Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 1124
Физические свойства эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2
Статья научная
Одним из наиболее актуальных направлений научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) в области разработки нефтегазовых месторождений является физико-химическое воздействие на пласт с целью повышения темпа разработки и увеличения коэффициента извлечения нефти. Широкая область практической применимости наноразмерных частиц в рамках данного направления способствовала переходу уровня исследований физико-химических процессов от масштаба микро к нано, что оказало значительное влияние на развитие отрасли в целом. Применительно к технологиям физико-химического воздействия на нефтегазоносные пласты стремительное развитие нанотехнологий оказывает значительное влияние на понимание процессов, происходящих на границах разделов фаз жидкость-жидкость, жидкость-газ, жидкость-порода и т.д. относительно изученными являются процессы влияния наноразмерных частиц на границы раздела фаз жидкость-газ и жидкость-жидкость [1-18]. На сегодняшний день известно, что наночастицы различных минералов и металлов способны увеличивать срок жизни пузырьков газа в углеводородной среде и стабильность глобул углеводородной или водной фаз в эмульсиях различного типа [1-7, 12]. Но в отрасли нет однозначного понимания и обоснования физико-химических процессов, происходящих на границах разделов фаз в присутствии наночастиц в пластовых условиях или даже в условиях стендовых испытаний на кернах горных пород. В связи с этим, данное направление в отрасли разработки нефтегазовых месторождений обладает значительным потенциалом для проведения комплексных НИОКР с целью выявления новой научной информации и внедрения в отрасль высокоэффективных технических решений. в статье представлены результаты очередного этапа комплексных научно-исследовательских работ (НИР) по исследованию влияния наночастиц двуокиси кремния (SiO2) на стабильность и реологические свойства эмульсий на углеводородной основе. Комплексный НИР проводится в рамках международного проекта «Разработка и внедрение водоограничивающих составов на основе применения наночастиц двуокиси кремния». По результатам сравнительных исследований новых эмульсионных систем получены зависимости напряжения сдвига от градиента скорости сдвига (кривая течения), динамической вязкости от скорости сдвига (кривая вязкости) и динамической вязкости от объема добавок водного раствора хлористого кальция.
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Статья научная
В работе проведены исследования по изучению химического состава и физико-химических свойств дорожных битумов, полученных методом компаундирования глубокоокисленных битумов, гудронов и вакуумного газойля различного углеводородного состава. Отмечено, что битумы будут обладать оптимальным комплексом свойств, когда сформирован наилучший групповой химический состав трех основных элементов битумных вяжущих: масел, смол и асфальтенов, который в свою очередь формирует наилучшую структуру нефтяной дисперсной системы битума. Целью исследований стал подбор группового химического состава компаундированных дорожных битумов, который обеспечит образование нанодисперсной структуры битума типа «золь-гель», показатели качества которого будут соответствовать требованиям нового стандарта ГОСТ 33133-2014 «Битумы нефтяные дорожные вязкие». Анализ результатов исследований позволил установить оптимальный групповой химический состав компаундированных битумов, соответствующих по физико-химическим свойствам требованиям стандарта. Установлено, что чем выше дисперсность битума, тем более пластичными свойствами он обладает, кроме того снижается способность битума к термоокислительным процессам старения. Найден диапазон значений дисперсности битума и наиболее оптимальные значения отношения асфальтенов к сумме масел и смол для битума марки БНД 100/130 и битума марки БНД 70/100, которые обеспечат получение наноструктурированного битума типа «золь-гель». Показано, что при переработке гудронов различного химического состава в битумном производстве методом компаундирования можно сформировать оптимальный групповой химический состав готовой продукции и с большей долей вероятности получить продукцию, соответствующую новому стандарту ГОСТ 33133-2014. Представленные в работе результаты могут быть квалифицированно использованы в производстве, т.