Нанобетон: основные характеристики и сферы применения. Нанобетон состав
Нанобетон: современные технологии бетонирования
В строительстве используются разные виды бетона, в состав которых входят вяжущее вещество, заполнитель и вода. Для улучшения свойств бетонной смеси добавляют пластифицирующие добавки. Такие компоненты в бетонном растворе продлевают срок эксплуатации, повышают морозоустойчивость и устойчивость к воздействиям агрессивных сред. Молекулы пластификаторов органического и неорганического происхождения адсорбируются на цементных частицах и позволяют сократить количество воды в растворе.
При использовании пластификаторов уменьшается потребность вяжущего составляющего в воде и увеличивается подвижность бетонной смеси.
Недавно появившийся на рынке новый материал нанобетон принципиально мало чем отличается от обычных бетонных смесей. В его составе также есть минеральное вяжущее, заполнитель и вода. Только в качестве пластификаторов применяются наноинициаторы, представляющие собой микроскопические полые трубки в несколько атомарных слоев углеродных полимеров. Диаметр этих нанотрубок – всего несколько единиц микрон, но их прочность больше ста гигапаскалей. Кроме того, их достоинством является невосприимчивость к щелочам и кислотам. Когда наноинициаторы взаимодействуют с цементом, они кристаллизуются, армируя бетон и на молекулярном уровне изменяя его структуру.
Нанобетон устойчив к высоким температурам, свои характеристики он сохраняет при температуре до 800 °С. Использование в бетоне наноинициаторов улучшает физико-механические характеристики материала, повышая прочность на 150%, а морозоустойчивость – на 50%. Нанотрубки, находящиеся в структуре облицовочных плиток из нанобетона, выделяют под воздействием кислорода атомарный кислород, имеющий бактерицидные свойства.
Так как изменение физической структуры нанобетона резко снижает потребность вяжущего составляющего в воде, это позволяет в шесть раз уменьшить вес бетонных конструкций и вероятность появления трещин. Внутреннее молекулярное армирование снижает потребность в армировании бетонной конструкции.
Наноинициаторы повышают сцепление бетона с металлом, при этом они на молекулярном уровне взаимодействуют даже со слоями, подвергшимися коррозии.
Рекомендуется использовать нанобетон при строительстве железобетонных конструкций от 74 м и при возведении объектов с повышенными требованиями к пожаробезопасности и сейсмоустойчивости. Благодаря плотной легкой однородной структуре, нанобетон не нуждается в гидроизоляции, а высокая прочность материала позволяет уменьшить объемы укладки нанобетона на 30%.
Так как готовые сооружения из нанобетона имеют меньший вес, чем конструкции из обычного бетона, для них не требуется мощный фундамент, а это позволят сократить стоимость строительства и трудозатраты.
Термин «нанобетон» сегодня довольно часто употребляется в строительном лексиконе. Это материал будущего, который станет в скором времени достойной заменой традиционным бетонным смесям.
Нанобетон со своими высокими физико-механическими характеристиками открывает новые возможности для проектирования и строительства. Этот строительный материал, изготовленный на основе прогрессивных нанотехнологий, отличающийся прочностью, легкостью, стойкостью к термическим перепадам, позволяет удешевить строительство новых объектов и облегчить реставрацию старых конструкций.
Нанобетонами называются бетоны разных классов и марок. Сейчас разработка технологий и рецептур на основе нанотехнологий находится на начальной стадии. Но уже есть готовые смеси нанобетонов разной прочности, которые рекомендованы к применению в различных сферах строительства
История создания нанобетона
Первые успешные результаты в разработке нового строительного материала нанобетона российскими учеными были получены в 1993 году. Работа велась разработчиком Андреем Пономаревым из Санкт-Петербурга и группой ученых из других городов. На данный момент в работе над созданием новых строительных материалов на основе нанотехнологий задействованы «Наноцентр» МЭИ, ООО «Нанотроника» из Москвы, НПО «Синтетика-Строй» из города Новочеркасска и петербургский НТЦ «Прикладные технологии».
Сейчас в проекте работы ведутся в двух направлениях — создание материалов для реконструкции старых сооружений и для возведения новых зданий.
В западных странах также занимаются разработкой нанотехнологий и созданием на их основе новых строительных материалов, но только российский нанобетон может использоваться при реконструкции старых железобетонных конструкций, может восстанавливать прочность конструкции.
Нанобетон, разработанный российскими учеными, при нанесении на ж/б конструкцию имеет свойство заполнять даже ее микропоры, при этом данный стройматериал полимеризуются и восстанавливает прочность конструкции. Кроме того, новое вещество может вступать в реакцию с коррозийным слоем проржавелой арматуры и восстанавливать ее сцепление бетоном. Другим немаловажным преимуществом отечественного нанобетона перед зарубежными аналогами является более низкая стоимость.
Технология и характеристики нанобетона на видео:
Виды нанобетонов и их назначение
Класс нанобетонов включает несколько категорий:
- Легкие нанопенобетоны рекомендованы для использования в индивидуальном строительстве и для возведения перегородок в помещениях разного назначения.
