Результаты исследований ученых и специалистов. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Fabrication of W nanodot and nitrogen codecorated carbon skeleton for hydrogen evolution reaction
Статья научная
Metal dots-nitrogen-carbon catalysts have become a hot topic in recent years because of special coordination environment. Herein, for the study the W nanodots and nitrogen co-decorated carbon skeleton (W@NC) was prepared for hydrogen evolution reaction (HER). In particular, NaCl templates not only restrict the growth of nanodots, but also improve the purity of phase. By optimizing the feeding ratio of ammonium metatungstate, W nanodots (the size is about 1.2 ± 0.6 nm) dispersed well on N-doped C skeleton, and this special structure could effectively promote electron transfer and ion diffusion during HER process. As a result, the optimized W@NC hybrids exhibited excellent HER performance in alkaline media with a rather low over-potential (228 mV at 10 mA cm-2) and outstanding durability over 10 h.
Бесплатно
Nanotechnology in construction: state of the art and future trends
Статья научная
The construction industry has long been regarded asenergy-intensive and high pollution industry. The emergence of nanotechnology provides an ideal solution for the construction industry to energy saving and consumption reduction. The introduction of nanotechnology has greatly promoted the development of new green building materials and brought huge economic and social benefits. This paper applies bibliometric analysis to review the nanotechnology-construction research collected by Web of Science database during 2000-2020, and further visualize their literature characteristics. At the global level, the number of literatures on nanotechnology-construction research has been on the rise in 2000-2019, although it has experienced a small decline in individual years. At the national level, the United States has become the global leader in nanotechnology-construction research with 63 articles, far more than other countries. Considering the income gap, developed countries play an indispensable role in the global nanotechnology-construction research system, while the role of developing countries is relatively weak. We found that the existing nanotechnology-construction research mainly focused on the fields of chemistry and materials science. According to the frequency of keywords, the research focus of nanotechnology-construction research mainly focused on the development and application of new building materials. It is concluded that with the extensive attention of researchers, the future research on nanotechnology-construction will continue to appear and increase at increasing rate.
Бесплатно
New plasticizers for PVC-compositions in construction
Статья научная
The work is devoted to the analysis and development of effective types of plasticizers for a wide range of finishing (linoleum) and insulating building materials (insulation tape, cable plastic) with improved mechanical and technical characteristics. In connection with the growth of consumption of finishing and insulating materials, the development of new formulations of PVC compositions for construction with the use of new plasticizers is not only an urgent task, but also within the framework of construction it allows solving the problems of effective quality control of a finished PVC composition. This paper presents the results of the tests of octylphenoxyethylphtalates as a new chemical additivies for plasticizing PVC in the formulation of the upper and middle layers of linoleum, adhesive film and cable compound О-40 rec. ОМ-40 (black). It is noted, that obtained samples of adhesive tape with their main characteristics (tensile strength at break, extension coefficient, shatter point, thermostability) correspond to technical specification (TS) 2245-001-002033122003. Obtained samples of plasticate were analyzed according to GOST 5960-72 rev. 1-9 (PVC plasticate for isolation and protective covers of wires and cables), by main characteristics (specific insulation resistance, tensile strength at break, breaking elongation, shatter point) are not inferior to commercial prototypes, and such characteristics as «Weight loss at 160оС» and «Water absorption» are significantly lower. It is noted that, in case of using octylphenoxyethyl phtalates, obtained samples of films of upper and middle layers of linoleum analyzed according to norms of STI 00203312-100-2006 have a higher melt flow rate. In addition, films obtained through introduction of suggested plasticizers possess a low value of extractability by gasoline and oils.
