Применение наноразмерных компонентов в многослойных композиционных материалах

Введение. Композиционные материалы для создания деталей и элементов конструкций в строительной индустрии в нашей стране распространены недостаточно. Композитные материалы это многослойные структуры из армирующих волокон, пропитанные связующим полимерным веществом, которое является одновременно клеем. Прочностные свойства слоистых конструкционных материалов достигаются за счет использования различных армирующих наполнителей и клеящих связующих. Широкое распространение в качестве слоистых материалов получили как тканые материалы из стекловолокон и углеволокон, так и сами волокна. В качестве связующих компонентов применяются различные термореактивные смолы (эпоксидные, фенолоальдегидные, полиэфирные, полиимидные, полиамидоимидные, полиамидные и др.). Среди них широкое распространение получили эпоксидные смолы, обладающие высокой прочностью, смачиваемостью и адгезией к различным материалам. Из слоистых композитных материалов (СКМ) изготавливают полимерную арматуру для армирования бетонных конструкций, различные трубы, каркасы-оболочки, для усиления существующих металлических и железобетонных сооружений, несущие элементы в малонагруженных конструкциях мостов и переходов. Однако они в то же время имеют существенный недостаток низкую межслойную прочность (склонность к расслаиванию). В результате чего нарушается связь между слоями, что приводит к значительному снижению жесткости и прочности конструкции. Данное явление распространяется на все типы тканей и волокон. Наиболее часто дефекты в виде расслоений образуются при воздействии ударных нагрузок. Для повышения эксплуатационных характеристик таких материалов в настоящее время начали применять различные наполнители порошки микрои наноразмеров, вводимые в связующие составы. Основная часть. Анализ научной литературы показал, что повысить межслойную прочность в элементах конструкций из СКМ возможно за счет применения нанонаполненных связующих и за счет введения в межслойное пространство слоистых материалов нанодобавок. В статье в реферативной форме проводится обзор изобретений: России, США и др., которые могут быть использованы в строительной индустрии с применением нанодисперсных компонентов. При широком применении представленных материалов (в мостах, пешеходных мостах и мостовых настилах и др.) можно обеспечить значительные эксплуатационные преимущества по сравнению с материалами, традиционно применяемыми в строительной индустрии.