- Нанобетоны средней плотности применяются в строительстве объектов, к которым выдвигаются требования повышенной прочности (мосты, дорожные и аэродромные покрытия и т. п.).
- Нанобетоны высокой, сверхвысокой прочности подходят для строительства несущих конструкций в жилых домах, в коммерческих зданиях, в сооружениях промышленного сельскохозяйственного назначения (обустройство лифтовых шахт, изготовление балок, ферм и др.).
Чтобы получить новые свойства материала, в состав бетона добавляются наночастицы оксида кремния, поликарбоксилата, диоксида титана, углеродные нанотрубки и фуллерены. Сейчас в России успешно развивается производство бетона с добавками базальтового фиброволокна и углеродными нанокластерами.
Нанотехнологии в строительстве: прогнозы на будущее
Эксперты считают, что при разработке новых строительных материалов на основе нанотехнологий стоит уделить больше внимания не повышению прочности бетона, которая и так достаточно высокая, а регулированию других параметров, например долговечности. Минеральные вяжущие, в частности портландцемент, имеют довольно ограниченный срок годности. По истечении короткого срока годности или при небольших отклонениях от стандартов хранения портландцемент становится непригодным для дальнейшего применения. Увеличить срок хранения сухого бетона или других строительных смесей можно с применением нанотехнологий.
Аналитики строительного рынка подсчитали, что при массовом производстве в России нанобетонов конечная стоимость новой продукции по сравнению с обычными бетонами будет выше всего на 10–20%. Но по своим потребительским свойствам новые материалы будут превосходить традиционный бетон в четыре-шесть раз. Начало промышленного производства наномодифицированного бетона должно начаться в 2015–2016 году.
GD Star Ratingloading...
Нанобетон и нанотехнологии в изготовлении бетона, 4.1 out of 5 based on 16 ratingslibeton.ru
Нанобетон состав презентация реферат здания
Нанобетон.
Нанобетон – разновидность бетона, получаемого с применением нанотехнологий – добавлением специальных добавок — наноинициаторов, которые существенно улучшают физические качества бетона. Они увеличивают его механическую прочность на 150%. Наноинициаторы, взаимодействуя с цементом, кристаллизуются, армируют бетон и на молекулярном уровне изменяют его структуру.
Описание нанобетона
Свойства и преимущества
Виды нанобетонов и их назначение
Технические характеристики
Применение
Описание нанобетона:
Нанобетон – разновидность бетона, получаемого с применением нанотехнологий – добавлением специальных добавок — наноинициаторов.
Наноинициаторы при добавлении в бетон существенно улучшают его физические качества. Они представляет собой микроскопические полые нанотрубки в несколько атомарных слоев углеродных полимеров. Диаметр этих нанотрубок – всего несколько единиц микрон, но их прочность больше 10 ГПа. Кроме того, их достоинством является невосприимчивость к щелочам и кислотам.
Когда наноинициаторы взаимодействуют с цементом, они кристаллизуются, армируя бетон и на молекулярном уровне изменяя его структуру. Исходя из этого, требования по армированию конструкций при использовании нанобетона снижаются.
Наноинициаторы также повышают сцепление бетона с металлом, при этом они на молекулярном уровне взаимодействуют даже со слоями, подвергшимися коррозии. Соответственно применение нанобетона возможно в двух направлениях: в качестве материала для реконструкции старых сооружений и для возведения новых зданий.
При нанесении на железобетонную конструкцию нанобетон имеет свойство заполнять ее микропоры, при этом данный стройматериал полимеризуются и восстанавливает прочность конструкции. Кроме того, нанобетон вступает в реакцию с коррозийным слоем проржавелой арматуры и восстанавливать ее сцепление бетоном.
Нанотрубки, находящиеся в структуре облицовочных плиток из нанобетона, выделяют под воздействием кислорода атомарный кислород, имеющий бактерицидные свойства.
В качестве наноинициаторов используются наночастицы оксида кремния, поликарбоксилата, диоксида титана, базальтового фиброволокна, углеродные нанотрубки, фуллерены. На 1 тонну бетона необходимо добавить 5 грамм наноинициатора.
Нанобетон относится к легким типам бетона.
Этот современный материал применялся, например, в Сочи при подготовке трасс к зимней Олимпиаде-2014, при строительстве моста через Волгу в городе Кимры.
Свойства и преимущества:
— механическая прочность нанобетона на 150% выше, чем обычного,
— долговечность,
— морозостойкость выше на 50%, чем у обычного,
— устойчив к высоким температурам, свои характеристики он сохраняет при температуре до 800 оС,
— устойчив к низким температурам (минус 150-180 оС),
— измененная структура нанобетона резко уменьшает потребность в воде вяжущей составляющей, что в 6-8 раз уменьшает массу бетонной конструкции и вероятность возникновения трещин,
— благодаря плотной легкой однородной структуре нанобетон не нуждается в гидроизоляции,
— т.к. готовые сооружения из нанобетона имеют меньший вес, чем конструкции из обычного бетона, для них не требуется мощный фундамент, что позволят сократить стоимость строительства и трудозатраты,
— высокая прочность материала позволяет уменьшить объемы укладки нанобетона на 30%,
— снижение весовых нагрузок на фундамент в 6-8 раз,
— низкая теплопроводность.
