Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 939
Другой
Бесплатно
Электронное издание "Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал" включено в Scopus
Ред. заметка
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Энергетика высокодисперсных композитов горных пород
Статья научная
Исследовано влияние состава композита кремнеземсодержащей породы и базальта в высокодисперсном состоянии на его энергетические характеристики. Получены зависимости энергии поверхности, энергии Гиббса и постоянной Гамакера от состава системы.
Бесплатно
Энергетическая эффективность нанокомпозитных трубопроводов
Статья научная
В настоящее время все большее распространение получают многослойные металлопластиковые трубы, изготовленные по специальным технологиям. Основные достоинства так называемых нанокомпозитных труб - повышенный срок эксплуатации (до 80-100 лет), прочность и неподверженность коррозии. В статье рассмотрен энергетический аспект применения полимерных композитных труб. Показано, что благоД.А.ря низкой шероховатости Д.А.же на начальном этапе эксплуатации затраты электроэнергии на привод насосов в системе почти в 1,5 раза ниже аналогичного показателя систем со стальными трубопровоД.А.ми. В перспективе из-за нарастания отложений в стальных трубопровоД.А.х эффект возрастает в среднем на 8% за каждый последующий год эксплуатации.
Бесплатно
Энергоресурсоэффективные конструкции малогабаритных аппаратов охлаждения оборотной воды
Статья научная
Введение. Для рационального использования природных ресурсов применяются установки непрерывного охлаждения замкнутых систем оборотного водоснабжения. В статье представлены конструкции малогабаритных аппаратов охлаждения оборотной воды, они являются энергоресурсоэффективными за счет организации винтового движения воздушного потока, движущегося противотоком к охлаждаемой воде. Тепломассообмен является нанотехнологическим процессом, который осуществляется на межмолекулярном уровне. Методы и материалы. Противоточные миниградирни широко используются во всех отраслях промышленности, но они имеют ряд недостатков, основным из которых является недостаточное время взаимодействия движущихся фаз. Винтовое движение воздушного потока создается при тангенциальной подаче охлаждающего воздушного потока в нижней части цилиндрической малогабаритной градирни. По мере перемещения воздушного потока вверх по градирне скорость вращательного движения уменьшается, а вертикальная составляющая скорости увеличивается. Такая организация движения воздушного потока позволяет уменьшить в среднем вертикальную составляющую скорости и увеличить время контакта фаз. Лабораторные исследования. Для определения технологических, гидроаэротермических характеристик, а также для оценки эффективности охлаждения оборотной воды была разработана экспериментальная установка малогабаритной градирни с винтовым воздушным потоком для осуществления тепломассообмена на межмолекулярном уровне. Выводы. Показано, что вращательная составляющая убывает с увеличением высоты по экспоненциальному закону, а вертикальная составляющая возрастает по степенному закону с показателем степени ~1,79. Установлено, что влагосодержание xи температура воздуха tg в объеме по высоте h оросителя изменяется по степенному закону, в частности для винтовой градирни пропорционально x ~ h0,83, tg ~ h1,25. Определено, что коэффициенты массоотдачи Pxv и теплоотдачи av винтовой миниградирни на межмолекулярном уровне при равных плотностях орошения больше коэффициентов противоточной миниградирни на 20%. Экспериментально определена зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления винтового оросителя градирни от критерия Re для воздушного потока и установлено, что он уменьшается как Re~K2, показатель степени К2 изменяется в интервале 0,114+0,193 в зависимости от плотности орошения.
