Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 1046
Способы введения нанодобавок и механизмы их воздействия на строительные материалы
Статья научная
Приведен анализ предлагаемых подходов для создания наноструктур, а также патентной информации о механизмах воздействия нанодобавок на строительные материалы, таких как: • создание диффузионного барьера для электромагнитного излучения и повышение прочности строительных материалов; • фотокатализ на поверхности бетона, модифицированного нанодиоксидом титана; • модификация пластификаторов с целью управления реологическими свойствами бетонных смесей; • модификация и оптимизация структуры контактной зоны между искусственным камнем и заполнителем.
Бесплатно
Стабилизация поливинилхлоридного пластиката соединениями 1,2,4-триазинового ряда
Статья научная
Пластикаты на основе поливинилхлорида (ПВХ) применяются в различных областях для изготовления широкого ассортимента материалов и изделий. Это обусловлено доступностью сырья, достаточно низкой стоимостью и широкими возможностями модификации их свойств. Целенаправленное изменение характеристик ПВХ достигается введением добавок различного функционального назначения – пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей, антипиренов и др. Для пластификации наиболее приемлемыми являются сложноэфирные соединения. Одним из основных требований к сложноэфирным пластификаторам является их устойчивость к термоокислению. Устойчивость пластификаторов к окислению можно повысить использованием антиоксидантов ряда азотсодержащих гетероциклических соединений. Поэтому в данной работе изучена стабилизирующая активность соединений 1,2,4-триазинового ряда для пластифицированного поливинилхлорида методом хемилюминесценции. На основании проведенных экспериментов было установлено, что композиции, полученные с использованием новых добавок, а именно октилфеноксипропилфталатов и соединений 1,2,4-триазинового ряда, приобретают высокие эксплуатационные свойства, что приводит к увеличению срока их службы. Показано, что соединения 1,2,4-триазинового ряда понижают термоокислительную деструкцию пластифицированного поливинилхлорида. Таким образом, применение соединений 1,2,4-триазинового ряда в качестве стабилизаторов-антиоксидантов является целесообразным для повышения долговечности ПВХ-пластикатов.
Бесплатно
Стохастическое моделирование наноразмерных систем
Статья научная
Приведен краткий обзор проблемы моделирования наноразмерных систем. Для поставленной задачи - моделирования критического содержания нанораз- мерного модификатора - обоснован выбор алгоритма численного исследования. Реализация алгоритма выполнена с привлечением средств параллельных вычис- лений
Бесплатно
Строительные материалы с низким углеродным следом с использованием промышленных отходов
Статья научная
Введение. Рассматривается возможность производства во Вьетнаме строительных материалов на основе техногенных отходов, обладающих низким углеродным следом и способных поглощать углекислый газ, для достижения к 2050 году нулевого выброса парниковых газов. До настоящего времени поискам решения этой проблемы уделялось недостаточное внимание. Методы и материалы. Были проведены исследования с целью оценки возможности получения «зеленого» бесцементного бетонного материала, используя для этого местные промышленные отходы и отходы переработки продукции сельского хозяйства в виде золы-уноса и донного шлака мусоросжигательной электростанции «Green Star», шламовых отходов производства глинозема, керамических отходов, известкового порошка и кокосового волокна в сочетании со специальным активирующим щелочным раствором. Среднюю плотность, прочность на сжатие и водопоглощение разработанного бесцементного бетона определяли на образцах-кубах размером 100x100x100 мм в соответствии с требованиями действующих вьетнамских стандартов. Способность полученного бетона поглощать углекислый газ оценивали с помощью разработанного метода путем измерения массы углекислого газа, поглощенного бетонными образцами. Результаты и обсуждение. Средняя плотность разработанного бетона составляет 1950 кг/м3; прочность на сжатие в возрасте 28 суток - 7,5+11,5 МПа; водопоглощение - 8+10% масс. К основным достоинствам применения бесцементного бетона разработанного состава относятся снижение углеродного следа благодаря отказу от использования портландцемента, способность бетона поглощать углекислый газ и возможность утилизации многотоннажных техногенных отходов при его изготовлении.