Строительные материалы №2
Февраль, 2015
Содержание номера
УДК 620.3
В.В. СТРОКОВА1, д-р техн. наук; А.М. АЙЗЕНШТАДТ2, д-р хим. наук; М.Н. СИВАЛЬНЕВА1, инженер, В.А. КОБЗЕВ1, инженер, В.В. НЕЛЮБОВА1, канд. техн. наук (nelubova@list.ru)
1 Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46)
2 Северный (Арктический) Федеральный университет им. М.В. Ломоносова (163002, Архангельск, наб. Северной Двины, 17) Оценка активности наноструктурированных вяжущих термодинамическим методом* Проанализирован процесс получения наноструктурированного вяжущего (НВ) на основе сырья различного генетического типа. Показано увеличение дисперсности вяжущих независимо от их состава в процессе механоактивации твердой фазы, а также формирование фракции нанодисперсного диапазона. Подтверждена эффективность термодинамического метода оценки энергетического состояния материалов, разработанного учеными САФУ, для прогнозирования формирования активных связей и, как следствие, вяжущих свойств изучаемых веществ. Показано, что кинетика активности в случае силикатного НВ носит волнообразный характер, чередуя экстремумы активности системы в целом. При этом минимум активности совпадает с этапами дозагрузки твердого вещества при помоле, однако отмечается готовность системы к трансформации. В случае алюмосиликатного вяжущего увеличение активности происходит непрерывно и достигает максимума при измельчении в течение 10–11 ч. Ключевые слова: наноструктурированное вяжущее, энергия Гиббса, механоактивация, силикатное, алюмосиликатное. Список литературы
1. Мирошников Е.В., Строкова В.В., Череватова А.В., Павленко Н.В. Наноструктурированное перлитовое вяжущее и пенобетон на его основе // Строительные материалы. 2010. № 9. С. 105–106.
2. Череватова А.В., Павленко Н.В. Пенобетон на осно ве наноструктурированного вяжущего // Вестник Белгородского государственного технологического уни- верситета им. В.Г. Шухова. 2009. № 3. С. 115–119.
3. Павленко Н.В., Капуста М.Н., Мирошников Е.В. Особенности армирования ячеистых бетонов неавто клавного твердения на основе наноструктурирован ного вяжущего // Вестник Белгородского государ ственного технологического университета им. В.Г. Шу- хова. 2013. № 1. С. 33–36.
4. Жерновский И.В., Осадчая М.С., Череватова А.В., Строкова В.В. Алюмосиликатное наноструктуриро- ванное вяжущее на основе гранитного сырья // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 38–41.
5. Тутыгин А.С., Айзенштадт А.М., Лесовик В.С., Фролова М.А. Проектирование состава строитель ных композитов с учетом термодинамической со вместимости высокодисперсных систем горных по род // Строительные материалы. 2013. № 3. С. 74–76. 6. Войтович Е.В., Айзенштадт А.М. Проектирование составов композиционного гипсового вяжущего с применением наноструктурированного кремнезем ного компонента (термодинамический аспект) // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 5. С. 16–20.
В.В. СТРОКОВА1, д-р техн. наук; А.М. АЙЗЕНШТАДТ2, д-р хим. наук; М.Н. СИВАЛЬНЕВА1, инженер, В.А. КОБЗЕВ1, инженер, В.В. НЕЛЮБОВА1, канд. техн. наук (nelubova@list.ru)
1 Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46)
2 Северный (Арктический) Федеральный университет им. М.В. Ломоносова (163002, Архангельск, наб. Северной Двины, 17) Оценка активности наноструктурированных вяжущих термодинамическим методом* Проанализирован процесс получения наноструктурированного вяжущего (НВ) на основе сырья различного генетического типа. Показано увеличение дисперсности вяжущих независимо от их состава в процессе механоактивации твердой фазы, а также формирование фракции нанодисперсного диапазона. Подтверждена эффективность термодинамического метода оценки энергетического состояния материалов, разработанного учеными САФУ, для прогнозирования формирования активных связей и, как следствие, вяжущих свойств изучаемых веществ. Показано, что кинетика активности в случае силикатного НВ носит волнообразный характер, чередуя экстремумы активности системы в целом. При этом минимум активности совпадает с этапами дозагрузки твердого вещества при помоле, однако отмечается готовность системы к трансформации. В случае алюмосиликатного вяжущего увеличение активности происходит непрерывно и достигает максимума при измельчении в течение 10–11 ч. Ключевые слова: наноструктурированное вяжущее, энергия Гиббса, механоактивация, силикатное, алюмосиликатное. Список литературы
1. Мирошников Е.В., Строкова В.В., Череватова А.В., Павленко Н.В. Наноструктурированное перлитовое вяжущее и пенобетон на его основе // Строительные материалы. 2010. № 9. С. 105–106.
