Строительное материаловедение. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Применение поливинилхлорида для нанокомпозитов (анализ и оптимизация показателей качества)
Статья научная
Введение. Применение нанокомпозитов в различных отраслях промышленности в последние годы увеличилось благодаря их уникальным свойствам и эксплуатационным характеристикам. Однако оптимизация качественных показателей нанокомпозитов остается сложной задачей из-за сложного взаимодействия между компонентами. В работе представлен обзор методов, используемых для анализа и расчета показателей качества нанокомпозитов с использованием ПВХ в качестве основного материала. Методы и материалы. Для математического расчета технологических параметров, не поддающихся прямому измерению, были проведены анализ литературных источников по рассматриваемому процессу и установление соответствующих зависимостей между эмпирическими данными в соответствии с основными закономерностями термодинамики и процессов массообмена. В ходе исследования применен метод нейронных сетей для того, чтобы описать процесс полимеризации винилхлорида, осуществленного суспензионным методом. Для решения данной проблемы была применена каскадная сеть, имеющая прямое распространение сигнала и обратное распространение ошибки. Состав сети: в скрытом слое - десять сигмоидных нейронов, в выходном слое - два линейных нейрона. Результаты и обсуждения. В ходе проведения исследований было установлено, что при полимеризации тепловой поток изменяется с течением времени в зависимости от уровня концентрации инициатора. В дальнейшем полученные зависимости могут использоваться при регулировании расхода хладагента в охлаждающую рубашку реактора, для обеспечения изотермического выполнения всего процесса. Было установлено, что, изменяя частоту вращения мешалки, можно изменять размер частиц и, следовательно, молекулярно-массовое распределение поливинилхлорида. Разработанная нейронная сеть была протестирована. Полученные результаты имеют минимальную погрешность и близки к реальным значениям, из чего можно сделать вывод, что сеть обучена правильно и зависимость между данными найдена.
Бесплатно
Статья научная
Пылевидная фракция отсева дробления гранита рассматривается и оценивается в качестве носителя микроразмерной и наноразмерной составляющих структурообразования цементного камня и бетона. Даны генезис пылевидной фракции и идентификация ее состава и специфических свойств. Анализируется природа механической, механохимической, физико-химической активности и роли пылевидной фракции отсева в процессах гидратации цемента и структурообразования цементного камня. Микроразмерная составляющая квалифицируется как наполнитель в цементе, входящем в мелкозернистую бетонную смесь. Наноразмерная составляющая анализируется как кремнеземсодержащая добавка, способная наномодифицировать структуру гидратируемого цемента. Представлены экспериментальные данные и количественные оценки влияния пылевидной фракции на динамику твердения и прочность мелкозернистого бетона.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Для решения задачи проектирования составов смесей для строительных аддитивных технологий в работе представлены результаты экспериментальных исследований реологического поведения и технологических характеристик (пластичности и формоустойчивости) цементных смесей на различных видах наполнителей, отличающихся размерно-геометрическими характеристиками. Методы и материалы. Исследования реологических характеристик цементных смесей проводились методами сдавливающей реометрии. Для оценки пластичности использовался режим нагружения с постоянной скоростью деформирования 5 мм/с, для оценки формоустойчивости режим постоянной нагрузки 5 Н/с. Для оценки характеристик размерно-геометрических частиц цемента и наполнителей использовали метод сканирующей электронной микроскопии (Phenom XL), обработка изображений для определения длины l и ширины b частиц производилась с помощью программного обеспечения «ParticleMetric». Дисперсность и гранулометрический состав наполнителей оценивали на лазерном анализаторе размера частиц «Анализетте 22». Результаты и обсуждения. Установлено, что необходимым условием обеспечения пластичности и устойчивости смесей является создание плотной пространственной упаковки частиц дисперсной фазы. Рациональные для экструзии значения предела пластичности обеспечиваются в том случае, если частицы наполнителя имеют сопоставимый с зернами цемента размер и полифракционную гранулометрию. Характеристики наполнителей не являются определяющими для обеспечения формоустойчивости смесей.