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Цель работы - исследование влияния степени пропитки нетканых полотен на сопротивление растяжению волокнисто-пористых композиционных материалов строительного назначения. Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследования использовали полотна, изготовленные из полиэтилентерефталатных (ПЭТ) волокон линейной плотности 0,33 текс (диаметром 20-25 мкм), полипропиленовых (ПП) волокон линейной плотности 0,33 текс (диаметром 27-30 мкм) и экспериментальных полиацетальных (ПАЦ) волокон линейной плотности 0,33 текс (диаметром 18-22 мкм). Волокнистые материалы получали механическим способом формирования холста с последующим иглопрокалыванием. Плотность основного прокалывания составляла 180 см-2. Для пропитки использовали водную дисперсию анионного стабилизированного алифатического полиэфируретана марки IMPRANIL DL 1380 (КНР) с сухим остатком 40%. Линейные размеры образцов нетканых полотен и композиционных материалов определяли в соответствии с требованиями ISO 9073-2:1995. Толщину полотен и композиционных материалов измеряли толщиномером с ценой деления 0,01 мм при давлении на материал 10 кПа. Показатели механических свойств полотен и композиционных материалов определяли в соответствии с требованиями ИСО 9073.3-1989. Результаты и их обсуждение. Установлено влияние состава волокнистого наполнителя на сопротивление растяжению композиционных материалов, полученного пропиткой нетканых иглопробивных полотен из полиэтилентерефталатных, полипропиленовых и экспериментальных полиацетальных волокон водной дисперсией полиуретана. Максимальное сопротивление растяжению композиционных материалов, армированных различными волокнистыми наполнителями, установлено при определенной степени пропитки, величина которой зависит от химической природы волокон наполнителей и направления формирования полотен. В строительстве зданий и сооружений целесообразным является применение композиционных материалов, армированных полотнами из полиацетальных волокон, которые при равной степени пропитки по сравнению с композиционными материалами, армированными полотнами из полипропиленовых и полиэтилентерефталатных волокон, имеют повышенное сопротивление растяжению.
Бесплатно
Другой
2 ноября в аудитории учебного центра АНО «НТЦ «ТЕХНОПРО- ГРЕСС», выступившего соорганизатором семинара, собралось более 60 членов саморегулируемых организаций из разных городов: Москвы, Новосибирска, Сочи, Самары, Ставрополя, Кызыла. Уже в фойе центра участники мероприятия начали живо обсуждать предстоящий семинар, рассказывать друг другу о том, как постепенно внедряются в производ- ство нанотехнологии, что свидетельствует о том, что тема семинара вы- брана правильно.
Бесплатно
Структура и свойства композиционного материала на основе гипсового вяжущего и углеродных нанотрубок
Статья
Целью данной работы является проведение исследований в области модифицирования матрицы гипсового вяжущего и изучение влияния многослойных углеродных нанотрубок на структуру и физико-механические свойства полученных композитов. Изучение механизмов структурообразования гипсовых вяжущих с использованием наномодифицирующих добавок позволяет управлять процессами получения гипсовых материалов и изделий из них с заданным комплексом свойств. Основными проблемами на пути к наномодифицированию вяжущих являются: равномерное распределение углеродных наноструктур по всему объему материала и обеспечение стабильности работы наноразмерного модификатора в процессе производства строительного композита.