к. современная лабораторная база нефтеперерабатывающих предприятий позволяет достаточно оперативно определять химический состав нефтепродуктов, используемых в процессах компаундирования при производстве битумных вяжущих.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В данной статье представлены результаты исследований по формированию пористой структуры строительного гипса с использованием вторичного ангидритового сырья и химических добавок и приведен способ производства стеновых материалов. Актуальность данной статьи заключается в необходимости расширения номенклатуры и увеличении объемов производства теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий на основе гипсовых вяжущих и местного минерального сырья, а также в разработке технологий, обеспечивающих производство гипсовых материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Авторами предложены способы формирования пористой структуры строительного гипса и улучшения эксплуатационных характеристик по величине пористости и теплопроводности за счет использования модифицированного вторичного сырья и химических добавок хлористого кальция и карбоната натрия. Материалы и методы. Исследование влияния модифицирующих добавок на свойства смеси проводилось с использованием теста нормальной густоты (НГ = 55%). Изготовление образцов и проведение испытаний проводилось по методикам, указанным в национальных стандартах с поризующими добавками карбоната кальция, фторангидрита и химических добавок на реологические свойства смеси, среднюю плотность и прочность образцов, установлены закономерности и механизм процессов структурообразования гипсового камня. Результаты. Применение модифицированного в дезинтеграторе фторангидрита с эквимолярным количеством карбоната кальция приводит к снижению средней плотности образцов до 40% с равномерно распределенными порами. Анализ микроструктуры образцов теплоизоляционного материала с плотностью 550 кг/м3 показал, что средний диаметр микропор составляет 0,45 мм, при этом образцы с комплексными химическими добавками имеют коэффициент теплопроводности 0,25 Вт/моС, что на 30% ниже теплопроводности образцов без использования комплексных добавок. Выводы. Полученные результаты создают основу для использования в качестве поризующего компонента вторичного сырья и отечественных модифицирующих добавок, позволяющих регулировать структуру гипсового камня с целью производства эффективных стеновых материалов.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Геотехническая среда является динамической системой, основные показатели которой обеспечивают основные показатели надежности и безопасность работы строительных конструкций зданий и сооружений. Ухудшение свойств грунтов вследствие природных или техногенных причин приводит к непроектным параметрам и требует защитных мероприятий в виде закрепления (усиления) грунтов с формированием объемного геотехнического массива, в котором микроструктура обработанного грунта частично или полностью заполняется инъекционной смесью, обеспечивая повышенную связность и деформационные характеристики относительно первоначальных показателей. Инъекционные методы активно используются для решения широкого спектра возникающих геотехнических задач в виде стабилизации и повышения характеристик грунтов полимерными или минеральными составами. Однако многие требования к таким составам не представлены или даны в общем виде, отсутствуют многие методики, предпосылки расчетных обоснований. Формирование таких требований является важным фактором для развития инъекционных технологий и формирования проектно-технической базы. Материалы и методы. Проводился анализ определения основных деформационных показателей закрепленного грунта, обработанного инъекционными смесями, за счет перестроения структуры грунтового массива, имеющего повышенные характеристики. Также анализировалась работа быстротвердеющих полимерных систем, преимуществом которых является быстрый набор прочности, что позволяет их применять при аварийных работах. Результаты и выводы. Анализ результатов повышения характеристик обработанных инъекционными смесями грунтовых массивов позволяет считать инъекционные технологии эффективными даже в сложных инженерно-геологических условиях и практически применимыми в большинстве типов слабых грунтов.