2. Череватова А.В., Павленко Н.В. Пенобетон на осно ве наноструктурированного вяжущего // Вестник Белгородского государственного технологического уни- верситета им. В.Г. Шухова. 2009. № 3. С. 115–119.
3. Павленко Н.В., Капуста М.Н., Мирошников Е.В. Особенности армирования ячеистых бетонов неавто клавного твердения на основе наноструктурирован ного вяжущего // Вестник Белгородского государ ственного технологического университета им. В.Г. Шу- хова. 2013. № 1. С. 33–36.
4. Жерновский И.В., Осадчая М.С., Череватова А.В., Строкова В.В. Алюмосиликатное наноструктуриро- ванное вяжущее на основе гранитного сырья // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 38–41.
5. Тутыгин А.С., Айзенштадт А.М., Лесовик В.С., Фролова М.А. Проектирование состава строитель ных композитов с учетом термодинамической со вместимости высокодисперсных систем горных по род // Строительные материалы. 2013. № 3. С. 74–76. 6. Войтович Е.В., Айзенштадт А.М. Проектирование составов композиционного гипсового вяжущего с применением наноструктурированного кремнезем ного компонента (термодинамический аспект) // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 5. С. 16–20.
УДК 691.544:539.2
Е.А. ХУДОВЕКОВА1, инженер (Khudovekova_ea@mail.ru); М.С. ГАРКАВИ2, д-р техн. наук, заместитель главного инженера по науке и инновациям
1 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова (455000, г. Магнитогорск, пр-т Ленина, 38)
2 ЗАО «Урал-Омега» (455037, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр-т Ленина, 89, стр. 7) Образование наносистем в процессе гидратации шлакощелочного вяжущего Рассмотрен процесс образования наносистем при взаимодействии ионов щелочного активизатора с частицами доменного гранулированного шлака в растворе. Проанализировано влияние ионов щелочных металлов K+, Na+ на свойства и структуру водных растворов. Подобраны оптимальные концентрации растворов-активизаторов NaOH, KOH с учетом структурных изменений жидкости затворения. Представлены зависимости прочности шлакощелочного камня от концентрации и вида активизатора. Показано, что активизаторы, содержащие отрицательно гидратирующиеся катионы, позволяют увеличить как скорость набора, так и конечную прочность шлакощелочного камня. Прочность образцов ШЩК, твердевших в нормальных условиях на основе раствора KOH, на 27% выше, чем на основе раствора NaOH. Ключевые слова: доменный гранулированный шлак, наносистема, шлакощелочное вяжущее, активизаторы, механизм гидратации. Список литературы
1. Shi C., Krivenko P.V., Roy D.M. Alkaliactivated cements and concretes. London and New York: Taylor & Francis Publisher. 2006. 376 p.
2. Zhang Z., Provis J., Reid A., Wang H. Geopolymer foam concrete: An emerging material for sustainable construction // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 56, pp. 113–127.
3. Жерновский И.В., Осадчая М.С., Череватова А.В., Строкова В.В. Алюмосиликатное наноструктуриро- ванное вяжущее на основе гранитного сырья // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 38–41.
4. Школьник Я.Ш. Структура и гидратационная актив- ность сульфидсодержащих шлаков. Дисс… докт. техн. наук. Москва. 1999. 276 с.
5. Панфилов М.И., Школьник Я.Ш., Орининский Н.В. Переработка шлаков и безотходная технология в ме- таллургии. М.: Металлургия, 1987. 238 с.