Виды нанобетонов и их назначение:
— легкие нанопенобетоны. Рекомендованы для использования в индивидуальном строительстве и для возведения перегородок в помещениях разного назначения,
— нанобетоны средней плотности. Применяются в строительстве объектов, к которым выдвигаются требования повышенной прочности (мосты, дорожные и аэродромные покрытия и т. п.),
— нанобетоны высокой, сверхвысокой прочности. Подходят для строительства несущих конструкций в жилых домах, в коммерческих зданиях, в сооружениях промышленного сельскохозяйственного назначения (обустройство лифтовых шахт, изготовление балок, ферм и др.).
Технические характеристики:
| Характеристики: | Значение: |
| Прочность на изгиб | 3-6 МПа |
| Водопоглощение не более | 1% |
| Прочность на сжатие | 30-60 МПа |
| Плотность | 1,2-1,6 Т/м3 |
| Теплопроводность | меньше 0,2-0,4 Вт/Км |
Применение:
— промышленное и гражданское строительство,
— строительство железобетонных конструкций от 74 м и при возведении объектов с повышенными требованиями к пожаробезопасности и сейсмоустойчивости,
— мостостроение,
— теплоизоляция трубопроводов,
— пожаростойкая теплоизоляция зданий,
— пожаростойкие теплоизоляционные перегородки и переборки на транспорте,
— теплоизоляционная облицовка зданий,
— ограждающие конструкции.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com.
отдел технологий
г. Екатеринбург и Уральский федеральный округ
Звони: +7-908-918-03-57
или пиши нам здесь...
карта сайта
Войти Регистрация
Виктор ПотехинПоступила просьба разместить технологию обработки торфа электрогидравлическим эффектом.
Мы ее выполнили!
2018-04-06 19:21:11Виктор ПотехинПоступил вопрос о лазерной очистке металла. Дан ответ. В частности, указана более дешевая и эффективная технология.
2018-04-11 23:18:19Виктор ПотехинПоступил вопрос по термостабилизаторам грунтов в условиях вечной мерзлоты. Дан ответ.
2018-04-29 09:51:54Виктор ПотехинПоступил вопрос по стеклопластиковым емкостям. Дан ответ.
2018-05-04 06:47:56Виктор ПотехинПоступил вопрос по гидропонным многоярусным установкам. Дан ответ. В частности указаны более прорывные технологии в сельском хозяйстве.
2018-05-16 20:22:35Виктор ПотехинПоступил вопрос по выращиванию сапфиров касательно технологии и оборудования. Дан ответ.
2018-05-16 20:23:28Виктор ПотехинПоступил вопрос касательно мотор-колеса Дуюнова и мотор-колеса Шкондина, что лучше. Дан ответ.
2018-05-16 20:30:50Виктор ПотехинПоступил вопрос об организациях, которые осуществляют очистку металла от ржавчины. Дан ответ: оставляйте свои заявки внизу в комментариях. Производители сами найдут вас и свяжутся.
2018-05-17 10:35:28Виктор ПотехинПоступил вопрос касательно санации трубопровода. Дан ответ. В частности указана более инновационная технология.
2018-05-17 18:10:26Виктор ПотехинПоступил вопрос касательно сотрудничества, а именно: определения направлений развития предприятия и составления планов будущего развития. В настоящее время ведутся переговоры. Будет проанализирована исходная информация, совместно выберем инновационные направления и составим планы.
2018-05-18 10:34:05Виктор ПотехинПоступил вопрос касательно электрохимических станков. Дан ответ.
2018-05-18 10:35:57Виктор ПотехинПоступил вопрос относительно пиролизных установок для сжигания ТБО. Дан ответ. В частности, разъяснено, что существуют разные пиролизные установки: для сжигания 1-4 класса опасности и остальные. Соответственно разные технологии и цены.
2018-05-18 11:06:55Виктор ПотехинК нам поступают много заявок на покупку различных товаров. Мы их не продаем и не производим. Но мы поддерживаем отношения с производителями и можем порекомендовать, посоветовать.
2018-05-18 11:08:11Виктор ПотехинПоступил вопрос по гидропонному зеленому корму. Дан ответ: мы не продаем его. Предложено оставить заявку в комментариях для того, чтобы его производители выполнили данную заявку.
2018-05-18 17:44:35Виктор ПотехинПоступает очень много вопросов по технологиям. Просьба задавать эти вопросы внизу в комментариях к записям.
2018-05-23 07:24:36Для публикации сообщений в чате необходимо авторизоваться
бикбау отзывы купить цены ступени ооо нанобетон как организовать производство своими руками beton ванная комната купит m1000 купить в новосибирске мебель мойка москва новосибирск обеденный стол орг отзывы плитка подоконник пол производство рабочая зона раковина состав стол столешница в москве умывальникстолешница из нанобетона италия
Похожие записи
Количество просмотров с 26 марта 2018 г.: 131
comments powered by HyperCommentsxn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai
История возникновения, характеристики, применение нанобетона
Термин «нанобетон» постепенно становится привычным в строительном лексиконе, он обозначает материал, при изготовлении которого используются нанотехнологии для измельчения его основных компонентов и наноматериалы в роли модифицирующих добавок. Нанобетону характерны высокие физико-механические характеристики, открывающие новые возможности в проектировании и строительстве. Этот прочный, легкий, стойкий к термическим перепадам материал даёт возможность удешевить сооружение новых объектов и оказать помощь при реставрации старых конструкций, если использование традиционных материалов и технологий является нецелесообразным.