Бесплатно
Статья научная
В работе показано, что объемная пропитка бетонной матрицы при использовании гранулированного наноструктурирующего заполнителя выступает примером некоторых процессов техногенного метасоматоза - процесса замещения фаз с изменением химического состава, формирования новых парагенезисов, преобразования свойств конечного материала. Показано, что в результате пропитки модифицирующим раствором микроструктура бетона становится более плотной и однородной, поверхность зерен покрыта микро- и нанораз-мерными новообразованиями различной морфологии. Ввиду актуальности направления, связанного с разработкой новых заполнителей легких бетонов и модификации традиционных, предлагается использование гранулированного наноструктурирующего заполнителя для реализации эпикристализационно-го модифицирования легких бетонов на основе неорганических вяжущих. Это позволяет создать макропористую структуру композита с одновременной модификацией матрицы на нано- и микроуровне. Также ввиду увеличения объемов исследований в области щелочеактивированных силикатных и алюмосиликатных систем для применения как в самостоятельном виде, так и в качестве модификаторов, в том числе для повышения гидрофобности строительных материалов, показана возможность создания мелкозернистого бетона с пониженным водопоглощением путем введения в состав гранулированного наноструктурирующего заполнителя гидрофобизирующей добавки. При тепловлажностной обработке в ядре гранулированного заполнителя формируются флюиды из растворов полисиликатов натрия с гидрофобизирующей добавкой, происходит их миграция через оболочку гранул и распределение в объеме бетонной матрицы. Улучшение эксплуатационных характеристик представленных строительных композитов различного функционального назначения обусловлено инфиль-трационным метасоматическим преобразованием кристаллической матрицы активированными функциональными системами, полученными при термической активации гранулированного наноструктурирующего заполнителя.
Бесплатно
Статья научная
Применение бетона в строительстве дает возможность надежной и долговечной эксплуатации сооружений, но для таких условий эксплуатаций требуется бетон с необходимыми характеристиками. На сегодняшний день невозможно представить создание высококачественной бетонной строительной смеси без каких-либо добавок. Для активного управления структурой и свойствами бетонной смеси и бетона наряду с химическими добавками применяют минеральные добавки, представляющие порошки различной минеральной природы, получаемые из природного или техногенного сырья: молотых шлаков, горных пород и др. Они используются, например, для получения плотного бетона, повышают стойкость бетона к воздействию агрессивных сред и т.д. В данной статье предложен метод получения минеральной добавки к строительной смеси, а именно к бетону. Изучены качественные характеристики полученной добавки: индекс степени помола равен единице, стандартная консистенция (нормальная густота) - (180±5) мм при массовом соотношении - «добавка : вода») - 100:70, сроки схватывания - начало 20 мин, водопоглощение 0,27%, содержание воды 9,65%, доля нерастворимого остатка в растворе соляной кислоты 1,70%...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Разработка вспененных экологичных гипсовых нанокомпозитов, обладающих низким удельным весом, высокими теплоизоляционными, эксплуатационными и технико-экономическими характеристиками, остается актуальной задачей. Контролируемое твердение пеногипсовых нановяжущих с использованием сухих пеноообразователей является перспективным направлением в технологии производства теплоизоляционных стройматериалов. Методы и материалы. Изготовление пеногипсовой композиции осуществляли в эжекторно-турбулентном смесителе перемешиванием гипсового нановяжущего с функциональными пенообразующими нанодобавками. В качестве вяжущего в работе использовался строительный гипс Г-5БII; поризацию гипсовых композиций осуществляли с использованием адсорбированного пенообразователя ПБНС. Результаты. Трансформация жидкофазных пенообразователей в твердофазные связыванием воды позволяет изготавливать пеногипсовые композиции из сухих смесей, что дает высокую точность дозирования, хорошую степень гомогенизации компонентов и устойчивые характеристики вспененных гипсовых нанокомпозиций. В производственных условиях с использованием опытно-промышленного 3D-принтера АМТ S1160 построен одноэтажный мало- габаритный павильон, в котором вертикальные ограждающие конструкции заполнены вспененным теплоизоляционным наноструктурированным пеногипсом. Монолитный пеногипсовый наноматериал плотностью 300-400 кг/м3 был использован для утепления и звукоизоляции