Бесплатно
Структура пор в твердых пористых телах. Часть I
Статья научная
Пористые материалы формируются из дисперсных частиц различной формы. Пористая структура таких материалов определяется формой и характером упаковки их структурных единиц. В качестве модели для анализа структуры пористых материалов были выбраны модели упаковки структурных единиц в виде сферических частиц и волокон. Отдельно рассмотрена структура пор в пеноподобных регулярных пористых материалах. Показано, что объем пор в таких упаковках растет с уменьшением координационного числа упакованных сферических частиц. Для изучения этой закономерности был проведен анализ структурных типов кристаллических решеток различных химических веществ. Примерами таких упаковок является большинство металлических элементов и все инертные газы, за исключением гелия. Эти вещества кристаллизуются по простым структурным типам. Все они могут считаться упаковкой шаров одинаковых радиусов. Такие закономерности соблюдаются строго до координационного числа 4. При координационном числе 3 формируется очень ажурная, рыхлая упаковка. При формировании смешанных упаковок координационное число может иметь дробные значения. Особую группу представляют структуры с координационным числом <3. Для подобных структур был проведен анализ возможных комбинаций смешанных структур с координационными числами 3 и 2. На основе анализа данных по пористости различных типов упаковок сферических частиц получена эмпирическая зависимость, связывающая пористость (α) и координационное число (n)соответствующей упаковки сферических частиц: α = α∞' + B '/(n–n0). Анализ этой зависимости показал, что существует некоторое критическое значение среднего по структуре координационного числа в структурах дисперсных систем. Меньше этой величины отсутствует сколько-нибудь жесткая структура каркаса материала, собранного из отдельных частиц. Ниже этого координационного числа частицы собираются только в отдельные цепочечные структуры, не связанные между собой, в которых реализуется координационное число 2. Задача анализа упаковки волокнистых частиц значительно сложнее, чем этот анализ для сферических частиц. В статье представлены данные компьютерного моделирования формирования подобных структур. Также была сделана попытка моделирования волокнистых структур, проводя аналогию с ажурной упаковкой сферических частиц. Для такой и других моделей упаковки были получены соответствующие эмпирические зависимости. Для гелеобразных материалов характерны ажурные упаковки частиц, формирующих гель. Они имеют фрактальный и иерархический характер структуры. Величина фрактальной размерности позволяет определить, как была организована структура геля. Анализ формирования возможных структур при золь-гель переходе показал, что существует предельная фрактальная размерность, выше которой никакая другая структура не может сформироваться из золя с заданными свойствами. Эта фрактальная размерность представляет собой величину, к которой она стремится при формировании структуры геля в процессе агрегации золя и при формировании структуры геля после прохождения точки золь-гель перехода. Сделан анализ характера структуры пеноподобных регулярных пористых материалов. Этот анализ показал, что состояние пены с многогранными ячейками близко к равновесному состоянию, поэтому такие пены обладают большей устойчивостью, чем пены с шарообразными ячейками. Поэтому для удобства описания к данным материалам была применена ячеистая модель на основе существующих правильных многогранников. На основе этой модели рассчитана зависимость доли твердой фазы в пористом пенообразном твердом материале, построенном на основе ячеек, имеющих форму различных правильных многогранников. Наиболее плотные структуры формируются в случае использования тетраэдрических и октаэдрических ячеек. Промежуточное положение занимают кубические ячейки, представляющие регулярную трехмерную сеть правильных взаимно перпендикулярных столбиков и перемычек.