История возникновения нанобетона
Впервые результаты по применению этого нового материала были получены в 1993 году учёным из Санкт-Петербурга Андреем Николаевичем Пономарёвым. Дальнейшие работы по исследованию свойств нанобетонов проводились учёными из Москвы, Новочеркасска и других городов.
В Кемеровской области учёные создали нанодобавку для бетонов, позволяющую повысить их прочность примерно на четверть. Этот новый продукт может изготавливаться из угля и отходов многотоннажной химии. Наноструктурированная углеродная добавка была названа Kemerit, используется она в строительстве жилья, дорог, мостов и при сооружении водоканалов.
Разработкой нанобетонов занимаются не только российские, но и западные учёные. Но только материалы отечественного производства способны восстанавливать пораженные коррозией бетон и армирующие элементы при восстановлении старых сооружений. К преимуществам российского нанобетона относится и его меньшая, по сравнению с зарубежными аналогами, стоимость.
Нанобетон: основные характеристики
Использование группы нанометодов и широкого спектра наноматериалов в различных сочетаниях дает возможность управлять свойствами строительных смесей на основе минеральных вяжущих, которые не обязательно относятся к цементам.
Общим признаком нанобетонов является обладание определенными преимуществами благодаря специальной структуре, задаваемой на наноуровне.
Введение специальных добавок – наноинициаторов – позволяет значительно улучшить физико-механические характеристики бетона, повысив его прочность на 150%, морозоустойчивость – на 50%, снизив в три раза вероятность трещинообразования. Бетоны с нанодобавками могут выдерживать температуру до 800°С. Изготовленные из этого материала облицовочные плитки содержат в своей структуре нанотрубки, которые под воздействием кислорода выделяют атомарный кислород, обладающий бактерицидными свойствами.
Вес конструкции из такого бетона в шесть раз меньше аналогичного показателя традиционного материала.
К нанообразованиям относят:
- фуллерены, многоатомные молекулы углеродных полимеров типа С60 и С70;
- нанотрубки – молекулы, содержащие миллионы атомов углерода.
Эти молекулы можно увидеть при использовании суперсовременных атомно-силовых и туннельных микроскопов.
Фуляроиды и нанотрубки производят с помощью вольтовой дуги или лазера. Нанообразованиям придают необходимую ориентацию, которая обеспечивает им свойства полупроводников, проводников, сверхпроводников, высочайшую прочность и другие полезные качества.
Эксперты считают, что с помощью нанотехнологий целесообразно регулировать не только прочность бетона, которая в современном строительстве и так находится на высоком уровне, а уделять внимание другим свойствам, например, долговечности. В первую очередь, актуальным является решение проблемы длительного хранения сухих строительных смесей без снижения потребительских характеристик.
Назначение нанобетонов
К этой группе материалов относятся бетоны самых различных марок. Их составы и технологические процессы изготовления находятся в состоянии разработки.
Как осуществляется проверка бетона на прочность и зачем она нужна: читайте в нашей статье! Прежде чем приобрести полимерные добавки в бетон, прочитайте мнение экспертов относительно деталей, на которые нужно обращать внимание.
Заказывайте аренду шаланды в Санкт-Петербурге и области от компании Навигатор!
Класс бетонов, объединенных наименованием «нанобетон», включает в себя несколько категорий.
- В индивидуальном строительстве и для сооружения не несущих перегородок в помещениях различного назначения используют лёгкие нанопенобетоны.
- Среднеплотные нанобетоны обладают повышенной прочностью, которая делает их перспективным материалом для сооружения мостовых конструкций, покрытий дорог и аэродромов.
- Наноматериалы с высокими и сверхвысокими прочностными характеристиками находят своё применение при строительстве шахт лифтов, разнообразных несущих конструкций в сооружениях промышленного, гражданского и жилищного назначения.
При использовании нанобетонов можно выделить два основных направления, это – реконструкция разрушенных сооружений и возведение новых зданий.
При реставрационных мероприятиях добавление вновь разработанных составов к разрушенным железобетонным элементам обеспечивает заполнение всех пор и микротрещин и полимеризацию с восстановлением прочности сооружения. Нанобетон, нанесенный на разрушенную коррозией арматуру, вступает во взаимодействие с окисленным слоем, заменяет его, восстанавливая сцепление строительной смеси и металла арматуры.
Новые материалы были использованы при реставрации Исаакиевского собора для создания наружной защиты. В сыром климате Санкт-Петербурга такая надёжная облицовка позволит продлить жизнь ценнейшим дворцам и соборам.
