Введение. Силикат кальция - один из известных строительных материалов. Его структура обуславливает способность таких наноструктурированных добавок к образованию вторичной структуры - фрактальной (объемной) сетки, с которой взаимодействуют цементные зерна. Добавление наномодифицирующих добавок для улучшения технологии производства цементов позволит снизить размерность пространства, в котором происходит сорбция молекул на цементном зерне, и, соответственно, приведет к увеличению скорости и эффективности его блокировки. Методы и материалы. В работе предложен способ получения силиката кальция из отходов производства кальцинированной соды. Золь-гель метод синтеза индивидуального наномодификаторов в виде силиката позволит усовершенствовать технологию получения бетонов за счет формирования твердого фазового состояния модифицированной структуры цементного камня. В производстве кальцинированной соды под сбор отходов производства выделяются земельные участки (шламонакопители) для хранения дистиллерной жидкости. В связи с этим остро встает проблема ее утилизации, так как площадь, отводимая под шламонакопители, ограничена. Результаты и обсуждения. В ходе исследования было обнаружено, что добавление определенных компонентов позволяет не только снизить требуемую температуру обжига, но и повлиять на наноструктуру получаемого продукта. Диапазон значений содержания добавок на 5 грамм силиката кальция: С - 0,2+0,4; S - 0,3+0,5; ZnO -0,1+0,3; P2O5 - 0,3+0,5; NH2CONH2 - 0,3+0,3. По полученной матрице условий были приготовлены 16 образцов веществ. Наномодифицирование цементного камня приводит к его упрочнению в ранние сроки структурообразования. Заключение. Добавление гидроперита к силикату кальция значительно увеличивает твердость конечного продукта, при добавлении в качестве компонентов угля, серы, оксида цинка и пентаоксида фосфора изменяется твердость и структура соединения. Таким образом, использование наноструктурированной добавки к цементу на основе силиката кальция, полученного путем квалифицированной переработки основного отхода, входящего в состав дистиллерной жидкости - оксида кальция, позволит повысить качество бетона за счет улучшения технологии производства цемента.

Бесплатно

Потенциал нанотехнологий: вопросы теплоснабжения и отопления зданий

Левин Ю.А., Никитин А.А., Конотопов М.В., Иванов Л.А.

Статья научная

В статье исследуются возможности применения нанотехнологий для повышения эффективности систем централизованного и автономного теплоснабжения в условиях перехода к новому технологическому укладу. Дается логическая последовательность развития теплоснабжения и отопления, указывается на консервативность в части используемого оборудования и применяемых технологий при поставке потребителям тепловой энергии. В контексте актуальных задач теплоснабжения и отопления зданий рассматриваются концептуальные основы применения нанотехнологий, отвечающих целям максимальной интенсификации теплообмена. На основе анализа теплопроводности, концентрации, размера, массы и скорости наночастиц дается оценка возможности применения наножидкостей в качестве теплоносителя для совершенствования теплообменных аппаратов и снижения теплопотерь в системах теплоснабжения, обеспечения максимальной экономичности их работы. Показано, что применение наноструктур влияет на экономию расхода теплоносителя как основной задачи качественно-количественного регулирования системы теплоснабжения. Уделено внимание вопросам применения наноструктурированных материалов в низкотемпературных топливных элементах, применяемых системами децентрализованного теплоснабжения для отопления жилых домов.

Бесплатно

Потенциометрический метод оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов

Соколова Ю.В., Айзенштадт А.М., Фролова М.А., Шинкарук А.А., Махова Т.А.

Статья научная

Введение. Важным показателем высокодисперсных материалов, в частности, глинистых грунтов, определяющим эффективность их применения и характеризующим способность активных компонентов в их составе взаимодействовать с гидроксидом кальция, является пуццолановая активность, для оценки которой применяют различные методы. Эффективными являются потенциометрические методы, основанные на измерении электродного потенциала, функционально связанного с изменением концентрации (активности) ионов кальция в анализируемых растворах как основным информационным параметром пуццолановой реакции. Целью исследования являлась апробация потенциометрического метода для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов, а также применение данного подхода для определения рационального количества активной минеральной известьсодержащей добавки как компонента вяжущего для получения грунтобетона. Материалы и методы исследования. В качестве объектов были выбраны модели глинистого грунта с разным числом пластичности и супесь Архангельской области. Методика потенциометрического анализа заключалась в последовательном добавлении в суспензию (0,5 г грунта на 80 мл дистиллированной воды) 0,015 моль/л раствора гидроксида кальция в количестве от 0,2 до 0,8 мл и измерении потенциала системы при постоянном перемешивании с фиксированной скоростью. Результаты и обсуждение. Все исследуемые объекты характеризуются пуццолановой активностью, которая увеличивается в ряду: супесь песчанистая суглинок легкий пылеватый глина легкая пылеватая = супесь пылеватая - и имеет порядок абсолютных значений, совпадающих с литературными данными. Рациональное количество активной минеральной известьсодержащей добавки составило для моделей глинистого грунта 1-2% в зависимости от числа пластичности, а для супеси Архангельского региона - более 2% (от массы грунта в пересчете на массу сухого вещества). Заключение. Показана применимость потенциометрического метода анализа с использованием кальцийселективного электрода для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов на примере моделей глинистых грунтов с разным числом пластичности и супеси Архангельского региона.

Бесплатно