Бесплатно
Агрегативная устойчивость водной суспензии тонкодисперсного базальта
Статья научная
Получение полифункциональных древесно-минеральных композиций на основе модифицированной древесной коры и тонкодисперсного базальта связано с использованием водной суспензии, содержащей в качестве твердой фазы микро- и наноразмерные частицы горной породы. В связи с этим, в данной работе представлены результаты исследований агрегативной устойчивости водной суспензии тонкодисперсного базальта, которая связана с электрокинетическим потенциалом частиц дисперсной фазы, изменяющимся в зависимости от протолитических свойств дисперсионной среды. Измерение размерных характеристик во времени осуществлялось методом фотонно-корреляционной спектроскопии. Установлено, что при рН среды в диапазоне от 7 до 11 суспензия тонкодисперсного базальта является агрегативно и седиментационно устойчивой, критическое значение дзета-потенциала частиц твердой фазы, при котором проявляется электростатический барьер их взаимодействия, равен 30 мВ.
Бесплатно
Альтернативная технология консолидации наночастиц в объемный материал
Статья научная
Предложены теоретические основы и технологические принципы одностадийной консолидации наночастиц в объемный материал. Теория реализована на модель- ной системе углерод-углерод в технологическом процессе высокотемпературного пиролиза углеводородов. Получен объемный углеродный наноматериал с уникальными потребительскими свойствами, которые позволили создать машиностроительную продукцию с техническими характеристиками выше мирового уровня. Предлагаемая теория может быть модифицирована применительно к другим процессам газофазной, жидкофазной и вторичной кристаллизации веществ для создания объемных наноматериалов другого химического состава с не менее уникальными свойствами.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Несанкционированные свалки – это не разрешенные и не обустроенные в соответствии с действующим законодательством территории, на которых размещаются отходы. Большинство несанкционированных свалок, как про- мышленных, так и твердых коммунальных отходов (ТКО), относятся к объектам накопленного вреда. В связи с увеличением использования в инженерных материалах наночастиц различного генезиса возникает потребность в оценке их воздействия на компоненты окружающей среды (ОС) и здоровье человека. Одними из основных маркерных веществ, определяющих экотоксикологическое воздействие свалок, являются тяжелые металлы, в том числе поступающие в ОС в форме металлсодержащих наночастиц. Их идентификация, определение процессов горизонтальной и вертикальной миграции, выявление интенсивности негативных процессов являются необходимой информацией для принятия решений по выбору способов и технологий рекультивации нарушенных территорий. В настоящее время отсутствуют нормативные правовые акты (НПА), учитывающие специфику таких объектов при исследовании территорий в рамках инженерно-экологических изысканий (ИЭИ), которые в обязательном порядке предшествуют выполнению проектной документации по рекультивации. Актуальной задачей является разработка методологического подхода к диагностике состояния территорий, нарушенных вследствие размещения отходов, и достоверному определению границ почвенного загрязнения с учетом современных тенденций развития нанотехнологий. Методы и материалы. В основу аналитического исследования были положены результаты ИЭИ по четырем несанкционированным свалкам Республики Башкортостан (три свалки твердых бытовых отходов (ТБО) и одна свалка промышленных отходов), проведенных в 2019–2020 годах. Результаты и обсуждение. Было проведено изучение достоверности и полноты определения уровня почвенного загрязнения на территории расположения свалок. Выявлены отклонения от требований СП 11-10-97, ГОСТ 17.4.3.01-83 по количеству точек отбора и их пространственному расположению. Установлено, что не были учтены требования статьи 1 и статьи 80.1 Федерального закона от 10.01.2001 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» о выявлении негативных изменений окружающей среды и установлении способности загрязняющих веществ (ЗВ) к миграции в иные компоненты природной среды. Выводы. Существующие методологические подходы к установлению границ почвенного загрязнения в районах расположения несанкционированных свалок требуют доработки и конкретизации.