В России растёт производство бетонов с применением базальтового фиброволокна, на которое сверху наносят углеродные нанокластеры. Именно такой инновационный строительный материал был использован в 2007 году для ремонта моста через Волгу в городе Кимры.
Применение нанодобавок и специальных технологий даёт возможность создавать строительные материалы с заданными характеристиками в диапазоне крайне высоких параметров. Это позволяет сооружать надёжные строительные конструкции в сейсмоопасных регионах и в условиях сложного подземного строительства.
www.navigator-beton.ru
Воздушный нанобетон — материал улучшенной структуры, усовершенствованная форма бетона!
Научно-технический прогресс с нанотехнологиями проникает во все сферы медицины, биомеханики, косметологии, электроники, телекоммуникаций, производства. Не минул он и строительной отрасли. Не так давно в строительстве появился нанобетон. Это – усовершенствованная форма бетона, изготовленная на основе новейших разработок.
В состав этого материала включены такие же составные компоненты и пластификаторы, как и в обычном бетоне. Различия заключаются в особенной форме переработки составных частиц новых бетонов на молекулярном уровне с помощью специального оборудования новейшего образца. Благодаря включению в состав наномодифицированных бетонов углеродных нанотрубок, диоксида титана, оксида кремния, базальтового волокна, фуллеренов, улучшаются характерные признаки материала и его способности.
Свойства воздушного нанобетона
Нанобетон, как и другая нанопродукция, обладает уникальными свойствами и характеристиками, которые дают простор для творчества архитекторам и проектировщикам. Воздушный нанобетон можно применять для строительства новых зданий и для реконструкции имеющихся построек, которые под действием времени и осадков утратили свой вид и форму. Такой бетон может проникать во все поры, заполнять пустоты, которые образовались от металлической коррозии, усадки грунта. Важным свойством нанобетона является его небольшая масса, которая дает широкие возможности для разностороннего применения в высотном строительстве. Устойчивость к изменениям температур и морозу позволяет возводить строения в условиях разных климатических условий. Наномодификаторы повышают прочность и долговечность строений. Срок службы зданий из такого материала повышается до 100-500 лет с планом в 1000 лет.
ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:
Размеры анкерных болтов по бетону для промышленности и дома.
Виды наномодифицированных бетонов
В понятие воздушного нанобетона входит нескольких разновидностей наномодифицированных бетонов, которые отличаются уровнем прочности и другими характеристиками. В основном наномодифицированные бетоны подразделяются на:
- легкие;
- средние;
- высокопрочные и сверхвысокопрочные.
Из легких наномодификаторов возводят индивидуальные дома и внутренние перегородки.
Нанобетоны среднего уровня плотности наделены большой прочностью, что позволяет их применение при производстве дорог, аэродромных покрытий.
этапы изготовления воздушного бетона (1-4) 
этапы изготовления воздушного бетона (5-8)
Наномодификаторы повышенной прочности применяют в строительстве высотных зданий и перекрытий, мостов, несущих конструкций, перекрытий, ферм.
ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:
Добавка в бетон для водонепроницаемости – лучшее решение проблемы его разрушения с течением времени.
Что нас ожидает?
Благодаря нанобетону, планируется создание таких строений, которые будут в буквальном смысле слова «дышать» и способствовать выводу вредных компонентов наружу. Но в тоже время такие строения будут сохранять благоприятный микроклимат и тепло в помещении. Введение в бетон полимерных наночастиц будет препятствовать разрушению строений при землетрясениях, военных действиях. Уникальные свойства нанобетонов приведут к тому, что строения смогут самовосстанавливаться в различных условиях. К тому же повысится срок службы таких конструкций до 1000 лет.
Применение
Такое ожидает нас в будущем, а сегодня воздушный нанобетон дает возможность для строительства:
- высотных зданий и небоскребов с каркасом из монолитного бетона;
- частных домов любого формата;
- подземных парковок;
- метрополитенов и подземных переходов;
- большепролетных висячих мостов;
- больших торговых и выставочных комплексов, павильонов, рынков;
- шахт лифтов;
- платформ для нефтедобычи и газодобычи;
- гибридных строительных конструкций;
- дорог и подъездных путей, покрытия аэродромов.
Вывод
Воздушному нанобетону принадлежит будущее. Его применение часто связано с использованием отходов железорудной и металлургической промышленности, угледобычи, переработки камня, других материалов. Сырьевой утиль удешевляет стоимость готового наноматериала, параллельно решая вопросы экологии и безопасности. Наномодификаторы снижают состав цемента и других составных компонентов в бетонной смеси.
papamaster.su
Нанобетон - строительный материал нового поколения
26 Августа 2015 Немного истории
Первые результаты по разработке и практическому применению нанобетона были получены в 1993 году исследователем Андреем Пономаревым из Санкт-Петербурга. К работе подключились коллеги из других городов, и сегодня этим материалом занимаются ученые из питерского НТЦ «Прикладные технологии», новочеркасских НПО «Полимерстрой» и ООО «Нанотроника», а также «Наноцентр» МЭИ (Москва).
В Кемеровской области, например, при производстве нанобетонов стали использовать то, что находится в изобилии буквально под рукой, точнее, под ногами, - уголь. Углеродную добавку назвали Kemerit; ее успешно применяют в материалах для возведения жилья, дорог и мостов.