Бесплатно
Структура пор в твердых пористых телах. Часть II
Статья научная
Пористые материалы формируются из дисперсных частиц различной формы. Пористая структура таких материалов определяется формой и характером упаковки их структурных единиц. В качестве модели для анализа структуры пористых материалов были выбраны модели упаковки структурных единиц в виде сферических частиц и волокон. Отдельно рассмотрена структура пор в пеноподобных регулярных пористых материалах. Показано, что объем пор в таких упаковках растет с уменьшением координационного числа упакованных сферических частиц. Для изучения этой закономерности был проведен анализ структурных типов кристаллических решеток различных химических веществ. Примерами таких упаковок является большинство металлических элементов и все инертные газы, за исключением гелия. Эти вещества кристаллизуются по простым структурным типам. Все они могут считаться упаковкой шаров одинаковых радиусов. Такие закономерности соблюдаются строго до координационного числа 4. При координационном числе 3 формируется очень ажурная, рыхлая упаковка. При формировании смешанных упаковок координационное число может иметь дробные значения. Особую группу представляют структуры с координационным числом <3. Для подобных структур был проведен анализ возможных комбинаций смешанных структур с координационными числами 3 и 2. На основе анализа данных по пористости различных типов упаковок сферических частиц получена эмпирическая зависимость, связывающая пористость (α) и координационное число (n) соответствующей упаковки сферических частиц: α = α∞' + B '/(n–n0). Анализ этой зависимости показал, что существует некоторое критическое значение среднего по структуре координационного числа в структурах дисперсных систем. Меньше этой величины отсутствует сколько-нибудь жесткая структура каркаса материала, собранного из отдельных частиц. Ниже этого координационного числа частицы собираются только в отдельные цепочечные структуры, не связанные между собой, в которых реализуется координационное число 2. Задача анализа упаковки волокнистых частиц значительно сложнее, чем этот анализ для сферических частиц. В статье представлены данные компьютерного моделирования формирования подобных структур. Также была сделана попытка моделирования волокнистых структур, проводя аналогию с ажурной упаковкой сферических частиц. Для такой и других моделей упаковки были получены соответствующие эмпирические зависимости. Для гелеобразных материалов характерны ажурные упаковки частиц, формирующих гель. Они имеют фрактальный и иерархический характер структуры. Величина фрактальной размерности позволяет определить, как была организована структура геля. Анализ формирования возможных структур при золь-гель переходе показал, что существует предельная фрактальная размерность, выше которой никакая другая структура не может сформироваться из золя с заданными свойствами. Эта фрактальная размерность представляет собой величину, к которой она стремится при формировании структуры геля в процессе агрегации золя и при формировании структуры геля после прохождения точки золь-гель перехода. Сделан анализ характера структуры пеноподобных регулярных пористых материалов. Этот анализ показал, что состояние пены с многогранными ячейками близко к равновесному состоянию, поэтому такие пены обладают большей устойчивостью, чем пены с шарообразными ячейками. Поэтому для удобства описания к данным материалам была применена ячеистая модель на основе существующих правильных многогранников. На основе этой модели рассчитана зависимость доли твердой фазы в пористом пенообразном твердом материале, построенном на основе ячеек, имеющих форму различных правильных многогранников. Наиболее плотные структуры формируются в случае использования тетраэдрических и октаэдрических ячеек. Промежуточное положение занимают кубические ячейки, представляющие регулярную трехмерную сеть правильных взаимно перпендикулярных столбиков и перемычек.
Бесплатно
Структурирование химических элементов по объемной матрице
Статья научная
В статье отмечается, что благодаря открытию Д.И. Менделеева и существующей уже более 150 лет Периодической таблице химических элементов, а также международной таблице IUPAC активно развивалась и развивается химия. Предложено новое видение структурирования химических элементов в виде объемной матрицы. Это позволяет прогнозировать новые элементы с обозначением ядерных масс и электронным строением оболочек. Сформулированы новые закономерности по цикличности и блочности строения горизонтальных рядов, уточнено строение вертикальных групп и их физическое осмысливание
Бесплатно
Структурообразование в дисперсной системе «глинистый грунт - карбидный ил»
Статья научная