Бесплатно
Влияние золей различного состава на изменение структуры и свойств цементного камня
Статья научная
В строительном материаловедении одним из стремительно развивающихся направлений является применение нанотехнологии для разработки бетонов нового поколения. К настоящему времени широкое применение в технологии бетона получили нанодисперсные добавки, позволяющие повысить его основные физико-механические свойства. Использование эффективных добавок, содержащих в своем составе наночастицы, позволяет оптимизировать структуру бетона, а также снизить расход самого дорогостоящего компонента - цемента. Необходимость создания новых доступных и относительно недорогих модификаторов цементных и бетонных изделий обусловлена большими затратами ресурсов, сложностью их получения, следовательно, высокой себестоимостью и, соответственно, ценой на рынке. В статье рассмотрены вопросы получения добавок в виде золей на основе химических соединений элементов VI группы периодической системы Д.И. Менделеева, в частности серы и хрома, а также их использование для модификации цементного камня. С помощью физико-химических методов исследований и расчетных способов были определены основные характеристики водных растворов золей. В результате проведенных экспериментальных исследований было оптимизировано содержание коллоидных добавок в цементном камне, установлена кинетика набора его прочности в зависимости от вида и количества золей. Содержание золей в цементном камне составляет тысячные доли от массы вяжущего, то есть повышение его прочности происходит на микроуровне. Это представляет собой существенную экономию полученных добавок при их введении в цементные и бетонные композиции. Использование добавок золей на основе соединений серы и хрома не только ускорило гидратацию и твердение цемента в ранние сроки твердения, но и значительно улучшило прочностные характеристики цементного камня. Полученные нанодисперсные добавки можно отнести к группе добавок-ускорителей твердения цемента. Повышение прочности цементного камня, модифицированного золями различного состава, связано с изменением его структуры. Электронно-микроскопический анализ показал, что применение золей различного состава в качестве модификаторов приводит к уплотнению микроструктуры цементного камня и образованию сложных соединений серы и хрома с гидросиликатами кальция.
Бесплатно
Влияние нанодобавок на механические и водоизолирующие свойства составов на основе цемента
Статья научная
В работе представлены результаты лабораторных и промысловых испытаний исследований цементных композиций с нанодобавками на основе аминоэтаксиаэросила. Показано, что механические и водоизолирующие свойства цементного раствора улучшаются при введении нанодобавок. Прочность на изгиб цементного камня после 48-часового отверждения увеличивается на 15%, а водоизолирующий эффект - на 60%. Успешность РИР цементного раствора без нанодобавок составляет 45-50%, а цементного раствора с нанодобавками - 75%. Добавка аминоэтаксиаэросила увеличивает степень дисперсности новообразований, формирующихся в процессе гидратации цемента, что приводит к увеличению механической прочности степени кольматации, обуславливающую повышение проникающей способности и степень заполнения пор и каналов обводненного пласта.
Бесплатно
Влияние нанодобавок на свойства ПВХ-композиции
Статья научная
Введение. В данной научной статье рассмотрена схема процесса горения. Показано, что для замедления или подавления основного процесса, происходящего в конденсированной фазе и определяющего образование газообразного топлива, можно применять полимеры с повышенной термической стабильностью; использовать нанодобавки, уменьшающие количество газообразных продуктов деструкции; изменять теплофизические характеристики полимерного материала, вводя нанодобавки, влияющие на теплоемкость или теплопроводность системы. Для снижения скоростей реакций, происходящих в газовой фазе и поддерживающих процесс горения, можно уменьшать концентрации горючих газов; ингибировать реакции, ответственные за разветвление цепного процесса горения. Методы и материалы. Приведены состав и физические свойства каолина. Монокристалл каолина представляет собой двухслойный алюмосиликат, содержащий гидратационную воду и состоящий из химически связанных слоев диоксида кремния и гидратированного оксида алюминия. Результаты и обсуждение. Нами исследована зависимость времени затухания ПВХ-композиции от состава, содержащего от 3 до 10% каолина. Введение в ПВХ-пластикат каолина привело к уменьшению времени затухания от 4,5 до 1 с. Исследовано влияние количества пластификатора на кислородный индекс. Нами в качестве пластификатора использован дибутоксиэтиладипинат (ДБЭА). Он имеет хорошую совместимость с полимером и является экологически безопасным. Изучена возможность снижения содержания дибутоксиэтиладипината в базовой рецептуре исходного пластиката И40-13 за счет повышения количества карбоната кальция, затем исследованы эксплуатационные свойства полученных составов. Содержание ПВХ и остальных компонентов в базовой рецептуре оставалось при этом неизменным. Анализ данных показал, что для пластификации 62 масс.% ПВХ, содержащегося в И40-13А, достаточно 20 масс.% ДБЭА, при этом содержание наполнителя можно увеличивать минимум в два раза. Значение кислородного индекса (КИ) при соотношении компонентов 20% ДБЭА + 13,56% СаСО3 повышается на 4 единицы и становится равным 29,1%. Исследована зависимость кислородного индекса ПВХ-пластиката от состава, содержащего от 5 до 20% каолина. Результаты показали, что кислородный индекс пластиката значительно повышается при увеличении содержания каолина. Оптимальным содержанием является 15%, так как при уменьшении количества введенной нанодобавки КИ падает, а при увеличении - остается без изменения. Заключение. Таким образом, каолин является перспективным, дешевым и экологически безопасным наполнителем для ПВХ- материалов, который эффективно снижает их горючесть. Такой же эффект достигается при увеличении содержания карбоната кальция в исходной рецептуре ПВХ-пластиката. При совместном использовании каолина и избытка карбоната кальция синергического эффекта не наблюдается.