Вообще совершенствование нанобетона развивается в двух направлениях: применение его в строительстве новых объектов и для восстановления разрушающихся сооружений.
Конечно, исследованием этого стройматериала занимаются и ученые в других странах. Но отечественный нанобетон, в отличие от зарубежных аналогов, способен, например, «вылечивать», казалось бы, погибающие железобетонные конструкции. При нанесении на такую конструкцию нанобетон заполняет не только ее микротрещины, но и микропоры, при этом полимеризируясь. А если проржавела арматура, этот замечательный материал вступает в реакцию с коррозирующим слоем и, замещая его, обеспечивает сцепление бетона с арматурой. Таким образом, прочность конструкции восстанавливается. К тому же российские нанобетоны значительно дешевле зарубежных.
Состав нанобетонов
Термин «нанобетон» является собирательным, он включает в себя целый ряд специализированных бетонов. При их изготовлении применяются в различных комбинациях наноматериалы, изменяющие структуру, плотность и другие свойства бетонов.
В состав традиционного бетона входят вяжущее вещество, заполнитель и вода, а также пластифицирующие добавки, улучшающие свойства стройматериала.
При производстве нанобнтонов вместо обычных пластификаторов применяют наноинициаторы, изменяющие (армирующие) структуру бетона на молекулярном уровне. Вследствие этого снижается потребность в дополнительных армирующих материалах.
Наноинициаторы — это полые полимерные углеродные трубки диаметром в несколько микрон и с толщиной стенок в несколько атомов. Но их прочность — более 100 гигапаскалей. К тому же наноинициаторы устойчивы к действию щелочей и кислот.
В качестве наноинициаторов используют также оксид кремния и диоксид титана.
Свойства нанобетонов
Прочность нанобетона в полтора раза выше, чем обычного. Высока и долговечность этого материала.
Его морозоустойчивость выше на 50%: ему не страшны температуры до минус 150-180 ºС. Нанобетоны могут выдерживать нагрев до 800ºС.
Под воздействием солнечных лучей наночастицы диоксида титана становятся фотокатализатором, который преобразует пары воды и атмосферный кислород в атомарный кислород, обладающий бактерицидным действием.
Измененная структура нанобетона резко уменьшает потребность в воде вяжущей составляющей, что в 6 раз уменьшает массу бетонной конструкции и вероятность возникновения трещин.
Сфера применения
Свехлегкие нанопенобетоны применяются в основном в индивидуальном строительстве и при устройстве перегородок в различных помещениях.
Наноструктурированные бетоны, средние по плотности, обладают высокой прочностью и великолепными эксплуатационными качествами. Их используют при возведении мостов, в дорожном строительстве и при укладке аэродромных покрытий. Этот современный материал применялся, например, в Сочи при подготовке трасс к зимней Олимпиаде-2014. Новое бесшовное долговечное дорожное полотно обладает не только прочной основой, но и гораздо более безопасно при землетрясениях.
Разработаны и сверхпрочные наноструктурированные бетоны, применяющиеся для сооружения несущих элементов зданий, лифтовых шахт.
Сегодня проектировщики рассматривают возможность применения нанобетонов при возведении зданий в сейсмически активных зонах, а также для укрепления домов, уже имеющихся в этих зонах. Предлагается наращивать опоры, сечения, использовать вдавливаемые сваи в фундаменте, существенно повышая его надежность.
Вероятно, нанобетоны будут применяться и при строительстве подземных объектов в современных мегаполисах.
proftula.ru
свойства и характеристики инновационного материала
Октябрь 05, 2014 Нет комментариев
При создании бетонного раствора нередко используют различные пластификаторы и добавки для улучшения его прочностных характеристик, а также повышения морозоустойчивости или срока эксплуатации.
Новинкой на рынке представлен совершенно иной вид бетона – нанобетон, который по составу мало чем отличен привычных нам бетонных смесей.
При его изготовлении также используются вода, заполнитель и минеральное вяжущее вещество. Но технические характеристики нанобетона значительно отличаются от обычного.
Используемый пластификатор состоит из наноинициаторов. Они представляют собой микроскопические трубки, толщина которых составляет несколько микрон. Также особенной характеристикой наноинициаторов является то, что они невосприимчивы к щелочам и кислотам. Улучшение характеристик бетона происходит из-за того, что пластификатор взаимодействуют с цементом и кристаллизируется. Всё это происходит на молекулярном уровне.
Стоит заметить, что сами инициаторы довольно прочные (прочность более 100Гпа). Исходя из этого, требования по армированию конструкций при использовании данных нанотехнологий снижаются.
Характеристики нанобетона по сравнению с привычным бетонным раствором:
- прочность больше на 150%;
- вес конструкции при одинаковом объеме меньше в 4-6 раз;
- морозоустойчивость увеличена на 50%;
Нанобетон следует использовать в конструкциях, к которым установлены высокие технические требования:
- сейсмоустойчивость;
- пожаробезопасность;
- надежность.