Бесплатно
Формулировка принципа действительного состояния физической системы
Статья научная
Введение. Кратко обсуждается состояние научных исследований в области математического моделирования физических систем с распределенными параметрами. Математическое моделирование в теории упругости. Сформулирована начально краевая задача линейной теории упругости. Показано, что с использованием измеряемых и неизмеряемых переменных можно составить положительно определенное энергетическое соотношение, которое позволяет не только использовать вариационную технику для нахождения приближенного решения, но и строить объективные оценки его качества. Двумерная задача теории упругости (статический случай). На примере решения двумерной статической задачи линейной упругости детально обсуждаются преимущества предлагаемого подхода. Математическое моделирование в теории жидкости. Сформулирован вариационный принцип в теории жидкости. Оптимальное управление давлением. На примере решения задачи управления движением идеальной и вязкой жидкости в трубопроводных системах обсуждаются вопросы нахождения приближенного решения и оценки его точности. Энергетический принцип в задаче теплопереноса. Сформулирован вариационный принцип в линейной задаче теплопереноса. Двумерная задача теплопереноса. Подробно обсуждены особенности построения решения задачи управления в двумерной теории теплообмена. Обобщающий принцип. Сформулирован обобщающий принцип действительного состояния физической системы, который может быть эффективно применен для детального описания и анализа физических процессов.
Бесплатно
Форум «Sochi-build-2013» собрал ведущих архитекторов южного и Северо-Кавказского федеральных округов
Другой
Бесплатно
Форум «Стройиндустрия-2011» в Сочи - эффективная деловая площадка
Краткое сообщение
26 по 29 апреля 2011 года в г. Сочи, в выставочных пави- льонах у Морского порта пройдет IX Строительный форум «Стройиндустрия-2011», в рамках которого будут представлены от- раслевые разделы: архитектура, строительство, благоустройство; спор- тивные объекты - проектирование, строительство, реконструкция; климатические системы; энергоснабжение и электротехника; строй- спецтехника; загородное домостроение; дизайн экстерьера и интерьера, ландшафтный дизайн, экология.
Бесплатно
Форум «Стройиндустрия-2012» объединил специалистов строительного комплекса в городе Сочи
Краткое сообщение
С 25 по 28 апреля 2012 года в выставочных павильонах у сочинского Морского порта на территории аквапарка «Маяк» состоялся XI Строительный Форум «СТРОЙИНДУСТРИЯ-2012», объединивший сразу несколько выставочных экспозиций: Архитектура, строительство, благоустройство, ЖКХ; Материалы и технологии для строительства спортивных объектов; Климатические системы, тепло-, газо- и водоснабжение; Энергоснабжение и электротехника в строительстве; Стройспецтехника, дорога, тоннель; Дом, дача, коттедж, деревянное домостроение, ландшафтный дизайн; Дизайн интерьера, экстерьера, декор; Экология и безопасность. В рамках экспозиций презентовали свои технологии, материалы и оборудование ведущие отечественные и зарубежные производители.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Бетон и разнообразные цементные композиты с уверенностью можно отнести к наиболее востребованным и универсальным строительным материалам. Не так давно широкое распространение получили фотокаталитически активные строительные материалы, содержащие в своей структуре частицы фотокатализаторов на основе нанои тонкодисперсных частиц оксидов и солей некоторых металлов, в частности диоксида титана анатазной модификации. Под воздействием света поверхность таких материалов становится способной к самоочищению. Зачастую лабораторная оценка фотокаталитической активности материала сводится к облучению образцов искусственным источником света определенной длины волны, что недостаточно полно характеризует поведение материала при эксплуатации в реальных условиях окружающей среды. Поэтому целью данного исследования является оценка фотокаталитической активности образцов цементно-песчаной штукатурки в условиях облучения естественным солнечным светом в природных условиях.
Бесплатно
Фотокаталитические цементные композиты, содержащие мезопористые наночастицы диоксида титана
Статья научная
Разработан усовершенствованный способ получения наночастиц анатазного мезопористого TiO 2 с высокой удельной поверхностью порядка 300 м 2/г. Показана возможность использования нанодиоксида титана в составе цементных и гипсоцементных композитов в качестве высокоэффективного фотокатализатора в процессах конверсии оксидов азота и летучих органических веществ. Рассмотрено влияние структурных параметров наночастиц и различных физико-химических факторов на фотокаталитические процессы. Установлено, что эффективность синтезированных мезопористых наночастиц TiO 2 в 1,5—1,7 раз выше, чем у коммерческого образца нанодиоксида титана.