Бесплатно
Влияние наночастиц металла на механические характеристики композитных материалов
Статья научная
В статье приведены результаты исследований по изменению механических и физических свойств строительных полимерных материалов после введения наночастиц металлов. В качестве примера наночастиц металла рассмотрено влияние наночастиц меди. Показаны пути формирования меди размерами нанометров, краткая методика и возможная структура получаемого наполнителя. Наночастицы меди обладают уникальными антибактериальными, тепло- и токопроводящими свойствами. Указанные свойства значительно сохраняются в полимерном материале. В результате получаемый композиционный материал имеет технологические свойства полимера и уникальные физические свойства наполнителя. В качестве полимерного материала выбраны продукты крупнотоннажного производства: поливинилхлорид, эластомеры, полиэтилен, полипропилен, полистирол. Выделение ионов меди из наночастиц зависит от типа стабилизирующего агента и химической природы среды. Реализация антибактериальных свойств в полимерных материалах достигается дозировкой меди в количестве 1-2% масс. Для придания материалу токопроводящих свойств наночастиц меди потребуется более высокая концентрация металла. Применение только пластиката ПВХ в качестве носителя ограничит эффективность нанокристаллов меди и скажется на механических параметрах материала. Поэтому рассматривается более сложный вид полимерного материала. Термопластичные эластомеры, полученные из смесей резины и пластиката (или пластмасс), создали очень большой интерес в промышленной отрасли. Воск, внедренный в полимерную матрицу полиэтилена, применяется для хранения тепла солнечной энергии; тепловой защиты электронных устройств, пищевых продуктов и изделий медицинского назначения; снижения установленной мощности и теплового комфорта в транспортных средствах. Для улучшения теплопроводности в смесь полиэтилен-воск внедряют наночастицы меди. Для получения полипропилена с наночастицами меди применяют метод смешения расплава. Наиболее привлекательные свойства проявляет изотактический ПП. Наночастицы меди применяют размером от 10 до 60 нм.
Бесплатно
Гидрофобизация плотного и мелкозернистого бетонов полисульфидными растворами
Статья научная
Представлены данные исследований по эффективности гидрофобизации пропиточной композицией «Аквастат» плотного бетона, используемого для изготовления дорожных и аэродромных плит. Установлено, что в результате обработки гидрофобизатором образец бетона перестает смачиваться водой, приобретая гидрофобные свойства, при этом водопоглощение образцов, пропитанных в течение 24 часов при атмосферном давлении, снижается в три раза, а пропитанных под вакуумом в течение 0,5 часов - в 5,5 раз. Выявлено, что по уровню водопоглощения мелкозернистые бетоны, пропитанные «Аквастат», могут соответствовать плотным бетонам на основе крупного заполнителя. Повышение гидрофобности поверхности бетонных дорожных и аэродромных плит, обработанных составом «Аквастат», и возможность снижения водопоглощения структуры плотного бетона (более чем в 5 раз) позволяет прогнозировать повышение долговечности и увеличение срока службы дорожных изделий и конструкций до 2 раз и более.