6. Вернигорова В.Н., Саденко Д.С., Ульянов В.В. О механизме щелочного активирования шлаковых цементов // Региональная архитектура и строитель- ство. 2010. № 2. С. 4–8.
7. Сычев М.М. Неорганические клеи. Л.: Химия, 1986. 152 с.
8. Кривенко П.В. Механизм и кинетика процессов структурообразования в низкоосновных щелочных вяжущих системах // Цемент. 1993. № 4–5. C. 27–31.
9. Yuan B., Yu Q.L., Brouwers H.J. Investigation on the activating effect of Na2CO3 and NaOH on slag. Non- Traditional Cement & Concrete V Proceedings of the International Symposium. Brno. 2014, рр. 301–305.
10. Артамонова А.В. Воронин К.М. Шлакощелочные вяжущие на основе доменных шлаков центробежно- ударного измельчения // Цемент и его применение. 2011. № 4. C. 108–113.
11. Бучаченко А.Л. Нанохимия – прямой путь к высо- ким технологиям нового века // Успехи химии. 2003. Т. 75. № 5. С. 419–437.
12. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.П. Мищенко, А.А. Равделя. Л.: Химия, 1974. 200 с.
13. Золотов Ю.А., Дорохова Б.Н. Фадеева В.И. Основы аналитической химии. М.: Высшая школа, 1996. 383 с.
14. Мищенко К.П., Полторацкий Г.М. Термодинамика и строение водных и неводных растворов электроли- тов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Химия, 1976. 328 с.
15. Бенц Д.П. Добавки соединений лития, калия и нат- рия в цементное тесто // Цемент и его применение. 2011. № 4. С. 82–88.
Е.А. ХУДОВЕКОВА1, инженер (Khudovekova_ea@mail.ru); М.С. ГАРКАВИ2, д-р техн. наук, заместитель главного инженера по науке и инновациям
1 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова (455000, г. Магнитогорск, пр-т Ленина, 38)
2 ЗАО «Урал-Омега» (455037, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр-т Ленина, 89, стр. 7) Образование наносистем в процессе гидратации шлакощелочного вяжущего Рассмотрен процесс образования наносистем при взаимодействии ионов щелочного активизатора с частицами доменного гранулированного шлака в растворе. Проанализировано влияние ионов щелочных металлов K+, Na+ на свойства и структуру водных растворов. Подобраны оптимальные концентрации растворов-активизаторов NaOH, KOH с учетом структурных изменений жидкости затворения. Представлены зависимости прочности шлакощелочного камня от концентрации и вида активизатора. Показано, что активизаторы, содержащие отрицательно гидратирующиеся катионы, позволяют увеличить как скорость набора, так и конечную прочность шлакощелочного камня. Прочность образцов ШЩК, твердевших в нормальных условиях на основе раствора KOH, на 27% выше, чем на основе раствора NaOH. Ключевые слова: доменный гранулированный шлак, наносистема, шлакощелочное вяжущее, активизаторы, механизм гидратации. Список литературы
1. Shi C., Krivenko P.V., Roy D.M. Alkaliactivated cements and concretes. London and New York: Taylor & Francis Publisher. 2006. 376 p.
2. Zhang Z., Provis J., Reid A., Wang H. Geopolymer foam concrete: An emerging material for sustainable construction // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 56, pp. 113–127.
3. Жерновский И.В., Осадчая М.С., Череватова А.В., Строкова В.В. Алюмосиликатное наноструктуриро- ванное вяжущее на основе гранитного сырья // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 38–41.
4. Школьник Я.Ш. Структура и гидратационная актив- ность сульфидсодержащих шлаков. Дисс… докт. техн. наук. Москва. 1999. 276 с.
5. Панфилов М.И., Школьник Я.Ш., Орининский Н.В. Переработка шлаков и безотходная технология в ме- таллургии. М.: Металлургия, 1987. 238 с.
6. Вернигорова В.Н., Саденко Д.С., Ульянов В.В. О механизме щелочного активирования шлаковых цементов // Региональная архитектура и строитель- ство. 2010. № 2. С. 4–8.
7. Сычев М.М. Неорганические клеи. Л.: Химия, 1986. 152 с.
