Введение. Для восстановления и развития дорожной сети Соловецких островов могут быть использованы бетонные плиты. В настоящее время для улучшения эксплуатационных характеристик дорожных плит активно внедряются составы с добавками отходов производств, в том числе микро- и наноуровня. Для Архангельской области в качестве такого материала может применятся сапонитсодержащий отход горнодобывающей промышленности. При этом одним из способов ускорения процесса набора прочности композитов является пропаривание. Однако исследования, связанные с влиянием температурно-влажностной обработки на процесс твердения композита с высокодисперсным сапонитсодержащим материалом (ССМ), ранее не был изучен. Известно, что процесс сорбции влаги высокодисперсной добавкой позволяет управлять структурообразованием при твердении бетона, улучшая его эксплуатационные характеристики. Однако в условиях повышенной влажности количественное содержание воды затворения, рассчитанное исходя из величины водопоглощения ССМ, может значительно измениться и оказать влияние на процесс набора прочности композита. Поэтому целью данной работы является изучение влияния температурно-влажностной обработки на набор прочности мелкозернистого бетона с добавкой ССМ. Установлено, что ускоренный метод твердения бетона оказывает только положительный эффект на формирование прочной и плотной структуры. Однако в случае использования в качестве добавки высокодисперсного сапонитсодержащего материала может наблюдаться и обратный эффект (снижение прочности), связанный с сорбционными свойствами и особенностями его структуры. Методы и материалы. Выделенный из оборотной воды ССМ высушивали до постоянной массы и диспергировали на планетарной шаровой мельнице. Размер частиц определяли методом измерения динамического и электрофоретического светорассеяния, а величину удельной поверхности - методом сорбции азота (теория БЭТ). Набор прочности образцов мелкозернистого бетона контрольного и опытного (с добавкой ССМ) составов осуществляли двумя способами: в нормальных условиях и ускоренным методом с помощью пропаривания. Испытания на прочность образцов-кубов размером 70x70x70 мм проводили на автоматическом испытательном прессе по ГОСТ 10180. Исследование микроструктуры образцов осуществляли методом растровой электронной микроскопии. Результаты и обсуждение. Выделенный, высушенный и измельченный сапонитсодержащий материал (в виде порошка) обладал средним размером частиц 445±40 нм и удельной поверхностью 50670±10 м2/кг. В продолжение исследований были изготовлены контрольные (МЗБ) и опытные образцы мелкозернистого бетона (МЗБссм). Количество высокодисперсной добавки вводили в бетонную смесь на основе ранее полученных результатов кинетических исследований процесса водопоглощения сапонитсодержащего материала. Определение прочностных характеристик 1-МЗБ и 1-МЗБссм, твердеющих в нормальных условиях, проводили на 28 сутки. Образцы 2-МЗБ и 2-МЗБссм спустя сутки после затворения водой помещали в пропарочную камеру. По истечении времени выдержки их постепенно охлаждали и определяли прочностные характеристики. Установлено, что ускоренный способ набора прочности мелкозернистого бетона путем пропаривания положительно действует только на контрольные образцы. Для композита с добавкой ССМ температурно-влажностная обработка оказывает противоположное действие. Так, динамика набора прочности 1-МЗБ и 1-МЗБссм имеет однотипный характер. В начальный момент времени наблюдается активный участок набора прочности, но на 7 сутки прочность при сжатии у образцов опытного состава на 40% выше, чем у контрольного. При ускоренном способе твердения в первые два часа (стадия изотермического прогрева) наблюдался активный участок повышения прочности у 2-МЗБ и 2-МЗБссм. Последующее твердение контрольных образцов имеет линейную зависимость с постепенным повышением прочности до проектной за шесть часов. Для 2-МЗБссм спустя два часа пропаривания прочность резко начинает снижаться, а спустя шесть часов - наступает видимое разрушение структуры бетона. Следовательно, продолжительное температурно-влажностное воздействие на бетон с высокодисперсной добавкой ССМ приводит к снижению прочностных характеристик образцов. Вероятнее всего, это связано с перенасыщением влагой структуры композита. Поэтому в продолжение исследований были сделаны электронные фотографии микроструктуры бетона после трехчасового выдерживания в пропарочной камере. Так, микроструктура 2-МЗБссм, в основном, представлена губчатыми частицами, а количество образовавшихся игольчатых (кристаллов тоберморита) значительно уменьшилось по сравнению с контрольным. Наблюдается также значительное образование в опытном образце пустот, которые можно отнести к дефектам структуры полученного композита.