Обладая новыми улучшенными свойствами, этот материал не нуждается в какой-либо дополнительной обработке или гидроизоляции, что удешевляет строительство объектов. Также из-за высоких прочностных характеристик обьемы бетона при укладке сокращаются на 30%.
Нанобетон – создание и развитие строительного материала
В 1993 году впервые началась разработка данного материала. Его разработчиком является Андрей Пономарев и другие ученые с разных городов. Над разработкой задействованы несколько компаний, таких как: «Нанотроника», «Синтетика-Строй» и «Прикладные технологии». В проекте образовалось две ветки направления:— для выполнения реконструкций старых построек;— для строительства объектов, с улучшенными физическими характеристиками.
Но не только российские ученые занимаются разработкой столь инновационного материала. Работы по созданию универсального строительного материала ведутся и в западных странах. Конечно не на столь успешном уровне, но всё же данная технология получила право на жизнь в современном строительстве.
Нанобетон: будущее строительного материала
Стоит заметить что мнение экспертов направлено не на улучшение прочностных характеристик, которые к слову и так высоки, а на улучшение других параметорв, таких как долговечность. Ведь известно, что довольно распространенный портландцемент имеет ограниченный срок хранения, а если быть точным, то очень даже недолгий. А с применением нанотехнологий данной проблемы можно избежать.
Нанобетон конечно не столь доступный, как другие виды бетонных смесей, но всё же будем надеяться что через несколько лет такие технологии заполнят рынок стройматериалов и станут общедоступными.
Загрузка... Похожие материалы:
uvservis.ru
Наномодифицированный бетон и способ его получения
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из наномодифицированного бетона, как в гражданском, так и в промышленном строительстве. Наномодифицированный бетон содержит портландцемент, глауконитовый песок, суперпластификатор С-3 и воду, а в качестве наномодифицирующей добавки - золь кремниевой кислоты, полученный титрованием лимонной кислотой, с маточным раствором, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 18,65-22,93; глауконитовый песок 74,53-68,8; указанная добавка 0,005-0,02; суперпластификатор С-3 0,18-0,23; вода остальное. Способ получения наномодифицированного бетона включает перемешивание портландцемента, глауконитового песка и 2/3 воды с последующим добавлением суперпластификатора С-3, смешанного с оставшейся водой и указанной добавкой. Технический результат - повышение предела прочности при сжатии и уменьшение водопоглощения бетона. 2 н.п. ф-лы., 2 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона, как в гражданском, так и в промышленном строительстве.
Известна сырьевая смесь для изготовления бетона, содержащая цемент, песок и воду (Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Изд-во АСВ, 2002. - С.274-275).
Мелкозернистый бетон на основе данной сырьевой смеси имеет пониженную прочность при сжатии и изгибе и повышенную пористость.
Известна сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона, включающая портландцемент 19,00-20,00, песок 58,80-61,92, воду, алюминиевую пудру 0,024-0,025, поверхностно-активное вещество СДБ 0,009-0,01, сернокислый натрий 0,24-0,25, отработанный катализатор изопренового производства 1,56-4,68 и воду (Патент 2198861).
Недостатками данной смеси для мелкозернистого бетона являются: невысокая прочность на сжатие, низкая плотность, большое количество компонентов (7 штук), снижающих однородность смеси, а также сложность ее изготовления.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является мелкозернистый бетон, состоящий из портландцемента, глауконитового песка, воды, суперпластификатора С-3 и наполнителя - молотого глауконитового песка (Положительное решение по заявке на патент № 2008103138/03(003432) от 16 февраля 2009 г.).
Недостатками данного технического решения являются невысокая прочность при сжатии, потеря активности наполнителя - молотого глауконитового песка при хранении и, следовательно, более низкая прочность бетона.
Задачей изобретения является разработка состава и способа получения наномодифицированного бетона с высокой прочностью и низким водопоглощением.
Решение задачи достигается тем, что бетон, включающий портландцемент, глауконитовый песок, суперпластификатор С-3 и воду, в качестве наномодифицирующей добавки содержит золь кремниевой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 18,65-22,93 |
| Глауконитовый песок | 74,53-68,8 |
| Наномодифицирующая добавка | 0,005-0,02 |
| Суперпластификатор С-3 | 0,18-0,23 |
| Вода | Остальное |
Золь кремниевой кислоты получается титрованием лимонной кислотой. Способ получения наномодифицированного бетона получается путем перемешивания портландцемента, глауконитового песка и 2/3 воды с последующим добавлением суперпластификатора С-3, смешанного с раствором золя кремниевой кислоты.
Глауконитовый песок (отход обогащения фосфоритного производства) представляет собой сыпучий материал зеленоватого цвета следующего химического состава, %: SiO2 - 90,1; Al2O3 - 1,3; Fe2O3 - 2,2; FeO - 0,4; TiO2 - 0,15; CaO - 2,0; MgO - 0,3; K2O + Na2O - 1,2; P2O5 - 1,4; SO3 - 0,4; F - 0,13; п.п.п. - 0,42.
Введение суперпластификатора С-3 позволяет увеличить подвижность бетонной смеси, снизить водоцементное отношение.