Бесплатно
Добавки для понижения горючести полимеров
Статья научная
Введение. В данной обзорной статье приведены данные о добавках, используемых для понижения горючести полимерных композиций. Показано, что для этой цели используют не отдельные вещества, а их смеси, включающие замедлители горения, синергисты, стабилизаторы. Принцип действия антипиренов сводится к тому, что при достижении соответствующей степени концентрации антипиренов в материале они не дают ему гореть без наличия источника возгорания. Под воздействием огня на обработанный материал в нем происходят различные химические и физические процессы, не дающие пламени разгореться. Основная часть. Проанализированы достоинства и недостатки основных антипиренов, используемых в настоящее время, к которым относятся соединения сурьмы, галогенсодержащие соединения, фосфорсодержащие вещества, а также гидроксиды алюминия и магния. Рассмотрены различные механизмы замедления процессов горения при использовании антипиренов. Показано, что бромсодержащие антипирены намного более эффективны, чем хлорсодержащие. Они разлагаются в узком интервале температур. Кроме того, пластмассы, содержащие в качестве антипиренов соединения брома, легко подвергаются вторичной переработке благодаря высокой термостабильности таких антипиренов. Фосфорсодержащие соединения обладают пластифицирующей способностью и повышают огнестойкость пластикатов. Действие в конденсированной фазе заключается в том, что при разложении антипирена образуются остатки фосфорной кислоты, которые выступают как дегидратирующие агенты, способствуя образованию карбонизированных структур. При этом также может образовываться аэрозоль, способствующий дезактивации радикалов за счет эффекта стенки. Особенно интересны соединения, содержащие галоген и фосфор. Достоинства этих соединений заключаются в следующем: отщепляя при разложении галогенрадикалы, дезактивируют активные радикалы; способствуют образованию карбонизированных структур. Гидроксиды металлов под воздействием высоких температур разлагаются с выделением воды. Реакция разложения является эндотермической, что приводит к охлаждению субстрата до температур ниже точки воспламенения. Образование воды способствует разбавлению горючих газов, выделяющихся при разложении, ослабляет действие кислорода и уменьшает скорость горения. Эффективность гидроксидов прямо пропорциональна их содержанию в полимере. Наибольшая эффективность наблюдается при введении гидроксида алюминия в кислородсодержащие полимеры (полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, полиамид). Гидроксид магния дороже, чем гидроксид алюминия, но обладает более высокой теплостойкостью (до 300оС). Заключение. Таким образом, из перечисленных антипиренов первое место по объему применения (более 40% всего объема антипиренов) занимают гидроксиды алюминия и магния. Это обусловлено их низкой стоимостью, технологичностью их применения и экологической безопасностью. Правильно подобранная система на основе гидроксида металла позволяет получить дешевый негорючий материал с небольшим количеством дыма, выделяющегося при разложении. Поэтому применение гидроксидов металлов в качестве антипиренов постоянно возрастает.