Бесплатно

Влияние температуры на внутренний риформинг и прямое окисление метана в твердооксидных топливных элементах

Байков Игорь Равильевич, Смородова Ольга Викторовна, Китаев Сергей Владимирович, Ерилин Иван Сергеевич

Статья научная

Нанотехнологии в настоящее время – основной мегапроект в науке вообще и в энергетике в частности. По мнению экспертов современного научного мира, решить планетарные проблемы энергетики можно только с помощью комплекса конвергентных NBIC-технологий. Одним из направлений нанооптимизации процессов производства энергии является использование топливных элементов. Топливные элементы – источники электрической энергии, производящие минимальное количество парниковых газов за счет высокого КПД прямого преобразования химической энергии водорода, углеводородов и других типов топлива через электрохимическую реакцию окисления. Наиболее перспективными типами топливных элементов для целей энергетики являются твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), их особенностями являются высокая температура работы и универсальность в используемых видах топлива. Высокая температура функционирования ТОТЭ влечет за собой как положительные, так и отрицательные аспекты, однакооднозначно выделить сколько-нибудь определенный интервал оптимальных температур для конкретного топливного элемента без проведения экспериментов крайне непросто. Обычно теоретическое описание температурного влияния на топливные элементы представляет собой описание известных фактов относительно одной или нескольких определенных конфигураций электролито-электродных систем, при этом не всегда понятно, какие из описанных свойств возможно экстраполировать на другие типы ТОТЭ с иными материалами электролита и электродов. В данной статье рассмотрено влияние температурных факторов на работу ТОТЭ с различными видами внутреннего риформинга метана, при этом полученные закономерности справедливы для любых типов систем, так как в процесс исследования не были вовлечены свойства конкретных материалов.

Бесплатно

Влияние технологических условий получения детонационных покрытий на их фазовый состав

Сирота В.В., Савотченко С.Е., Строкова В.В., Бондаренко Д.О., Подгорный Д.С.

Статья научная

Введение. Детонационное напыление является эффективным методом нанесения высококачественных покрытий на различные материалы, широко применяемым в промышленности для повышения износостойкости и коррозионной стойкости поверхностей. В данной статье рассматривается влияние ключевых параметров процесса, таких как расстояние от пушки до подложки и скорость прохождения сопла, на структуру и свойства образуемых покрытий. Материалы и методы исследования. Исследованы покрытия Ti-TiO2 на горячекатаной углеродистой стали. Варьируются дальность напыления и скорость прохода сопла при фиксированных остальных параметрах напыления. Проведены исследования полученных покрытий с использованием растровой электронной микроскопии, рентгенофазовой дифракции, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Результаты и обсуждения. Установлено, что фазовый состав покрытия изменяется в зависимости от условий детонационного напыления. Доля рутила превышает долю анатаза в полученных образцах, за исключением образцов, полученных с наиболее быстрым проходом сопла. Доля рутила монотонно уменьшается с увеличением дальности напыления при фиксированных значениях остальных параметров процесса напыления. Обнаружено немонотонное изменение доли рутила с ростом скорости прохода сопла и найдены ее оптимальные значения. Предложены две новые теоретические модели процесса напыления на основе дифференциальных уравнений, решения которых достаточно полно описывают зависимости доли рутила от дальности напыления и скорости прохода сопла соответственно.

Бесплатно

Влияние углеродных металлсодержащих наноструктур на прочностные свойства бетонных композитов

Ахметшина Лилия Фаритовна, Кодолов Владимир Иванович, Терешкин Иван Петрович, Коротин Александр Иванович

Статья научная

В работе представлены результаты исследований влияния металл-углеродных нанокомпозитов на увеличение прочностных свойств бетонных и пенобетонных композитов. Сверхмалые количества нанокомпозита приводят к повышению прочности, зависящему от их состава.