Введение. Глинистый грунт это многофазная многокомпонентная алюмосиликатная дисперсная система со специфическими свойствами, которые обусловлены не только ее составом, но и формированием между частицами грунта коагуляционных и переходных контактов. Одним из методов изменения характеристик грунтов является введение активных минеральных добавок, способствующих образованию фазовых контактов между частицами грунта в результате пуццолановой реакции. Доказана эффективность применения в качестве такой добавки карбидного ила, представляющего многотоннажный известьсодержащий отход (содержание активного оксида кальция доходит до 56%). Однако до настоящего времени предполагаемый механизм взаимодействия в системе «глинистый грунт карбидный ил» основан только на литературных данных и экспериментально не подтверждён. Целью данной работы являлось исследование механизма структурообразования в дисперсной системе «глинистый грунт карбидный ил». Методы и материалы. Создана модель грунта путем смешивания сапонитсодержащего материала и песка, соответствующая по составу и свойствам супеси. Карбидный ил в виде суспензии отобран из шламонакопителя, высушен до постоянной массы и просеян. Для исследования механизма структурообразования использовали микроструктурный, дифференциально-термический и рентгенофазовый анализы. Результаты и обсуждение. По результатам дифференциального термического анализа в исследуемом образце отмечается уменьшение интенсивности эндотермического эффекта в диапазоне 460-470°С, связанного с разложением гидроксида кальция, и наблюдается эндотермический эффект при 750°С, характерный для разложения гидросиликатов кальция. Результаты дифференциального термического анализа подтверждаются данными рентгенофазового анализа, которые показывают присутствие в реакционной среде гидросиликатов группы тоберморита. Исследование микроструктуры анализируемых смесей показало уменьшение в модифицированном глинистом грунте удельного объема пор диаметром 4-5 нм, что связано с образованием геля из частичек гидратных новообразований, и увеличение объема пор диаметром более 6 нм, что указывает на протекание контракции.
Бесплатно
Структурообразование известковых композитов с добавками полисахаридов
Статья обзорная
Введение. Исследование направлено на получение известкового состава и покрытия на его основе для реставрации объектов культурного наследия.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Использование модифицирующих нанодобавок при производстве вяжущих стройматериалов является одним из наиболее эффективных способов управления технологическими параметрами бетонов с помощью качественного управления надежностью реологических характеристик. Пластифицирующие добавки повышают водоудерживающую способность строительных композиций, что ведет к устойчивости дисперсных наносистем. Данная статья нацелена на рассмотрение физико-химических механизмов супрамолекулярного воздействия поликарбоксилатных эфиров на технологические и реологические характеристики цементных нановяжущих. Методы и материалы. Рассмотрены процессы управляемого твердения бетонных нанокомпозиций с востребованными технологическими характеристиками в присутствии высокоэффективных пластификаторов. Проанализированы инновационные тренды регулирования консистенции строительных нанокомпозитов с использованием новых гребнеобразных поликарбоксилатных эфиров, которые в качестве суперпластификаторов позволяют целенаправленно воздействовать на кинетику структурообразования цементных нановяжущих. Результаты. Электростатические и стерические механизмы отталкивания, а также диспергирующие эффекты инновационных и традиционных пластифицирующих нанодобавок влияют на адсорбционные и диффузионные слои ультраструктуры гидратированных цементных нановяжущих. Наиболее эффективные пластифицирующие свойства проявляют гребнеобразные поликарбоксилатные эфиры (ГПЭ) с молекулярной массой линейной цепи = 12000 г/моль и длиной боковых ответвлений (соответствующих молекулярной массе = 750 г/моль). Супрамолекулярный механизм наностерических Ван-дер-Ваальсовых сил отталкивания начинают обнаруживаться на расстоянии = 11 нм, а эластичность боковых ответвлений инновационных ГПЭ - = 5 нм. Отдельные сегменты макромолекул ГПЭ выходят в диффузный слой дисперсных наносистем; за счет латеральных взаимодействий анионов функциональных групп, гидрофобных фрагментов и т.п. усиливают пластифицирующий эффект цементных вяжущих в бетонных нанокомпозициях. Обсуждение. При использовании суперпластифующих ГПЭ за счет уменьшения количества массы воды к соотношению массы цемента до оптимального 0,3 можно увеличить плотность бетонных нанокомпозитов; при этом сохраняется технологичная перекачиваемость и управление надежностью кинетики совместного твердения с наполнителями в рамках концепции системных решений технологических проблем. Супрамолекулярное взаимодействие «якорных» функциональных групп полиакриловой кислоты с катионами твердой фазы цементных микрочастиц, фрактальных кластеров гидросиликатов кальция и одновременная стерическая стабилизация полиэтиленгликольными радикалами придают необходимые реологические характеристики строительным нанокомпозициям и позволяют конструировать высокопрочные 55+80 МПа стройматериалы. Заключение. Разветвленная гребнеобразная наноструктура поликарбоксилатных эфиров проявляет эффективные технологичные характеристики суперпластификаторов для бетона, строительных растворов и сухих строительных смесей.