Бесплатно
Жидкокристаллический оптический затвор для витражей и окон
Статья научная
Введение. Жидкий кристалл как наноматериал нашел применение в науке, технике и технологиях. Уникальные физические свойства жидких кристаллов делают их чувствительными к внешним воздействиям. В статье представлены результаты экспериментального исследования флексоэлектрического эффекта в жидком кристалле при возникновении сдвиговых деформаций, тонкие слои которых могут служить оптическим затвором для витражных окон зданий. Материалы и методы. Использовались нематические жидкие кристаллы с гомеотропной ориентацией молекул толщиной 10÷100 мкм методом двойного лучепреломления. Частота сдвигового воздействия 1 кГц. Методы. Экспериментальная ячейка собиралась из двух стеклянных пластин в виде плоского конденсатора, между стеклами помещались прокладки, которые и задавали толщину образца. Сбоку от предметного столика микроскопа располагался источник сдвиговых колебаний, который соединялся с ЖК-ячейкой при помощи тонкого волновода. Результаты и обсуждение. Согласно геометрии задачи, директор направлен вертикально параллельно оси Z, вектор скорости колебаний пластины - горизонтально по оси X. Ориентация молекул жидкого кристалла в объеме характеризуется углом θ. Между подвижной и неподвижной подложками ЖК-ячейки распространяется упруго-вязкая волна, которая приводит к возмущению начальной гомеотропной ориентации поля директора. Получены зависимости первой и второй гармоник ЭДС, индуцируемой сдвигом, а также оптического сигнала от скорости колебания пластины. Они имеют пороговый характер возникновения при критической скорости Uс~8 мм/с, при этом молекулы жидкого кристалла ориентируются под углом θc. Температурные зависимости гармоник ЭДС вдали от фазового перехода нематик - изотропная жидкость показали, что при приближении к фазовому переходу регрессия сигнала U1ω прекращается, а затем его значение возрастает вплоть до температурного перехода нематик - изотропное состояние TNI. Величина оптического сигнала I2ω/Io(T), приближаясь к фазовому переходу, возрастает, что объясняется ростом амплитуды колебания директора Θd. Заключение. В статье рассмотрен флексоэлектрический эффект, наблюдаемый в тонких слоях нематических жидких кристаллов с гомеотропной ориентацией молекул, помещенных между двумя стеклянными пластинами. Возникновение эффекта имеет пороговый характер, критическая скорость деформации около 8 мм/с. Рассмотрены условия и параметры воздействия (амплитуда сдвига, температура образца) на ячейку-конденсатор для различных жидких кристаллов. Предлагается использовать полученные результаты для создания оптического затвора (шторка) для витражей или окон зданий и сооружений.
Бесплатно
Использование нанодобавок в поливинилхлоридных композициях строительного назначения
Статья научная
Одним из наиболее распространенных полимеров является поливинилхлорид (ПВХ), который занимает третье после полиэтилена и полипропилена место в мире по объему производства. Высокий спрос на ПВХ обусловлен возможностью его модификации и получения широкого ассортимента материалов и изделий с улучшенными свойствами, а также экономически выгодным соотношением цена - производительность, доступности сырья, сбережением природных ресурсов. Наряду со многими достоинствами ПВХ обладает серьезным недостатком - аномально низкой стабильностью. Наблюдаемое тепловое старение ПВХ начинается уже при 100оС, особенно интенсивно полимер разлагается при переработке в интервалах 160-180оС. Поэтому для получения высококачественных изделий на основе ПВХ необходима эффективная стабилизация полимера, обеспечивающая высокую технологичность при переработке и длительную эксплуатацию без ухудшения потребительских свойств. Действенным способом повышения эффективности стабилизатора является добавление доступных, хорошо известных вторичных стабилизаторов, действующих по различным механизмам, а именно: дипентаэритрита (ДПЭТ), функционирующего как акцептор HCI, и фосфита НФ, ингибирующего термическую деструкцию ПВХ взаимодействием с нестабильными карбонилаллильными группировками. В работе приведены результаты разработки состава комплексного стабилизатора, содержащего кроме термостабилизатора и смазки также нанодобавки, представляющие собой вторичные стабилизаторы дипентаэритрит и фосфит НФ. Проведено исследование влияния нанодобавок на технологические свойства ПВХ-материалов. Показано, что вторичные стабилизаторы значительно повышают эффективность многофункционального стабилизатора в обеспечении термостабильности и цветостойкости ПВХ-композиций строительного назначения. Приведены результаты испытания многофункционального стабилизатора, содержащего нанодобавки в дозировке 0,02 мас.ч. - фосфита НФ, 0,03 мас.ч - ДПЭТ на 100 мас.ч. ПВХ, в ПВХ-рецептурах верхнего и промежуточного слоев линолеума, а также многослойного линолеума. Установлено, что использование комплексного стабилизатора в рецептурах ПВХ-пленок способствует улучшению эксплуатационных характеристик готового продукта - многослойного поливинилхлоридного линолеума, а именно способствует снижению удельного поверхностного электрического сопротивления, абсолютной остаточной деформации, истираемости и изменения линейных размеров.
