О свойствах наномодифицированных цементных камней
Автор: Вахитова Р.И., Сарачева Д.А., Мазанкина Д.В., Киямов И.К., Сабитов Л.С.
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Исследование свойств наноматериалов
Статья в выпуске: 5 т. 11, 2019 года.
Бесплатный доступ
Использование нанотехнологий в строительной отрасли позволяет повысить её эффективность. Использование наномодифицированных материалов даёт возможность снизить капитальные затраты. В настоящее время для строительной индустрии актуально внедрение наноматериалов. В качестве наномодификаторов можно применять углеродосодержащие структуры. Выбрали углеродный нанотубулярный материал TUBALL производства ООО «OCSiAl.ru». Для проведения исследований использовались образцы однослойных и многослойных углеродных нанотрубок в составе цементного тяжелого бетона. Экспериментально определялась оптимальная дозировка углеродных нанотрубок в составе цементного бетона. При проведении исследований выявлено, что добавление углеродных нанотрубок TUBALL в цементную композицию способствовало образованию сетчатой структуры, которая оказывает сопротивление образованию усадочных наноразмерных трещин в цементном растворе, способствует появлению новообразований в виде гидросиликатов кальция, повышает на старте периода гидратации концентрацию ионов кальция. Рассмотрели влияние модифицированных исследуемых нанодобавок в составе комплексной добавки на механические свойства цементной композиции. Изучили комплекс механических свойств цементного наноармированного камня в процессе цементирования затрубного пространства добывающих скважин рентгеновским и термическим методами анализа, это подтвердило эксперименты с применением электронной и оптической микроскопии. Исследовали микроструктурные элементы цементного образца с применением высокоразрешающего автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа Merlin компании CARL ZEISS. Установлено, что добавление комплексной наномодифицированной добавки TUBALL способствует ускорению набора прочности цементного композита на ранней стадии твердения, уменьшению значения усадочных нанотрещин, что, в свою очередь, положительно характеризует качество контактов на границах цемент-обсадная колонна, порода-цемент
Тяжелый бетон, гиперпластификатор, гидрофобизатор, наномодифицированный цементный камень, наноматериалы, TUBALL, однослойные и многослойные углеродные нанотрубки, твердение, набор прочности, диспергация
Короткий адрес: https://sciup.org/142221481
IDR: 142221481 | DOI: 10.15828/2075-8545-2019-11-5-565-576
Список литературы О свойствах наномодифицированных цементных камней
- Хавкин А.Я. Наноявления и нанотехнологии в добыче нефти и газа. – Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2010. – 692 с.
- Королев Е.В. Основные принципы практической нанотехнологии в строительном материаловедении // Нанотехнологии в строительстве. – 2009. – № 1. – С. 66–79.
- Маева И.С., Яковлев Г.И., Изряднова О.В., Хасанов О.Л. Структурирование ангидридовых матриц углеродными наносистемами // Материалы XV Академических чтений РААСН. – 2010. – С. 294–298.
- Роко М.К., Уильямс Р.С., Аливатос П. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований. – М: Мир, 2002. – 292с.
- Фостер Л.Э. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности – М: Техносфера, 2008. – 352с.
- Dixon J.B. Diversity of natural nanoparticles in soils and causative factors implied // Mineralogia – Special Papers: 4th Mid-European Clay Conference MECC, Zakopane, Poland, 2008, рр. 54.
- Brat S., Singh P. Use of Nanorobots in Oil Industry. Maharashtra Institute of Technology, SPE Mumbai Section, 2006.
- Фаликман В.Р. Наноматериалы и нанотехнологии в современных бетонах // Промышленное и гражданское строительство. – 2013. – № 1. – С. 31–34.
- Пономарев А.Н. Нанобетон – концепция и проблемы. Синергизм наноструктурирования цементных вяжущих и анизотропных добавок // Строительные материалы. – 2007. – № 6.
- Войтович В.А., Хряпченкова И.Н. Нанобетон в строительстве // Строительные материалы. – 2016. – № 9. – С. 73–75.
- Патрикеев Л.Н. Нанотехнологии в энергетике // Наноиндустрия. – 2008. – № 2. – С. 14–15.
- Detlef B., Klaus S. Chemomechanical processing – the innovative way of integrating nanoparticles into industrial products // PETROTECH, New Delhi, India, 2009, рр. 286.