Бесплатно

Влияние электродного потенциала на глубину проникновения питтинговой коррозии в поверхностные структуры плакированной стали

Латыпова Дина Ринатовна, Латыпов Олег Ренатович, Бугай Дмитрий Ефимович

Статья научная

В статье приводятся результаты исследования глубины проникновения питтинговой коррозии в поверхностные структуры плакированной стали в зависимости от электродного потенциала на ее поверхности. Исследования проводили на нержавеющей поверхности образцов из стали 09Г2С/08Х13, которая широко используется в строительстве металлоконструкций в нефтегазовой отрасли в условиях высокой коррозионной агрессивности технологической среды, так как она одновременно обеспечивает необходимые механические свойства и коррозионную стойкость. Показано влияние питтингообразующих компонентов коррозионной среды (ионов С1- и S2032-) на диффузию окислителей и развитие локальных процессов разрушений пассивной пленки. Отмечено, что максимальное влияние электродного потенциала на развитие питтинговой коррозии происходит в области вторичной пассивации. При этом глубина питтингов может достигать 180 мкм. Д.А.льнейшее смещение электродного потенциала поверхности способствует явлению транспассивности и приводит к появлению значительных механических напряжений в поверхностных структурах, вызывая их растрескивание. Исследование поверхностных структур позволит установить механизмы их разрушения и своевременно осуществить необходимые антикоррозионные мероприятия.

Бесплатно

Водорастворимый нанокластер углерода, способ его получения и его применения

Другой

Бесплатно

Возможность публикации результатов исследований в электронных изданиях представляет значительный интерес для научного сообщества (интернет-журналу «Нанотехнологии в строительстве» 5 лет!)

Гусев Борис Владимирович

Статья научная

Интернет-журнал «Нанотехнологии в строительстве» регулярно выходит на протяжении 5-ти лет и добился значительных успехов, признан специалистами не только в России, но и за рубежом. Издание включено в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации, в систему Российского индекса научного цитирования; International standard serial numbering, Ulrich’s Periodicals Directory, Chemical Abstracts Service и другие зарубежные системы цитирования (базы данных). По данным научной электронной библиотеки импакт-фактор РИНЦ-2012 Интернет-журнала «Нанотехнологии в строительстве» находится на уровне ведущих изданий строительной отрасли (0,352). Краткие итоги становления и развития издания приведены ниже. Большое спасибо всем, кто принимал и принимает участие в работе издания!

Бесплатно

Воронеж: от выставки к «новому городу»

Другой

Бесплатно

Второй международный симпозиум по долговечности и устойчивому развитию железобетона. DSCS (г. Москва, Россия, 6–7 июня 2018 года)

Другой

Бесплатно

Второй международный симпозиум по долговечности и устойчивому развитию конструкционного бетона DSCS (г. Москва, Россия, 6–7 июня 2018 года)

Другой

Бесплатно

Второй международный форум по нанотехнологиям «RUSNANOTECH 2009»

Иванов Л.А.

Статья

С 6 по 8 октября 2009 года в Москве прошёл Второй Международный форум по нанотехнологиям «RUSNANOTECH 2009», организованный ГК «Роснанотех ». В рамках форума была открыта выставка нанотехнологической продукции, работали различные деловые и научно-технологические секции, в т. ч. секция «Нанотехнологии в строительстве и ЖКХ». В работе форума приняли участие более 20000 политиков, бизнесменов, ученых и экспертов из России и других стран.

Бесплатно

Выбор платформ и облачных операционных систем для создания облачных инструментальных сервисов для национальной нанотехнологической сети

Тюлькин Алексей Андреевич

Статья обзорная

На рынке представлено довольно много решений для хостинга веб-приложений. Стали появляться облачные хостинги, позволяющие владельцу веб-приложения больше не задумываться о масштабируемости, вычислительных мощностях, пропускной способности. В данной статье приведена оценка наиболее популярных облачных хостингов для размещения облачных инструментальных сервисов.

