Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 1124
Перечень требований к оформлению материалов и условия представления статей для публикации
Ред. заметка
Бесплатно
Перечень требований к оформлению материалов и условия представления статей для публикации
Ред. заметка
Бесплатно
Перечень требований к оформлению материалов и условия представления статей для публикации
Ред. заметка
Бесплатно
Перечень требований к оформлению материалов и условия представления статей для публикации
Ред. заметка
Бесплатно
Перечень требований к оформлению материалов и условия представления статей для публикации
Ред. заметка
Бесплатно
Перечень требований к оформлению материалов и условия представления статей для публикации
Ред. заметка
Общие требования
Бесплатно
Пластиковые дренажные плиты с низкотемпературным наноспеканием гранул
Статья научная
Введение. В настоящее время наблюдается стремительное развитие строительной отрасли. Новые жилые и промышленные здания и сооружения появляются как в мегаполисах, так и в небольших городах. В связи с этим происходит активное освоение подземного пространства: строятся подвальные и заглубленные помещения, многоэтажные конструкции, подземные переходы и паркинги, торговые центры и многие другие сооружения. Для создания надежных и долговечных конструкций большое внимание должно быть уделено защите подземных частей зданий от разрушающего воздействия грунтовых вод. Применяемые в настоящее время гидроизоляционные и дренажные материалы не всегда отвечают необходимым требованиям. В данной работе представлен новый материал для пристенного дренажа, разработанный с целью обеспечения надежной защиты подземных зданий от действия грунтовых вод. Методы и материалы. В статье представлен подробный анализ существующих методов и материалов, которые применяются при возведении пристенных дренажных систем. В качестве эффективного дренажного материала предложены пластиковые плиты, изготовленные из фильтрационного пенополистирола. Приведена технология получения фильтрационных пластиковых плит, обладающих высокой водопропускной способностью, основанная на низкотемпературном наноспекании гранул пенополистирола. Были определены основные структурные характеристики фильтрационного пенополистирола, включая характерный диаметр пор и межзерновую пористость, а также физические и механические свойства материала. Результаты и обсуждение. Приведены результаты исследования структуры фильтрационного пенополистирола с различным гранулометрическим составом. Показано, что благодаря процессу наноспекания гранул, можно формировать различные виды структур дренажных плит, требуемые для получения необходимых характеристик. Также представлены экспериментальные данные водопропускной способности дренажных пластиковых плит в зависимости от структурных характеристик материала. На основании проведенных испытаний была получена эмпирическая формула для расчета коэффициента фильтрации дренажных пластиковых плит. Разработаны рекомендации по подбору гранулометрического состава материала при работе в связных и несвязных грунтах. Заключение. Результаты наших исследований показали, что пластиковые плиты из фильтрационного пенополистирола имеют высокую водопропускную способность и достаточную прочность на сжатие и могут быть использованы для защиты подземных частей зданий, построенных на различных грунтах.
Бесплатно
Повышение качества неавтоклавного пенобетона добавками наноразмера
Статья научная
Предлагается повышать качество неавтоклавных пенобетонов стабилизаци- ей пены добавками наноразмера. В качестве таких добавок были выбраны золи кремниевой кислоты и гидроксида железа. В работе показано, что добавки нано- размера позволяют не только повысить устойчивость самой пены и пенобетонной смеси, но также дают возможность применить добавки-активаторы твердения це- мента без разрушения пены.
Бесплатно
Повышение коррозионной стойкости базальтофиброцементных композиций с нанокремнеземом
Статья научная
Для повышения деформационных и усадочных характеристик бетона, прочности при изгибе применяют дисперсное армирование бетона. В качестве минеральных волокон чаще всего используют базальтовый ровинг и тонкое штапельное волокно. В статье рассмотрены вопросы использования тонкого базальтового волокна, полученного центробежно-дутьевым способом. Проведена оценка коррозионной стойкости базальтового волокна в составе цементной матрицы. Для повышения коррозионной стойкости базальтового волокна был использован нанодисперсный кремнезем, полученный на ускорителе электронов.