8. Кривенко П.В. Механизм и кинетика процессов структурообразования в низкоосновных щелочных вяжущих системах // Цемент. 1993. № 4–5. C. 27–31.
9. Yuan B., Yu Q.L., Brouwers H.J. Investigation on the activating effect of Na2CO3 and NaOH on slag. Non- Traditional Cement & Concrete V Proceedings of the International Symposium. Brno. 2014, рр. 301–305.
10. Артамонова А.В. Воронин К.М. Шлакощелочные вяжущие на основе доменных шлаков центробежно- ударного измельчения // Цемент и его применение. 2011. № 4. C. 108–113.
11. Бучаченко А.Л. Нанохимия – прямой путь к высо- ким технологиям нового века // Успехи химии. 2003. Т. 75. № 5. С. 419–437.
12. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.П. Мищенко, А.А. Равделя. Л.: Химия, 1974. 200 с.
13. Золотов Ю.А., Дорохова Б.Н. Фадеева В.И. Основы аналитической химии. М.: Высшая школа, 1996. 383 с.
14. Мищенко К.П., Полторацкий Г.М. Термодинамика и строение водных и неводных растворов электроли- тов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Химия, 1976. 328 с.
15. Бенц Д.П. Добавки соединений лития, калия и нат- рия в цементное тесто // Цемент и его применение. 2011. № 4. С. 82–88.
УДК 691.545:539.2
Г.Д. ФЕДОРОВА, канд. техн. наук (fedorovagd@mail.ru), Г.Н. АЛЕКСАНДРОВ, магистрант, С.А. СМАГУЛОВА, канд. физ.-мат. наук Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (677000, г. Якутск, ул. Белинского, 58) Исследование устойчивости водной суспензии оксида графена
Одним из новых приемов регулирования свойств бетонных смесей и бетонов является управление структурообразованием цементного бетона на наноуровне. Для того чтобы раскрыть природу управления структурой цементной матрицы на наноуровне с целью получения композитов нового поколения, необходимо объединить усилия специалистов разных профессий. Именно поэтому, учитывая, что в лаборатории «Графеновые нанотехнологии» СВФУ получен оксид графена, в настоящей работе была поставлена задача установить перспективность проведения исследований по модификации цементной матрицы оксидом графена. В статье показана перспективность применения оксида графена в качестве модификатора цементной матрицы. Приведены результаты измерения размеров нанолистов оксида графена, а также результаты оценки устойчивости водной суспензии оксида графена. Ключевые слова: наномодификатор, высокопрочный бетон, цемент, композиционное вяжущее, матрица, оксид графена. Список литературы
1. Паяккала П. Перспективы строительства и потреб- ления цемента в период до 2025 года в Евросою- зе, США и России // ALITinform. 2014. № 01 (33). С. 6–11.
2. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С. Новые модифицированные бетоны. М.: Парадиз, 2010. 238 с.
3. Калашников В.И., Гуляева Е.В. Влияние вида и до- зировки суперпластификатора на реотехнологиче- ские свойства цементных суспензий, бетонных сме- сей и порошково-активированных бетонов // Цемент и его применение. 2012. № 3–4. С. 66–68.
4. Несветаев Г.В., Давидюк А.Н., Хетагуров Б.А. Самоуплотняющиеся бетоны: некоторые факторы, определяющие текучесть смеси // Строительные ма- териалы. 2009. № 3. С. 54–57.
5. Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. М.: АСВ, 2006. 368 с.
6. Makar J.M., Margeson J.C., Luh J. Carbon nanotube/ cement composites – early results and potential applications // 3 rd International Conference on Construction Materials: Performance, Innovation and Structural Implications. Vancouver B.C. 2005. August 22–24, pp. 1–10.
7. Li G.Y., Wang P.M., Zhao X. Mechanical behavior and microstructure of cement composites incorporating surface-treated multi-walled carbon nanotubes // Carbon. 2005. Vol. 43, pp. 1239–1245.
8. Metaxa Z.S., Konsta-Gdoutos M.S., Shah S.P. Carbon nano reinforced concrete // ACI Special Publications Nanotechnology of Concrete: The Next Big Thing is Small SP. 2009. Vol. 267. No. 2, pp. 11–20.