Бесплатно

Выбор технологии синтеза наноразмерных гидросиликатов бария

Гришина Анна Николаевна, Королев Евгений Валерьевич

Статья научная

Цементные бетоны являются многотоннажными продуктами строительной индустрии, поэтому проблема повышения технологических свойств бетонных смесей и показателей эксплуатационных свойств бетонов привлекает внимание многочисленных коллективов исследователей-материаловедов. Известны многочисленные методы повышения показателей свойств. Один из таких методов основан на введении в строительную композицию гидросиликатов кальция. Представляется обоснованным предположение, что сходство структуры и химических свойств гидросиликатов различных металлов (например — гидросиликатов металлов второй группы) обеспечит достижение сходных показателей повышения эксплуатационных свойств. В научно-образовательном центре по направлению «Нанотехнологии» разрабатываются методы наномодификации цементных композитов, включающие введение добавок наноразмерных частиц гидросиликатов бария. Синтез наночастиц гидросиликатов бария можно выполнять с использованием различных технологий, отличающихся друг от друга энергозатратами и сложностью реализации. Основным объектом внимания материаловедов являются низкотемпературные разновидности золь-гель технологии, в частности — технология синтеза наночастиц в разбавленных водных растворах. В настоящей работе методы многокритериальной оптимизации были использованы для подтверждения того, что выбор этой технологии синтеза наноразмерных частиц гидросиликатов бария является обоснованным. Решение задачи многокритериальной оптимизации — выбора технологии — осуществлено с использованием линейной свертки. Входящие в линейную комбинацию частные критерии качества отражали особенности распределения наночастиц по размерам. Показано, что низкотемпературная технология синтеза наночастиц гидросиликатов бария в разбавленных водных растворах позволяет получить золи наноразмерных гидросиликатов бария, в основном образованные частицами с размерами от 20 до 30 нм; медианное значение размера частиц составляет около 30 нм.

Бесплатно

Высокопрочная стеновая керамика на основе фосфорного шлака и бентонитовой глины

Сулейменов Жусупбекташирбаевич, Сагындыков Аймахамбет Абуталипови, Молдамуратов Жангазы Нуржанович, Баялиева Гульсара Муратовна, Алимбаева Жанна Базартаевна

Статья научная

Введение. Одним из перспективных способов получения высокопрочной керамики является метод полусухого прессования композиции «грубодисперсный компонент - тонкоизмельченная связка» с использованием в качестве ядра дробленых отходов промышленности, связующим материалом является тонкомолотая наноструктурная легкоплавкая глина. Методы и материалы. В исследованиях в качестве пластичного материала использована бентонитовая глина Дарбазинского месторождения Туркестанской области, а непластичного грубодисперсного материала - плотный закристаллизованный фосфорный шлак - отход фосфорного производства. Изучение влияния рецептурных факторов на основные физико-механические свойства керамических стеновых материалов выполняли методом симплекс - решетчатым планированием экспериментов. Методом электронно-микроскопического анализа исследованы наноструктура композиции из фосфорного шлака и бентонитовой глины. Результаты. При содержании связки в количестве 25%, гарантирующей плотность упаковок, эффект спекания становится достаточным, и прочность образцов составляет 27,1 МПа. С увеличением количества связки с 25 до 40% эффект спекания продолжает возрастать, и прочность образцов достигает 54,3 МПа. Обсуждение. Приведенные результаты показывают, что наиболее активное спекание и формирование плотных структур в грубозернистых композициях с высококальциевым фосфорным шлаком происходит при содержании 40-60% связки. Наличие плавня вокруг зерен шлака в количестве менее 30% способствует получению менее плотных образцов, при содержании 40% связки наблюдается повышение плотности, что соответствует моделированию смешанных структур керамики. Заключение. Для получения высокопрочного керамического кирпича содержание грубодисперсного компонента в виде фосфорного шлака фракции менее 1,25 мм должна составлять 60-70 %, тонкомолотого фосфорного шлака 5-10 %, бентонитовой глины 20-30%. Оптимальные технологические показатели: температура обжига 1050-1100оС, давление прессования 20-25 МПа, влажность пресспорошка 7-8%.

Бесплатно

Высокофункциональные бетоны для станкостроения с применением нано- и микромасштабных сырьевых компонентов

Береговой Виталий Александрович, Снадин Евгений Валерьевич, Иноземцев Александр Сергеевич, Пилипенко Антон Сергеевич