- Запороцкова И.В. Углеродные и неуглеродные наноматериалы и композитные структуры на их основе: строение и электронные свойства. – Волгоград: Изд-во Волгоградского гос. ун-ва, 2009. – 488с.
- Shah K.A., Najar F.A., Andrabi S.M.A., Islam S.S. Synthesis of carbon nanotubes for device applications // Asian Journal of Chemistry, 2017, vol. 29, no. 4, pp. 879–881.
- Danoglidis Panagiotis A., Falara Maria G., Maglogianni Myrsini, Konsta-Gdoutos Maria S. Scalable processing of cementitious composites reinforced with carbon nanotubes (CNTS) and carbon nanofibers (CNFS) // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. – 2019. – Т. 11. – № 1. – С. 20-27. DOI: 10.15828/2075-8545-2019-11-1-20-27.
- Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Бурьянов А.Ф., Кодолов В.И., Крутиков В.А., Фишер Ф. – Б., Керене Я. Модификация поризованных цементных матриц углеродными нанотрубками // Строительные материалы. – 2009. – № 2. – С. 99–102.
- Rayfti, S., Chegini, E. K. Highly selective and green oxidation of sulfides with urea hydrogen peroxide in the presence of MN (III) porphyrin supported onto carbon nanotubes // Макрогетероциклы. – 2016. – Т. 9. – №2. – С. 151–155. DOI: 10.6060/mhc151101r.
- Хусcейн С. М. Р. Х., Ханфар А. Углеродные нанотрубки: проблемы и перспективы их использования // Успехи современной науки. – 2017. – Т. 4 – № 4. – С. 166–169.
- Мазуренко В.В., Руденко А.Н., Мазуренко В.Г. Наночастицы, наноматериалы, нанотехнологии. Учебное пособие. – Екатеринбург: Федеральное агентство по образованию, Уральский гос. технический ун-т – УПИ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2009. – 83 с.
- Мищенко С.В., Ткачев А.Г. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. – М: Машиностроение, 2008.
- Шевченко В.Я. Институт химии силикатов РАН. Исследования в области наномира и нанотехнологий // Российские нанотехнологии. – 2008. – Т. 3, № 11–12. – С. 36–45.
- Кель А.В. Фуллерены и углеродные нанотрубки // Инновационная наука. – 2016. – № 11-3. – С. 23–25.
- Саламатов В.И., Васильева К.С. Углеродные нанотрубки - основа перспективного наноматериала // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации): материалы докладов V Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. – Иркутск, 2015. – С. 247–254.
- Лебеда Ю.В. Углеродные нанотрубки: их свойства и методы модификации // Неделя науки СПбГПУ: материалы XLII научно-практической конференции c международным участием. – Санкт-Петербург, 2014. – С. 30–32.
- Tang Q., Huang J., Tian G. Dispersion of carbon nanotubes and research progress on mechanical properties of carbon nanotubes cement-based composites // Gongneng Cailiao, 2017. vol. 48, no. 6, pp. 42–49.
- László I., Gyimesi B., Koltai J., Kürti J. Molecular dynamics simulation of carbon structures inside small diameter carbon nanotubes // Physica Status Solidi (B): Basic Solid State Physics, 2017, vol. 254, no. 11, pp. 170–206.
- Габидуллин М.Г., Хузин А.Ф., Рахимов Р.З., Ткачев А.Г. Ультразвуковая обработка – эффективный метод диспергирования углеродных нанотрубок в объеме строительного композита // Строительные материалы. – 2013. – № 2. – С. 57–59.
- Киямов И.К., Мингазов Р.Х., Вахитова Р.И., Киямова Л.И., Сибгатуллин А.А., Сарачева Д.А., Мазанкина Д.В. К вопросу об исследовании тампонажных растворов на основе углеродных нанотрубок и их влияния на фазовый состав цементного камня при строительстве скважин // Материалы научной сессии ученых Альметьевского государственного нефтяного института. – 2016. – № 2. – С. 48–50.
- Семенов В. А., Русаков С. В., Бузмакова М. М. Исследование анизотропной проводимости эпоксидного полимера, модифицированного углеродными нанотрубками // Сборник трудов 8-й Всероссийской научной конференции с международным участием им. И.Ф. Образцова и Ю.Г. Яновского. – 2019. – С. 92–95.
- Guz A.N., Rushchitskii Y.Y. Nanomaterials: on the mechanics of nanomaterials // International applied mechanics, 2003, vol. 39, no. 11, pp. 1271–1293. DOI: 10.1023/B:INAM.0000015598.53063.26.