Бесплатно
Исследование свойств жидких керамических теплоизоляционных материалов
Статья научная
В настоящее время находят широкое применение нанотехнологии при создании строительных материалов. В ряде случаев такие технологии позволяют получить материалы с улучшенными характеристиками. Строительные утепляющие материалы нового поколения на отечественном и зарубежном рынке представлены жидкими керамическими теплоизоляционными материалами, изготавливаемыми с использованием нанотехнологий. Жидкая керамическая теплоизоляция представляет собой композицию стеклянных вакуумированных наносфер на основе водных растворов акриловых полимеров. Именно техническим вакуумом внутри наносфер объясняются высокие теплозащитные свойства таких материалов. Для достоверного определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционной краски было реализовано планирование эксперимента. Разработанный план соответствует полному факторному эксперименту. При количестве 4 влияющих факторов было проведено 16 измерений плотности теплового потока через плоский образец термокраски толщиной 7,5 мм для расчета коэффициента теплопроводности...
Бесплатно
Исследование свойств жидких керамических теплоизоляционных материалов
Статья научная
В настоящее время находят широкое применение нанотехнологии при создании строительных материалов. В ряде случаев такие технологии позволяют получить материалы с улучшенными характеристиками. Строительные утепляющие материалы нового поколения на отечественном и зарубежном рынке представлены жидкими керамическими теплоизоляционными материалами, изготавливаемыми с использованием нанотехнологий. Жидкая керамическая теплоизоляция представляет собой композицию стеклянных вакуумированных наносфер на основе водных растворов акриловых полимеров. Именно техническим вакуумом внутри наносфер объясняются высокие теплозащитные свойства таких материалов. Для достоверного определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционной краски было реализовано планирование эксперимента. Разработанный план соответствует полному факторному эксперименту. При количестве 4 влияющих факторов было проведено 16 измерений плотности теплового потока через плоский образец терм окраски толщиной 7,5 мм для расчёта коэффициента теплопроводности. Для измерений использован микропроцессорный прибор ИТП-МГ4.В статье приведены результаты определения эффективности жидких керамических теплоизоляционных материалов для наружных стен зданий и сооружений на примере терм окраски марки «Изоллат-02». Экспериментально установлено значение среднего коэффициента теплопроводности в опытных условиях – 0,057 Вт/(м×К). Построена линейная регрессионная модель для его определения в различных температурных условиях. Определены коэффициенты модели. Выполнен расчет вклада теплоизоляционной краски в термическое сопротивление ограждающих конструкций. Показано, что относительная эффективность теплоизоляционной краски тем выше, чем ниже теплозащитные свойства наружных ограждений основной конструкции. Наибольший относительный энергетический эффект может быть получен при утеплении краской блочных промышленных зданий и металлических резервуаров воды, углеводородов и прочих потоков технологического и инженерного назначения.
Бесплатно
Статья научная
Долговечность строительных материалов может быть повышена в процессе воздействия на структуру различными видами излучения. Так, в ряде исследовательских работ отмечается, что магнитное и сверхвысокочастотное электромагнитное излучение интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в более ранние сроки, что приводит к образованию мелкокристаллических структур, уменьшению пористости, увеличению плотности, прочности, морозостойкости и долговечности в целом. В процессе работы проведены исследования особенностей изменения структуры цементно-песчаных растворов (ЦПР) из сухих смесей при воздействии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения (СВЧ ЭМИ). Исследования структуры образцов проведены на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром, состав образцов определялся с помощью рентгеновского дифрактометра. В результате исследований отмечен больший процент растворения клинкерных минералов по отношению к необлученным образцам. Определено, что в облученных образцах процесс гидратации проходит более интенсивно, что может привести к ускоренному набору прочности в ранние сроки, а также увеличению прочности в возрасте 28 суток по сравнению с контрольными образцами.