Бесплатно
Сухие строительные смеси с модифицирующей добавкой на основе кремнезема
Статья научная
Введение. Применение сухих строительных смесей имеет широкие перспективы применения в строительстве благодаря стабильности свойств, возможности придания материалу заданного набора качественных характеристик, меньшим производственным отходам. При разработке составов сухих строительных напольных смесей необходимо обеспечение высоких физико-механических показателей, снижение усадочных деформаций, трещинообразования, обеспечение высокой адгезии к бетонному основанию. Расширение номенклатуры сухих строительных смесей, применение местных сырьевых материалов и модифицирующих добавок различного функционального назначения для их производства является актуальной задачей строительной отрасли.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Малые инновационные предприятия способны решать задачи технологического обеспечения строительной сферы. Особое место занимают предприятия, созданные на основе результатов интеллектуальной деятельности (РИД) высших учебных заведений. Деятельность малых компаний, созданных с участием университетов, обладает рядом преимуществ. Научная и образовательная среда создает дополнительные возможности для малого бизнеса в проведении научных исследований и разработок, а также открывает доступ к кадровому потенциалу. Примером коммерциализации РИД выступают технологические разработки на основе наноматериала предприятий СПбГУ в решении проблемы ликвидации бесхозных скважин, способствующих загрязнению подземных вод. Методы и материалы. Ликвидация бесхозных скважин осуществляется по «типовым проектам», предусматривающим ликвидацию только ствола скважины, ограниченного внутренним диаметром обсадных труб, и не содержат технических решений для ликвидации заколонных перетоков.
Бесплатно
Технологические инновации и возникновение новой междисциплинарной области – аналитики менеджмента
Статья научная
Во введении обосновывается тот факт, что междисциплинарные исследования основываются на общеизвестных знаниях. Когда знание доступно каждому, то с течением времени может произойти фундаментальный сдвиг и возникнуть новая междисциплинарная область. Например, нанонаука и квантовые вычисления возникли как междисциплинарные области, которые в конечном итоге оформились в самостоятельные дисциплины. Основная часть. В статье приведен обзор современных материалов, посвященных аналитике менеджмента. Аналитика менеджмента – это новая развивающаяся междисциплинарная область, которой уделяется все больше и больше внимания. В данном исследовании была изучена в общей сложности 201 статья. Результат демонстрирует тот факт, что аналитика менеджмента находится в процессе становления. Анализировались два главных аспекта данной области: практикоориентированное и теоретическое исследования. Цель данной работы – определение положения аналитики менеджмента в деятельности научных сотрудников и практиков. Заключение. В статье, посвященной новой междисциплинарной области аналитики менеджмента, приводится анализ 201 печатной работы по данной теме. Впервые приведен обзор обширного списка источников информации. Приводятся современные тренды, характеристики и связанные с ними сферы применения.