Бесплатно
Повышение радиоэкранирующих свойств строительных материалов в СВЧ диапазоне
Статья научная
Введение. Интенсивное развитие техники в современном мире сопровождается возникновением новых типов техногенных опасностей, одной из которых является микроволновое излучение. Несмотря на значительный спектр защитных материалов, не все они пригодны для строительных целей. Основным препятствием является их достаточно высокая стоимость, а интеграция их в основные виды стеновых строительных материалов требует существенных изменений технологий их производства. Наиболее реалистичным и рациональным путем решения проблемы является введение в традиционно применяемые для получения строительных изделий бетоны и растворы специальных добавок. В статье исследовано влияние добавок тонкодисперсного технического углерода и алюминиевой пудры в составе цементной и гипсовой матриц на радиоэкранирующие свойства в диапазоне частот 1800-2800 МГц. Материалы и методы исследования. Порошок технического углерода добавляли в цементное и гипсовое тесто в дозировках 0, 2,5, 5%, алюминиевую пудру добавляли в гипсовое тесто в дозировках 0, 2,5, 5%. Исследованы предварительно насыщенные водой суперабсорбирующие полимеры. Изучены радиоэкранирующие свойства на разработанной экспериментальной лабораторной установке с применением векторного анализатора цепей NanoVNA. Результаты и обсуждения. Рассмотрено влияние на прочностные и СВЧ-защитные свойства гипсового и цементного камня добавок технического углерода и алюминиевой пудры. Установлено, что добавка технического углерода в количестве до 3-3,5% от массы цемента показывает нейтральное влияние на прочность цементного камня, обеспечивая снижение уровня сигнала около 50% (-6 дБ), наблюдаемое в диапазонах 1800-2100 МГц и 2300-2650 МГц, что делает данную добавку перспективной для решения обозначенной задачи. При введении добавок в гипсовую матрицу добавка технического углерода обеспечивает снижение уровня излучения до 60% (-8 дБ), а алюминиевая пудра до 69% (-10 дБ) в дозировке не более 5% от массовой доли вяжущего на образцах толщиной 3 см. Однако рассмотренные добавки оказывают ощутимое негативное влияние на прочностные показатели гипсового камня, что позволяет рекомендовать применение только технического углерода в количестве не более 2,5% для получения изделий, не требующих высокой прочности.
Бесплатно
Статья научная
Тенденция повышения до предельно высокого уровня целого комплекса свойств ста- ли, как правило, трудносочетаемых (например, прочности, пластичности, штампуемости, коррозионной стойкости), вызывает необходимость применения принципиально новых методов достижения необходимой структуры, высоких показателей технологических, ме- ханических, физико-химических характеристик металла. Ключевую роль при этом игра- ет наноструктурирование путем управления выделениями неметаллических избыточных фаз и/или упрочняющих структурных составляющих, формирование которых должно происходить в строго регламентированных условиях на определенных стадиях производ- ства стали.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В условиях Южного Казахстана оросительные каналы играют ключевую роль в обеспечении сельского хозяйства водой. Эксплуатация традиционных бетонных облицовок осложняется их низкой стойкостью к растрескиванию, морозному пучению, абразивному износу и воздействию агрессивных сред. Эти факторы ведут к росту фильтрационных потерь, которые в отдельных случаях превышают 20–25 % поданного объема воды, что критично для региона с резкоконтинентальным климатом и дефицитом водных ресурсов. Для повышения долговечности и водонепроницаемости гидротехнических сооружений разработан модифицированный бетон (МБ) с комплексом минеральных и химических добавок. Методы и материалы. Состав МБ включает портландцемент и шлакопортландцемент, кварцевый песок, гранитный щебень, микрокремнезем (7% от массы цемента), золу-унос, воздухововлекающую добавку (0,05%) и гидрофобизирующие компоненты. Исследования проводились по методикам ГОСТ: прочность на сжатие и при расколе (ГОСТ 10180), морозостойкость (ГОСТ 10060), водонепроницаемость (ГОСТ 12730.5), абразивная стойкость (ГОСТ 13087), сульфатостойкость (ГОСТ 31384). Микрои наноструктура анализировалась методами SEM, EDS и XRD. Результаты и обсуждение. По сравнению с контрольным бетоном (КБ) МБ показал: увеличение прочности на сжатие до 55 МПа (+14,6%) и при расколе до 4,6 МПа (+27,8%); повышение морозостойкости с 220 до 320 циклов (+45%); рост водонепроницаемости с W6 до W9 (+50%); улучшение абразивной стойкости на 26,9%; повышение коэффициента сульфатостойкости на 11,5%. Микроструктурный анализ выявил уплотнение цементного камня, снижение макропористости и увеличение содержания низкоосновных C–S–H фаз, что подтверждает долговечность материала. Заключение. Разработанный модифицированный бетон демонстрирует комплексное улучшение эксплуатационных характеристик, обеспечивая повышение межремонтного интервала облицовок на 30–40% и сокращение фильтрационных потерь до 20%. Его внедрение в строительство и реконструкцию оросительных каналов Южного Казахстана позволит повысить эффективность водопользования и устойчивость гидротехнических сооружений в условиях агрессивного воздействия среды и дефицита водных ресурсов.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В статье затрагиваются вопросы по уменьшению количества энергопотребления изготовления ячеистых бетонов и улучшению их эксплуатационных свойств. Данные задачи возможно решить путем применения новых модифицированных цементов отходами энергетического и горнодобывающего комплексов и использования техногенных продуктов. Применение в составе цементных композиций модифицирующих добавок, оказывающих влияние на процессы твердения и уплотняющих их микроструктуру, является инновационной технологией создания высокотехнологичной продукции и производства эффективных, обладающих улучшенными эксплуатационными свойствами, композитов на основе портландцемента. За счет использования промышленных отходов и продуктов техногенного происхождения возможно кардинально изменить параметры сырьевой базы Российской Федерации и сократить количество используемого природного традиционного сырья и снизить экологическую напряженность. Методы и материалы. В работе исследовалось влияние оксидного состава минеральных добавок (диопсида, диабаза, волластонита и известняка), добавляемого количества и диаметра частиц модифицирующих добавок на прочностные показатели цементной матрицы и эксплуатационные свойства модифицированных газои пенобетонов неавтоклавного твердения. В качестве кремнеземистого компонента использовались кварцевый песок и кислая зола-унос ТЭЦ. Результаты. Отмечено, что наибольшее увеличение прочности (до 18%) наблюдается при введении диопсида. При модифицировании ячеистого бетона минеральными добавками снижается средняя плотность газобетона до 5%, пенобетона – до 20% и теплопроводность у газобетона с 0,14 до 0,12 Вт/(м•°С), у пенобетона – до 0,069–0,070 Вт/(м•°С). Морозостойкость модифицированного газобетона увеличивается с F50 до F75, пенобетона с F20 до F25. Индекс изоляции воздушного шума однослойными ограждающими конструкциями из газобетона составляет 69,13 дБ, что значительно больше требуемых нормативным документом величин. Обсуждение. Проведенные исследования позволяют констатировать, что улучшение эксплуатационных характеристик ячеистых бетонов неавтоклавного твердения связано с изменением их поровой структуры и фазового состава гидратных новообразований. Заключение. Полученный ячеистый бетон неавтоклавного твердения является теплоизоляционным и конструкционно-теплоизоляционным. Его целесообразно применять как стеновой материал для ненесущих стен и перегородок или в качестве основного стенового материала для малоэтажного строительства. При этом снижается трудоёмкость и сокращаются сроки строительства.
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Краткое сообщение
Башкирский государственный университет выражает благодарность за активное участие в продвижении продукции наноиндустрии и высокую оперативность работы редакции электронного издания «Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал» и награждает его памятным дипломом.
