приборов контроля качества, которые воспроизводят требуемые измерительные параметры. Газоанализаторы компаний являются востребованными на рынке прецизионных приборов контроля, применяемых для улавливания парниковых газов с целью разработки строительных наноматериалов, научных исследований климатических проблем современного общества.
Бесплатно
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