Бесплатно
Исследование термостабильности фталатов оксиалкилированных спиртов
Статья научная
Производство поливинилхлорида (ПВХ) требует применения большого количества пластификаторов. Для пластификации наиболее приемлемыми являются сложноэфирные соединения. Имеющийся ассортимент промышленных пластификаторов в настоящее время не покрывает потребность полимерной индустрии, и остро стоит вопрос разработки новых пластификаторов, отвечающих современным требованиям. Поэтому разработка новых сложноэфирных соединений, обладающих эффективными пластифицирующими свойствами, актуальна и имеет ценность не только в плане науки, но и в практическом отношении. Одним из основных требований к сложноэфирным пластификаторам является их устойчивость к термоокислению. Поэтому нами исследовано воздействие кислорода при 150оС (температура переработки ПВХ-пластикатов) на широкий ряд разработанных ранее фталатов оксиалкилированных спиртов. Первую группу составили производные ароматических спиртов, вторую – фталаты оксиалкилированных алифатических спиртов. Первые проявили высокую термостабильность, вторые необходимо стабилизировать добавлением антиоксидантов. Известно, что производные ароматических углеводородов широко применяются в качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции. Основная функция вышеуказанных соединений заключается в подавлении каталитического действия кислорода воздуха при энергетических воздействиях на полимеры и пластификаторы. Поэтому нами исследовано влияние Агидола-1 на повышение устойчивости фталатных пластификаторов к термоокислительной деструкции.
Бесплатно
Статья научная
Долговечность используемых конструкционных материалов на цементной основе может быть повышена путем их модификации электромагнитным излучением. Так, в ряде исследовательских работ отмечается, что магнитное и сверхвысокочастотное электромагнитное излучение интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в более ранние сроки, что приводит к образованию мелкокристаллических структур, уменьшению пористости, увеличению плотности, прочности, морозостойкости и долговечности в целом. В процессе работы проведены физико-механические испытания образцов цементно-песчаных растворов, облученных сверхвысокочастотным электромагнитным излучением, и проанализированы результаты в сравнении с необлученными. При этом исследования проведены как на образцах низкомарочных цементно-песчаных растворов из сухих смесей, так и на высокомарочных образцах цементно-песчаных растворов, используемых для ремонта бетонных и железобетонных конструкций – для наглядности получаемых результатов. Исследования структуры образцов проведены на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром. В результате исследований отмечено увеличение основных физико-механических показателей в сравнении с необлученными образцами в возрасте 28 суток. По результатам проведенных физико-механических испытаний облученных образцов и сравнения данных с необлученными СВЧ ЭМИ образцами ЦПР можно сделать вывод, что максимально эффективным временем облучения являются, в основном, 2 сутки после замешивания как низко-, так и высокомарочных составов. При этом отмечено увеличение основных физико-механических показателей в сравнении с необлученными образцами. Отмечено, что в облученных составах процесс гидратации проходит более интенсивно, что приводит к ускоренному набору прочности в ранние сроки, а также увеличению прочности и плотности в возрасте 28.
Бесплатно
Комплексный подход к оценке наноразмерных фракций полидисперсных систем измельченных горных пород
Статья научная
Проведен сравнительный анализ результатов определения размеров механически диспергированных горных пород (полиминеральный песок, базальт), выполненных методами: динамического рассеяния света, сорбции газа (азота) и электронной микроскопии. Опытные пробы получены механическим диспергированием сырьевых материалов на планетарной и коллоидной мельницах. Полученные экспериментальные результаты показали высокую сходимость. Метод динамического рассеяния света позволяет проводить анализ размерных характеристик полидисперсных систем с высоким содержанием нано- и микроразмерных частиц, обладающих достаточной с диментационной устойчивостью в используемой дисперсионной среде. Размерные характеристики частиц, рассчитанные по величине удельной поверхности анализируемых систем, учитывают содержание микроразмерной фракции. Для характеристики морфологии частиц предложено использовать величину их эффективного диаметра, расчет которого осуществляется с учетом массы частицы.
Бесплатно