Бесплатно
Получение ПВХ-пленок, обладающих специфическими свойствами
Статья научная
При разработке полимерных материалов, обладающих специфическими свойствами, наряду с применением традиционных химических добавок (пластификаторов) используются также и такие специальные вещества, как фун гициды. Применение последних обусловлено негативным воздействием на поливинилхлоридные (ПВХ) материалы плесневых грибов, бактерий и других микроорганизмов. В настоящей работе исследована возможность практического применения октилфеноксипропилфталатов (ОФОПФ), предложенных в качестве пластификаторов, и производных 3-меркапто-1,2,4-триазинонов-5, предложенных в качестве фунгицидов, в ПВХ-пленках. Первая добавка получена этерификацией фталевого ангидрида оксипропилированными фенолами и 2-этилгексанолом, вторая – циклоконденсацией альфа-кетокислот с тиосемикарбазидом. На основании проведенных экспериментов было установлено, что композиции, полученные с использованием новых добавок, а именно октилфеноксипропилфталатов и производных 3-меркапто-1,2,4-триазинонов-5, приобретают высокие эксплуатационные свойства, что приводит к увеличению срока их службы. При этом улучшаются основные показатели: напряжение при удлинении, разрушающее напряжение, термостабильность и грибостойкость.
Бесплатно
Получение высокодисперсного наполнителя для строительных композиций из отходов производства льна
Статья научная
Введение. Исследование направлено на изучение возможности извлечения ценных соединений из растительного отхода – костры льна с целью их дальнейшего применения в качестве высокодисперсного наполнителя для строительных композиций. Материалы и методы исследования. Для осуществления синтеза применялись следующие химические реактивы: H2SO4 93,64% (ХЧ), NaOH (ХЧ), H2O (дистиллированная), H2O2 ~30% (ХЧ), а также порошок костры льна, измельченной в мельнице криогенного помола. Результаты и обсуждение. Характеристика исходного сырья подтвердила наличие в материале полезных компонентов – целлюлозы, диоксида кремния и лигнина. Разработана технология химической обработки костры льна, благодаря которой удалось выделить из нее ценные компоненты. Заключение. Отработана методика получения целлюлозы, диоксида кремния и лигнина из костры льна. Дальнейшее практическое применение полученных материалов для строительных композиций возможно после применения специальных методов очистки.
Бесплатно
Получение закрепителя для гидроизоляционных дорожных битумов
Статья научная
Введение. Битум представляет собой смесь углеводородов и гетероорганических соединений. Это один из самых популярных сегодня строительных материалов. В связи с ростом потребления битумов различного назначения возрастают требования к его качественным характеристикам, что подталкивает к всестороннему изучению физико-механических свойств и способам его модификации. В настоящее время применяются различные добавки, начиная с материалов неорганического характера до органических связующих, в том числе отходы химических, нефтехимических и бытовых производств. Эти добавки создают внутри битума нанодисперсную структуру, обеспечивающую изменение физико-механических свойств в требуемом направлении. Методы и материалы. В работе предложен способ получения закрепителя для гидроизоляционных дорожных битумов на основе азотсодержащих органических соединений. Целью исследования является изучение влияния добавки-производного триэтилендиаминдициана, которое приводит к образованию нанодисперсной структуры битума типа «золь-гель», показатели качества которого будут соответствовать требованиям нового стандарта ГОСТ 331332014 «Битумы нефтяные дорожные вязкие». Объектом исследования является установка производства битумов цеха № 14 ООО «Газпром нефтехимСалават», предназначенная для получения товарных битумов: нефтяных дорожных марок БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90, применяемых в дорожном, гражданском и промышленном строительстве в качестве связующего и гидроизоляционного материала. Результаты и обсуждения. В ходе исследования были выявлены характер взаимодействия и влияние модификатора на свойства битума, которые обеспечивают получение наноструктурированного битума типа «золь-гель». В результате исследования сравнительная оценка влияния закрепителя на свойства гидроизоляционных битумов выявила значительное улучшение физико-механических свойств по сравнению с битумом марки БНД 90/130. Заключение. Полученное соединение на основе триэтилендиаминдициана может быть использовано в качестве закрепляющей добавки к дорожным битумам