Статья научная

Введение. Уникальное сочетание реотехнологических свойств и механических показателей обусловливает перспективы применения самоуплотняющихся и высокопрочных бетонов для изготовления базовых элементов станков и промышленного оборудования. Исследованы процессы адсорбции современных пластификаторов на ряде минеральных и полимерных модификаторов бетонной смеси. Степень совместимости нанои микромасштабных минеральных добавок в составах композиционных цементных вяжущих определялась методом калориметрии с использованием полуадиабатической установки усовершенствованной конструкции. Материалы и методы. Цементные вяжущие портландцемент ЦЕМ 0 52,5Н (ООО «Азия Цемент», Россия), Nanodur (Германия, Dyckerhoff GmbH); гиперпластификаторы Melflux 1641F, 2651F, 5581F (Германия), PCE TR-6088 (КНР), Sika ViscoCrete 240 HE Plus и 226-P (РФ); суперабсорбирующий полимер; нанои микромасштабные минеральные добавки микрокремнезем МК-85, метакаолин ВМК-45, микрокальцит ММ-315, маршалит Silverbond 15 EW, молотые кремнеземсодержащие породы. Использованы методы селективного растворения, дифференциально-термического анализа, лазерной гранулометрии и полуадиабатической калориметрии. Результаты и обсуждение. Качество ультрадисперсных минеральных добавок определяет их способность химически связывать портландит за счет проявления пуццоланических свойств. Из исследованного ряда максимальную пуццолановую активность проявляют микрокремнезем и опока. Термическая активация эффективна в отношении компонентов, состоящих из кристаллического кремнезема (маршалит, молотый кварцевый песок): в результате обработки рост показателей составил 25%. Установлено отсутствие избирательной адсорбции молекул гиперпластификатора суперабсорбирующими модификаторами составов на основе полиакрилата натрия. Из минеральных добавок высокую адсорбцию к гиперпластификаторам проявляют метакаолин и трепел. Экспресс-оценка влияния рецептурных факторов на твердение цементных композитов апробирована на усовершенствованном варианте полуадиабатического калориметра. Выводы. Установлено, что наличие в составе композиционного цементного вяжущего микромасштабных минеральных добавок на основе микрокремнезема обеспечивает возможность выработки на его основе высокофункциональных бетонов, адаптированных под станкостроение. Исследование пуццолановой активности, адсорбционной способности и характера кумулятивных кривых тепловыделения показало целесообразность замены микрокремнезема на метакаолин, а также перспективность его частичного микширования тонкомолотой природной опокой. Анализ тепловых эффектов, сопровождающих процессы гидратации системы «цемент добавка вода», с помощью термосных калориметров позволяет повысить оперативность исследований совместимости добавок в составах высокофункционального бетона.

Бесплатно

Высокоэффективный наномодифицированный бетон повышенной прочности и долговечности

Касаткин С.П., Соловьева В.Я., Степанова И.В., Кузнецов Д.В., Синицин Д.А.

Статья научная

Введение. Для создания бетона с набором физико-механических характеристик требуется рациональный подбор компонентов бетонной смеси. Целесообразно рассмотреть использование и тонкодисперсных наполнителей, в том числе на основе вторичных ресурсов, а также требуется высокоэффективная химическая добавка определенной природы и реакционного действия, оказывающая комплексное влияние на бетонную систему. Методы и материалы. Эффективность действия компонентов используемой добавки оценивали по изменению показателей прочности на сжатие, прочности на растяжение при изгибе, оценку которых осуществляли по ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам». Для проведения научно-экспериментальных исследований использовали материалы: портландцемент ЦЕМ I 42,5Н, песок природный, тонкодисперсный микрокремнезем, комплексная химическая добавка, обладающая повышенным пластифицирующим и реакционно-активным эффектами действия. Результаты. Сочетание поликарбокси-латных полимеров и нанодисперсий гидродиоксида кремния усиливает эффективность действия каждого компонента, что выражается в значительном повышении коэффициента трещиностойкости бетона при высоких показателях прочности на сжатие. Установлено, что при использовании комплексной нанополимерной химической добавки рост прочности на растяжение при изгибе составляет 67% и превосходит рост прочности на сжатие более чем на 30%. Обсуждение. Повышение гидратационной активности в присутствии нанополимерной добавки положительно влияет на уплотнение формирующейся структуры бетона. Подтверждением формирования плотной и прочной структуры при твердении наномодифицированного бетона является повышение водонепроницаемости бетона в 2,5 раза и его морозостойкости более чем в 2,5 раза. Заключение. Достоинством наномодифицированного бетона является его повышенная химическая устойчивость относительно углекислотной и магнезиальной коррозии и в соответствии с показателем коэффициента химической стойкости, КХС > 0,8, и ГОСТ Р 58895-2020, разработанный наномодифицированный бетон относится к химически высокостойким бетонам. Нанополимерный бетон с высокими физико-механическими показателями целесообразно рекомендовать для изготовления конструкций воздушных линий (ВЛ) электропередачи.

Бесплатно

Выставка build ural 2015 с успехом завершила свою работу

Другой

17 по 20 февраля 2015 года в Екатеринбурге, в МВЦ «Екате-р инбург-ЭКСПО», состоялась вторая международная строительная и интерьерная выставка Build Ural, организованная компанией ITE Урал при поддержке Правительства Свердловской области и администрации города Екатеринбурга.

Бесплатно