Бесплатно
Технологичное управление оборудованием для 3D-аддитивной печати строительных нанокомпозитов
Статья научная
Введение. Разработка инновационных подходов цифрового управления оборудованием, обеспечивающих получение 3D-строительных конструкций с высокими эксплуатационными и технико-экономическими характеристиками, остается актуальной задачей. Эксплуатация и обслуживание технологического оборудования в процессе 3D-печати строительных объектов не всегда соответствует современным требованиям управления техническими системами. Методы и материалы. 3D-печать основана на методе экструзии: послойного формования строительной конструкции добавлением и достаточно быстрым последующим отверждением нанокомпозиционного стройматериала. Формуемая оптимизированная нанокомпозиция должна иметь требуемую реологию, что обеспечивают гребнеобразные поликарбоксилатные эфиры с наностерическим отталкиванием на расстоянии = 11 нм. Для организации стабильной технологии 3D-печати необходимо также подобрать соответствующие оптимальные заполнители (наполнители), которые обеспечивают необходимые физико-механические и эксплуатационные показатели затвердевшему нанокомпозиту. Результаты. Эффективность трехмерной печати предусматривает скоординированное функционирование строительного 3D-принтера. В связи с этим необходимо иметь бетононасосное оборудование, которое способно перекачивать по гибким трубопроводам исходную нанокомпозицию с определенной скоростью. Учет влияния факторов величин давления и объема позволяет увеличить мощность бетононасосного электродвигателя на 14-17%, а также синхронно понижает уровень вибраций. Обсуждение. Цифровые 3D-технологии раскрывают уникальные возможности инновационного производства трехмерных строительных объектов и инженерных конструкций. Технологичное управление качеством 3D-печати зависит от правильной юстировки механизмов принтера, а уменьшение бракованных изделий можно добиться за счет корректировки параметров формования строительных нанокомпозитов. Структурообразовательное отверждение портландцементных нанокомпозитов основано на образовании фрактальных структур кластеров гидросиликатов кальция размерами 47-51 нм, формирующих наноагрегаты (125-132 нм), которые за счет адгезионных взаимодействий постепенно цементируют наполнители. Востребованные разработки соответствующего оборудования только усиливают преимущества 3D-аддитивных технологий: практическая безотходность; невысокое энергопотребление 3D-принтеров; сокращение времени от проектирования до завершения работ в 8-11 раз. Заключение. Технологичное управление бетононасосным оборудованием для 3D-аддитивной печати строительных нанокомпозитов сокращает энергетические затраты на 26-29%, а также одновременно понижает уровень вибраций
Бесплатно
Статья научная
Физико-химические процессы структурообразования в нанокомпозитных стройматериалах сопряжены с трансформациями вяжущих матриц и армирующих компонентов. Работоспособность строительных композитов в проектируемых сооружениях зависит от точного выбора исходных компонентов: нановяжущих, наполнителей (заполнителей) и технологии изготовления. Повышение коррозионной стойкости стройматериалов обеспечивается оптимальным подбором нановяжущих и заполнителей, увеличением плотности и обработкой поверхностного слоя конструкции защитными покрытиями. Возможности изготовления нанокомпозитов на основе различных сырьевых компонентов: нановяжущих (гипсовых, цементных, битумных, полимерных и т.д.) и включения различных дисперсных фаз (нанонаполнителей, природных и техно- генных заполнителей) расширяет разнообразие строительных композиционных материалов. Синергетический динамизм возникновения пространственной упорядоченности наноструктур при структурообразовании вяжущих корректно демонстрирует фрактальная концепция. Фрактальные наноструктуры вяжущих с шероховатой поверхностью образуются по механизму диффузионно-лимитированной агрегации.