Бесплатно
Получение ингибиторов коррозии, содержащих синергетические нанодобавки
Статья научная
Введение. Строительные материалы, изделия, и конструкции, и, в первую очередь, их поверхности, в течение длительной эксплуатации разрушаются, в основном, в результате двух видов воздействия: коррозионного, связанного с влиянием на материал внешней, агрессивной среды, и эрозионного, вызываемого механическим воздействием. Эффективным и широко применяемым средством защиты от коррозии является использование ингибиторов. Поиск эффективных методов противокоррозионной защиты металлов и сплавов обусловлен большим ущербом, наносимым коррозией не только в технологическом или экономическом плане. Не менее опасно ухудшение экологической ситуации, вызванной попаданием в окружающую среду продуктов коррозии либо токсичных реагентов. Ведущее место среди ингибиторов коррозии занимают гетероциклические соединения, а именно азотсодержащие соединения, в частности, производные имидазолинов. Методы и материалы. Нами был синтезирован 2-амилиденгидразиноимидазолинон-4 наминогуанидина, на основе которого получили антикоррозионные композиции с добавлением нанодобавок - производных несимметричных триазинов. Результаты. Синтезированные антикоррозионные композиции были испытаны электрохимическим и гравиметрическим методами в условиях кислой и модельной сред. Заключение. Полученные соединения обладают защитной способностью, и результаты свидетельствуют о перспективности использования композиций с нанодобавками - производных 1,2,4-аминотриазинов в качестве ингибиторов коррозии.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Получение пластифицирующих добавок с наночастицами для строительной индустрии является перспективным направлением в развитии современных строительных материалов. Использование наночастиц, таких как диоксид кремния, в составе комплексных добавок позволяет существенно улучшить структурные и механические свойства цементных систем, повышая их прочность, долговечность и устойчивость к внешним воздействиям. Данное исследование направлено на изучение процесса получения наночастиц диоксида кремния в водных средах и на получение комплексной органоминеральной добавки на основе флороглюцинфурфурольных олигомеров с наночастицами диоксида кремния. Материалы и методы исследования. В качестве органической составляющей комплексной добавки использовали модификатор на основе флороглюцинфурфурольных олигомеров. Для синтеза наночастиц диоксида кремния (минеральной составляющей добавки) использовали жидкое стекло (раствор силиката натрия). Для изучения совместимости компонентов и механизма их действия дополнительно в качестве дисперсной фазы органоминеральной добавки использовали Аэросил с удельной поверхностью, равной 2000 м3/кг. Распределение частиц и их размер определяли методом лазерной дифракции света на приборе Malvern Mastersizer 3000 и методом динамического рассеивания света на приборе Microtrac S3500. Микроскопический анализ комплексной добавки проводили на сканирующем электронном микроскопе TESCAN MIRA 3 LMU. Контроль химического строения и состава получаемой добавки проводили методом УФи ИКспектрофотометрии на приборах Specord 200 plus и Alpha Bruker Optics соответственно. Результаты и обсуждение. В статье изложены результаты разработки метода синтеза наночастиц диоксида кремния и создания комплексной органоминеральной добавки на основе флороглюцинфурфурольных олигомеров с содержанием наночастиц диоксида кремния. Добавка предназначена для использования в минеральных суспензиях, применяемых в строительных аддитивных технологиях. Установлено, что методом гидролиза силиката натрия возможно получать наноразмерные частицы диоксида кремния. Показано, что с увеличением концентрации силиката натрия значительно увеличивается количество частиц диоксида кремния, что способствует более быстрой коагуляции частиц с образованием крупных агрегатов. Показано, что методом кислотного титрования можно получать частицы диоксида кремния размером менее 10 нм. В период созревания частиц с 1 до 7 суток происходит увеличение размеров частиц примерно в 7 раз. Оптимальным соотношением для синтеза частиц следует считать соотношение растворов реактивов 2:1 об/об (силиката натрия к соляной кислоте). Показано, что введение индивидуальной добавки на стадии синтеза частиц позволяет стабилизировать их рост.
Бесплатно