чердачных перекрытий при капитальном ремонте исторического здания госпиталя ветеранов в г. Уфе. Обсуждение. Разработка технологии получения пеногипса из сухих смесей базируется на преимуществе изготовления и применения теплоизоляционных нанокомпозиций, что позволяет обеспечить значительную пунктуальность дозирования и устойчивые характеристики пеногипсовых стройматериалов. Поверхностно активные пенообразователи оказывают существенное влияние на кинетику структурообразования пеногипсовой нанокомпозиции и замедляют коалесценцию воздушных пузырьков. Заключение. Нанопористый пеногипсобетон, полученный в результате контролируемого твердения, с плотностью 400 кг/м3 имеет теплопроводность 0,12 Вт/(м•оС) и прочность при сжатии 1,4 МПа. Прочность на сжатие вспененного пеногипса с использованием сухого пенообразователя на сорбентах на 17% выше прочности тепло- изоляционного наноматериала, приготовленного по традиционной технологии.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье описывается возможность использования комплексных полифункциональных добавок строительного назначения на основе углеродных нанотрубок и цеолитов (синтетических и природных). Синтез УНТ проводили методом каталитического пиролиза CVD. Направленный синтез в структуре цеолита осуществлялся за счет пропитки исходных веществ раствором прекурсоров на основе катализатора синтеза УНТ. Экспериментальные исследования были направлены на изучение влияния наномодифицирующей добавки на физико-механические характеристики строительного композита. Полученные данные позволили выдвинуть предположение, что при выбран ных условиях модифицирования строительного материала, цеолит, попадая в структуру бетона, будет выполнять роль не только минеральной добавки, но и материала-носителя УНТ, что позволит равномерно распределить углеродные наночастицы в матрице строительного композита, с другой стороны адсорбционные свойства цеолита будут усилены за счет наличия в структуре углеродных элементов. Структуры наномодифицирующих цеолитов и полученного строительного композита оценивались методом электронной сканирующей микроскопии (СЭМ). Электронные микрофотографии исследуемых объектов позволили объяснить процессы формирования структуры бетона, наномодифицированного комплексной полифункциональной добавкой на основе синтетического и природного цеолита и углеродного наноматериала.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Наиболее эффективными связующими агентами в древесно-полимерных композициях на основе поливинилхлорида являются углеродсодержащие наноструктуры, приводящие к улучшению электрических, физико-механических, реологических свойств, а также структуры и долговечности композитов. Главным недостатком их является высокая степень агрегирования частиц, что обуславливает сложности смешения и переработки их в составе полимерных композиций. В связи с этим актуальной задачей является поиск таких углеродных наномодификаторов, которые имели бы низкую степень агрегирования и невысокую стоимость. Методы и материалы. В работе изучена эффективность в качестве связующих агентов в строительных древесно-полимерных композитах на основе поливинилхлорида механоактивированных нефтяных коксов. Механоактивация приводит к функционализации углеродных частиц кокса с образованием на поверхности кислородсодержащих групп. Рассмотрено влияние различных количеств кокса (до 10% от массы древесной муки), и установлена взаимосвязь природы коксов и их концентрации в составе полимерных композиций с основными технологическими (текучесть расплава) и эксплуатационными (прочность на растяжение и изгиб, модуль высокоэластичности, твердость, водопоглощение и термостабильность) показателями и надмолекулярной структурой древесно-полимерных композитов. Результаты и обсуждение. При введении коксов наблюдается большая степень ориентации надмолекулярных структур композитов по направлению экструдирования образцов, что обуславливает повышение разрывной прочности и прочности при изгибе, а также модуля высокоэластичности. Установлены оптимальные концентрации добавок от 0,1 до 5 масс.% по отношению к древесной муке, количество которого в древесно-полимерной композиции составляет 50 на 100 м.ч. ПВХ. Заключение. Осуществлено введение механоактивированных нефтяных коксов в качестве связующих агентов в древесно- полимерных композитах на основе поливинилхлорида. Механоактивация позволила уменьшить агрегирование частиц кокса в более крупные агломераты, что дает возможность эффективного введения наномодификатора в сухом виде и исключить введение наномодификатора в виде водных дисперсий, являющегося довольно энергоемкой операцией производства.
Бесплатно