Бесплатно
Свойства связующего для золь-силикатной краски
Статья научная
Введение. Связующее для золь-силикатных красок изготавливают на основе полисиликатного раствора, полученного на базе жидкого стекла и золя кремниевой кислоты. Технологический процесс создания полисиликатного связующего сложен, и не всегда удаётся достичь необходимых характеристик. В связи с этим, актуальным является разработка полисиликатного связующего и создание на его основе золь-силикатной краски. Материалы и методы. В работе применяли золь кремниевой кислоты Nanosil 20 и Nanosil 30, выпускаемые ПК «Промстеклоцентр». Применяли натриевое жидкое стекло с модулем М = 2,78, калиевое жидкое стекло с модулем М = 3,29 (ГОСТ 13078). Условную вязкость лакокрасочных составов определяли при помощи вискозиметра ВЗ-4 по ГОСТ 8420-74. «Материалы лакокрасочные. Методы определения условной вязкости». Предел прочности при растяжении (когезионную прочность) определяли по ГОСТ* 18299-72 «Материалы лакокрасочные. Метод определения предела прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и модуля упругости» на разрывной машине ИР 5057-50. Силикатный модуль жидкого стекла определяли по методике, изложенной в ГОСТ 13078-81. Для изучения состава жидких стекол и полисиликатных растворов использовали молибдатный метод. Результаты и обсуждение. Выявлено, что жидкое стекло и полисиликатный раствор являются типичными псевдопластическими телами. Добавление золя (повышение силикатного модуля) способствует увеличению доли высокополимерных фракций кремнекислородных анионов (ККА), причём с увеличением содержания золя доля полимерной формы кремнезема возрастает. Установлено, что между содержанием кремнезема в полимерной форме и прочностью при растяжении плёнок существует корреляционная зависимость, заключающаяся в том, что при увеличении содержания кремнезёма в полимерной форме наблюдается увеличение прочности при растяжении плёнок. Выводы. Установлено, что при увеличении количества вводимого золя кремниевой кислоты наблюдается снижение рН растворов при неизменной концентрации щелочи. Введение золя кремниевой кислоты приводит к изменению вязкости растворов. Введение золя кремниевой кислоты в жидкое стекло способствует увеличению доли высокополимерных фракций кремнекислородных анионов. Плёнки на основе полисиликатных растворов характеризуются более быстрым отверждением и обладают более высокой прочностью при растяжении по сравнению с плёнками на основе жидких стекол.
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. Исследования по повышению качества пенобетонных изделий путем направленного управления технологическими процессами структурообразования цементных композиций являются актуальными. Значительное влияние на прочность пенобетона оказывает прочность сцепления цементного камня с заполнителем. В данной статье рассматриваются способы химической и механохимической активации заполнителя пенобетона глиоксальсодержащими добавками, взаимодействия с продуктами гидратации вяжущих и повышения прочности контактной зоны. Управляя свойствами контактной зоны, можно улучшать качество пенобетона. Материалы и методы. Исследование проводилось с применением стандартных методик испытаний, указанных в национальных стандартах. Результаты. При предварительном химическом и механохимическом воздействии глиоксальсодержащими добавками поверхности песка и последующем введении его в пенобетонную смесь по сравнению с пенобетоном контрольного состава увеличивается класс пенобетона по прочности на сжатие до В1 при сохранении марки по средней плотности D500, при этом снижается значение усадки на 20-38,5% и коэффициента теплопроводности на 37%. Выводы. Применение добавок на основе глиоксаля в пенобетонной смеси путем предварительной активации поверхности песка позволяет повысить качество цементного пенобетона.
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
Эффективные гипсовые композиции с добавкой недожога золошлаковых смесей
Статья научная
Введение. В настоящее время во всем мире ведутся разработки в области наноструктурного материаловедения. Обоснование целесообразности разработки инновационных энергосберегающих материалов на основе гипсового вяжущего для зданий и сооружений с оптимизированной эмиссией углекислого газа (CO2) позволяет рассматривать недожог золошлаковых смесей в качестве перспективного техногенного продукта, позволяющего комплексно решить технологические, экономические и экологические проблемы в строительной индустрии. Исследование возможности синтеза перспективных минеральных композиций на основе продуктов недожога, выделенных из неутилизируемых золошлаковых смесей (ЗШС) угольных станций, обеспечивает развитие базы конструктивных и инженерно-технических решений для зданий и объектов с рациональным энергопотреблением и оптимизированной эмиссией СО2 с использованием гипсовых наноматериалов, обладающих уникальными свойствами.
Бесплатно