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Исследования свойств полимербетона показали, что он выгодно отличается от обычного бетона такими показателями, как механическая прочность, стойкость к агрессивным воздействиям различных сред, водостойкость, истираемость, водонепроницаемость, морозостойкость. В настоящее время можно получить полимербетоны с характерными и химическими свойствами: заданной плотностью, прочностью, деформативностью, пластичностью, коррозиостойкостью. Методы и материалы. Исследования проводились методом сравнения лабораторных испытаний полимербетона на фурфурольном связующем. Фурфурол обладает большой реакционной способностью и может образовывать смолообразные соединения со многими химическими продуктами. В фурфурол в разных соотношениях добавлялся дифениламин. В качестве отвердителя использовались бензолсульфокислота, серная кислота и их смесь при соотношении 1:1 по весу. Заполнителем различных составов полимеррастворов служил молотый песок или молотый андезит на наноструктурированном микро- наполнителе. Испытания проводились на прочность, химическую стойкость, износостойкость, водостойкость, истираемость, адгезию с металлом. Структурные изменения свойств изучались методом электронно-микроскопического анализа. Результаты и обсуждение. Установлено, что раствор дифениламина в фурфуроле, при условии отверждения его серной кислотой, бензолсульфокислотой или смесью этих кислот, является полимерным связующим, способным при твердении в обычных условиях с кислотостойкими заполнителями образовывать материал высокой прочности. Определено, что при приготовлении смолы соотношение фурфурола и дифениламина должно быть в пределах 1:0,5–0,3 по весу. Смола, содержащая 1 весовую часть фурфурола и 0,5 весовую часть дифениламина, условно названа ФД-1; содержащая 1 весовую часть фурфурола и 0,4 весовую часть дифениламина – ФД-2, смола же с 0,3 весовой частью дифениламина – ФД-3. Заключение и выводы. Введение в состав полимербетона наноструктурированного микронаполнителя позволит сэкономить дорогостоящую смолу. Сравнением технологий получения смолы ФД и изготовления полимербетона, а также из предварительных данных испытаний изучаемых материалов можно определить возможные технико-экономические преимущества полимербетона на смоле ФД перед применяемым в настоящее время в строительстве гидротехнических сооружений полимербетоном на мономере ФА (фурфуролацетоновый). Полимербетон на смоле ФД обладает высокой прочностью и превышает прочность полимербетона на мономере ФА на 20–25%.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Безопасность человека во время занятий физической культурой, в первую очередь, зависит от технического состояния спортивных объектов. Согласно действующему законодательству, каждая школа и каждое высшее учебное заведение обязаны обладать спортивными сооружениями, которые должны отвечать нормативам безопасности, действующим на территории страны. В настоящее время проверку спортивных сооружений на соответствие действующим нормативам и ГОСТам осуществляет специализированная комиссия, что является обязательным и неизменным в течение нескольких десятилетий методом аккредитации спортивных объектов. В данном исследовании предлагается применение другого и более точного и современного способа проверки безопасности спортивных сооружений – трехмерное лазерное сканирование. Технология трехмерного лазерного сканирования в основном применяется для получения высокоточных и подробных измерений любого объекта. В данном исследовании анализируются перспективы применения трехмерного лазерного сканирования для обеспечения безопасности людей при их занятии физической культурой на спортивных сооружениях школ и высших учебных заведений. Материалы и методы. В качестве такого анализа объектом выступили беговые дорожки легкоатлетического стадиона Кубанского государственного технологического университета. Основной метод исследования – эмпирический, а именно проведение полевых измерений. Сканирование беговых дорожек проводилось прибором «Leica ScanStation C10» с 6 станций, и после проведения полевых работ облако точек было загружено в специализированное программное обеспечение для обработки результатов лазерного сканирования «Leica Cyclone». После отрисовки необходимых объектов все точки беговых дорожек классифицировали по высоте. Согласно действующим нормативам для беговых дорожек на легкоатлетическом стадионе, допустимая величина неровностей составляет 10 мм. Результаты и обсуждение. В результате классификации точек выявлено, что максимальная величина неровностей беговой дорожки вуза составила 9 мм, что отвечает действующим нормативам безопасности для беговых дорожек. Тем самым беговые дорожки Кубанского государственного технологического университета прошли аккредитацию, которая проведена научно-исследовательской группой кафедры кадастра и геоинженерии. Заключение. В заключение статьи обосновано, что лазерное сканирование действительно может быть применимо для проверки безопасности беговых дорожек
Бесплатно