Нанодобавку получают конденсационным методом по золь-гель технологии. При взаимодействии разбавленного раствора силиката натрия с лимонной кислотой происходит выделение новой аморфной фазы с образованием золя кремниевой кислоты.
Наномодифицирующая добавка состоит из SiO2, размерами 5-10 нм, которые обладают огромной кинетической энергией и являются активными центрами кристаллизации. Вступая в химические реакции SiO2, обеспечивает формирование кристаллических сростков низкоосновных гидросоликатов кальция вместо первичных кристаллогидратов типа портландита и высокоосновных гидросоликатов кальция, что способствует повышению плотности и прочности за счет заполнения пространства микропор кристаллическими сростками.
Применение в качестве нанодобавки раствора золя кремниевой кислоты, вводимого в водный раствор суперпластификатора С-3, обеспечивает получение суммарного эффекта, который проявляется в повышенном уплотнении и упрочнении структуры образующегося искусственного камня, результатом чего является повышение прочности в проектном возрасте при сжатии более чем в 1,5 раза и снижение водопоглощения на 20%.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое обеспечивает повышение гидратационной активности компонентов бетонной смеси при пониженном В/Ц отношении и образование структуры с плотной упаковкой.
Таким образом, образование плотной структуры за счет пластифицирующего эффекта и, как следствие, понижение воды затворения, повышение гидратационной активности компонентов бетонной смеси позволило получить наномодифицированный бетон, отличающийся повышенной прочностью при сжатии, изгибе и пониженным водопоглощением.
Пример. Портландцемент марки 400 перемешивают в сухом состоянии с техногенным глауконитовым песком и 2/3 частями воды.
Суперпластификатор С-3 растворяют в остальной воде, перемешивают и добавляют золь кремниевой кислоты (с маточным раствором). Все перемешивают и вливают в бетонную смесь портландцемента, глауконитового песка и воды. Подготовленные формы-балочки размерами 40×40×160 мм смазывают машинным маслом, заполняют подготовленной бетонной смесью, вибрируют 5 с и помещают в ванну с гидравлическим затвором при температуре 20±2°С и относительной влажности воздуха 95-100%. Образцы испытывали через 3 и 28 суток твердения.
Составы и результаты испытаний представлены в таблицах 1, 2.
| Таблица 1 | ||||||
| Пример | Состав бетона, мас.% | |||||
| Портландцемент | Глауконитовый песок | Наполнитель молотый глауконитовый песок с S=350 м2/кг | Гель кремниевой кислоты (SiO2 в пересчете на сухое вещество) | С-3 | Вода | |
| Прототип | 18,0 | 68,1 | 2,0 | - | 0,2 | 11,7 |
| 1 | 22,94 | 68,81 | - | - | 0,23 | 8,01 |
| 2 | 22,98 | 68,95 | - | 0,02 | - | 8,05 |
| 3 | 18,65 | 74,53 | - | 0,02 | 0,18 | 6,62 |
| 4 | 22,93 | 68,80 | - | 0,005 | 0,23 | 8,035 |
| 5 | 22,93 | 68,80 | - | 0,01 | 0,23 | 8,03 |
| 6 | 22,93 | 68,80 | - | 0,02 | 0,23 | 8,02 |
| 7 | 22,93 | 68,79 | - | 0,03 | 0,23 | 8,03 |
| Примечание: в прототипе используется портландцемент ПЦ 500-ДО. |
| Таблица 2 | ||||||||
| Показатели | Составы | |||||||
| Прототип | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Предел прочности при сжатии через 3 суток, МПа | - | 9,1 | 7,9 | 10,1 | 10,3 | 12,9 | 14,4 | 12,1 |
| Предел прочности при сжатии через 28 суток, МПа | 18,9 | 16,4 | 15,3 | 23,5 | 24,8 | 28,6 | 30,9 | 27,1 |
| Водопоглощение, % | 2,9 | 6,5 | 6,9 | 2,8 | 4,3 | 2,5 | 2,4 | 2,9 |
Из таблицы 2 видно, что при данных соотношениях компонентов бетонной смеси и способе получения достигается технический результат.
Предлагаемая сырьевая смесь по данному изобретению обеспечивает получение наномодифицированного бетона, отличающегося от прототипа повышенной прочностью при сжатии (в 1,5-1,6 раза) и пониженным водопоглощением на 20%.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.
1. Наномодифицированный бетон, полученный из смеси, содержащий портландцемент, песок, суперпластификатор С-3, наномодифицирующую добавку в виде золя и воду, отличающийся тем, что смесь в качестве наномодифицирующей добавки содержит золь кремниевой кислоты, полученный титрованием лимонной кислоты, с маточным раствором, а в качестве песка - глауконитовый песок, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 18,65-22,93 |
| Глауконитовый песок | 74,53-68,8 |
| Указанная добавка | 0,005-0,02 |
| Суперпластификатор С-3 | 0,18-0,23 |
| Вода | Остальное |
2. Способ получения наномодифицированного бетона, включающий перемешивание портландцемента, глауконитового песка и 2/3 воды, с последующим добавлением суперпластификатора С-3, смешанного с оставшейся водой и указанной добавкой.
www.findpatent.ru