Бесплатно
Фрактальный анализ микроструктуры наномодифицированного композита 5
Статья научная
Предложен метод количественного анализа изображений микроструктуры наномодифицированного композита, основанный на выполнении двоичной деком- позиции яркостного поля. Показано, что по результатам двоичной декомпозиции может быть найден критерий, подобный фрактальной размерности. Обсуждаются результаты применения предложенного метода к анализу изображений, получен- ных методами оптической и сканирующей зондовой микроскопии.
Бесплатно
Фталаты оксиалкилированных спиртов
Статья научная
Поливинилхлорид (ПВХ) используется для получения широкого спектра материалов различного назначения. Высокий спрос на ПВХ связан с возможностью модификации поливинилхлорида и получением большого разнообразия материалов с улучшенными свойствами, а также с экономически обоснованным соотношением затрат – производительностью, доступным сырьем, экономией природных ресурсов. Однако при обычной температуре поливинилхлорид является хрупким и неэластичным, что ограничивает области применения ПВХ. Выпуск основных ПВХ-композиций невозможен без применения пластификаторов – низкомолекулярных соединений, которые позволяют направленно регулировать физико-механические свойства полимера. Производство пластификаторов стало одной из важных отраслей нефтехимической промышленности. Однако в последнее время ассортимент и производство резко сократились из-за возросшей себестоимости, что снизило конкурентоспособность пластифицированных ПВХ-изделий. Поэтому расширение ассортимента пластификаторов для ПВХ является приоритетным направлением и имеет практическую значимость. В данной работе описаны методы получения сложных эфиров на основе оксиалкилированных спиртов, предложенных в качестве пластификаторов поливинилхлорида. Изучены физико-химические свойства синтезированных соединений. Подобраны условия их получения с максимальным выходом. Результаты испытаний полученных соединений в качестве добавок при пластификации ПВХ показали, что полученные образцы кабельного пластиката, ленты ПВХ липкой и многослойного поливинилхлоридного линолеума по основным показателям соответствуют всем техническим требованиям: кабельный пластикат – ГОСТ 5960-72 с изм. 1-9; лента ПВХ липкая – ТУ 2245-001-00203312-2003; многослойный линолеум – ГОСТ 7251-77. По результатам испытаний фталаты оксиалкилированных спиртов обладают достаточно высокой эффективностью как пластификаторы поливинилхлорида и рекомендуются для использования в вышеуказанных промышленных ПВХ-рецептурах.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследования химического состава цементного камня, модифицированного микроразмерными гидросиликатами бария, цементного камня, модифицированного наноразмерными гидросиликатами бария и цементного камня, модифицированного микро- и наноразмерными гидросиликатами бария с применением комплекса методов исследования: ИК-Фурье спектроскопии, дифференциально-термического и рентгенофазового анализов. Проведена идентификация образующихся фаз и сравнительная количественная оценка их содержания. Установлено, что применение нано- и микроразмерных добавок гидросиликатов бария обеспечивает снижение содержания портландита на 27...28%, а при их совместном применении - на 83,3%. Введение нано- и микроразмерных модификаторов позволяет увеличить количество гидросиликатов кальция в продуктах твердения, а также способствует формированию мелкокристаллической структуры продуктов гидратации. Микроразмерные гидросиликаты бария являются химически активной добавкой и способствуют образованию дополнительного количества гидросиликатов кальция типа CSH (I). Применение наноразмерных гидросиликатов бария способствует формированию гидросиликатов кальция CSH (I), CSH (II), риверсайдита и ксонотлита. Совместное использование нано- и микроразмерных гидросиликатов бария позволяет увеличить содержание фазы CSH(II), что подтверждается дифференциально-термиче ским и рентгенофазовым анализами, а так же CSH (I), риверсайдита и различных тоберморитов. Показано увеличение эффективности использования наноразмерных гидросиликатов бария при их введении в композиционное вяжущее, оптимизированное на микроуровне.
Бесплатно