9. Shah S.P., Konsta-Gdoutos M.S., Metaxa Z.S., Mon- dal P. Nanoscale modification of cementitious mate- rials. Nanotechnology in Construction. 2009. No. 3, pp. 125–130.
10. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Корженко А. и др. Модификация цементных бетонов многослойными углеродными нанотрубками // Строительные мате- риалы. 2011. № 2. С. 47–51.
11. Толчков Ю.Н., Михалева З.А. Ткачев А.Г., По- пов А.И. Модифицирование строительных мате- риалов углеродными нанотрубками: актуальные направления разработки промышленных техно- логий // Нанотехнологии в строительстве: науч- ный интернет-журнал. 2012. № 6. С. 57–66. (www.nanobuild.ru)
12. Федорова Г.Д., Саввина А.Е., Яковлев Г.И. и др. Оценка полифункционального модификатора бето- на ПФМ-НЛК в качестве сурфактанта при дисперга- ции углеродных нанотрубок // Строительные мате- риалы. 2013. № 2. С. 48–51.
13. Fedorova G.D., Mestnikov V.V., Matveeva O.I., Nikolaev E.P. Features of high-strength concrete creation for concreting of monlitthic constructions in the far north conditions // Procedia Engineering. 2013. No. 57, pp. 264–269.
14. Александров Г.Н., Федорова Г.Д. Микроскопическое исследование дисперсии многослойных углеродных нанотрубок // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 25–32.
15. Fakhim Babak, Hassani Abolfazl, Rashidi Alimorad, Ghodousi Parviz. Preparation and mechanical properties of graphene oxide: cement nanocomposites // The Scientific World Journal. Vol. 2014 (2014). Article ID 276323 (http://dx.doi.org/10.1155/2014/276323)
16. Ahmadreza Sedaghat, Manoj K. Ram, A. Zayed, Rajeev Kamal, Natadia Shanahan. Investigation of Physical Properties of Graphene-Cement Composite for Structural Applications // Open Journal of Composite Materials. 2014. No. 4, pp. 12–21 (http://dx.doi.org/10.4236/ ojcm.2014.41002).
17. Graphene oxide reinforced cement. (http://www. monash.edu.au/assets/pdf/industry/graphene-oxide.pdf)
18. Shenghua Lv, Yujuan Ma, Chaochao Qiu, Ting Sun, Jingjing Liu, Qingfang Zhou. Effect of graphene oxide nanosheets of microstructure and mechanical properties of cement composites // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 49, pp. 121–127 (http://dx.doi. org/10.1016/j.conbuildmat.2013.08.022)
19. Dreyer D.R., Park S., Bielawski W., Ruoff R.S. The chemistry of graphene oxide // Chemical society reviews. 2010. Vol. 39, pp. 228–240.
20. Chun-Hua Lu, Huang-Hao Yang, Chun-Ling Zhu, Xi Chen, and Guo-Nan Chen. A graphene platform for sensing biomolecules // Angewandte Chemie. 2009. Vol. 48, pp. 4785–4787. (http://www.physics.purdue. edu/quantum/files/CarbonNano/graphene-platform. pdf)
Г.Д. ФЕДОРОВА, канд. техн. наук (fedorovagd@mail.ru), Г.Н. АЛЕКСАНДРОВ, магистрант, С.А. СМАГУЛОВА, канд. физ.-мат. наук Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (677000, г. Якутск, ул. Белинского, 58) Исследование устойчивости водной суспензии оксида графена
Одним из новых приемов регулирования свойств бетонных смесей и бетонов является управление структурообразованием цементного бетона на наноуровне. Для того чтобы раскрыть природу управления структурой цементной матрицы на наноуровне с целью получения композитов нового поколения, необходимо объединить усилия специалистов разных профессий. Именно поэтому, учитывая, что в лаборатории «Графеновые нанотехнологии» СВФУ получен оксид графена, в настоящей работе была поставлена задача установить перспективность проведения исследований по модификации цементной матрицы оксидом графена. В статье показана перспективность применения оксида графена в качестве модификатора цементной матрицы. Приведены результаты измерения размеров нанолистов оксида графена, а также результаты оценки устойчивости водной суспензии оксида графена. Ключевые слова: наномодификатор, высокопрочный бетон, цемент, композиционное вяжущее, матрица, оксид графена. Список литературы
1. Паяккала П. Перспективы строительства и потреб- ления цемента в период до 2025 года в Евросою- зе, США и России // ALITinform. 2014. № 01 (33). С. 6–11.
2. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С. Новые модифицированные бетоны. М.: Парадиз, 2010. 238 с.
3. Калашников В.И., Гуляева Е.В. Влияние вида и до- зировки суперпластификатора на реотехнологиче- ские свойства цементных суспензий, бетонных сме- сей и порошково-активированных бетонов // Цемент и его применение. 2012. № 3–4. С. 66–68.
4. Несветаев Г.В., Давидюк А.Н., Хетагуров Б.А. Самоуплотняющиеся бетоны: некоторые факторы, определяющие текучесть смеси // Строительные ма- териалы. 2009. № 3. С. 54–57.
5. Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. М.: АСВ, 2006. 368 с.
6. Makar J.M., Margeson J.C., Luh J. Carbon nanotube/ cement composites – early results and potential applications // 3 rd International Conference on Construction Materials: Performance, Innovation and Structural Implications. Vancouver B.C. 2005. August 22–24, pp. 1–10.
7. Li G.Y., Wang P.M., Zhao X. Mechanical behavior and microstructure of cement composites incorporating surface-treated multi-walled carbon nanotubes // Carbon. 2005. Vol. 43, pp. 1239–1245.
8. Metaxa Z.S., Konsta-Gdoutos M.S., Shah S.P. Carbon nano reinforced concrete // ACI Special Publications Nanotechnology of Concrete: The Next Big Thing is Small SP. 2009. Vol. 267. No. 2, pp. 11–20.
9. Shah S.P., Konsta-Gdoutos M.S., Metaxa Z.S., Mon- dal P. Nanoscale modification of cementitious mate- rials. Nanotechnology in Construction. 2009. No. 3, pp. 125–130.
10. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Корженко А. и др. Модификация цементных бетонов многослойными углеродными нанотрубками // Строительные мате- риалы. 2011. № 2. С. 47–51.
11. Толчков Ю.Н., Михалева З.А. Ткачев А.Г., По- пов А.И. Модифицирование строительных мате- риалов углеродными нанотрубками: актуальные направления разработки промышленных техно- логий // Нанотехнологии в строительстве: науч- ный интернет-журнал. 2012. № 6. С. 57–66. (www.nanobuild.ru)
12. Федорова Г.Д., Саввина А.Е., Яковлев Г.И. и др. Оценка полифункционального модификатора бето- на ПФМ-НЛК в качестве сурфактанта при дисперга- ции углеродных нанотрубок // Строительные мате- риалы. 2013. № 2. С. 48–51.
13. Fedorova G.D., Mestnikov V.V., Matveeva O.I., Nikolaev E.P. Features of high-strength concrete creation for concreting of monlitthic constructions in the far north conditions // Procedia Engineering. 2013. No. 57, pp. 264–269.
14. Александров Г.Н., Федорова Г.Д. Микроскопическое исследование дисперсии многослойных углеродных нанотрубок // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 25–32.
15. Fakhim Babak, Hassani Abolfazl, Rashidi Alimorad, Ghodousi Parviz. Preparation and mechanical properties of graphene oxide: cement nanocomposites // The Scientific World Journal. Vol. 2014 (2014). Article ID 276323 (http://dx.doi.org/10.1155/2014/276323)
16. Ahmadreza Sedaghat, Manoj K. Ram, A. Zayed, Rajeev Kamal, Natadia Shanahan. Investigation of Physical Properties of Graphene-Cement Composite for Structural Applications // Open Journal of Composite Materials. 2014. No. 4, pp. 12–21 (http://dx.doi.org/10.4236/ ojcm.2014.41002).
17. Graphene oxide reinforced cement. (http://www. monash.edu.au/assets/pdf/industry/graphene-oxide.pdf)
18. Shenghua Lv, Yujuan Ma, Chaochao Qiu, Ting Sun, Jingjing Liu, Qingfang Zhou. Effect of graphene oxide nanosheets of microstructure and mechanical properties of cement composites // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 49, pp. 121–127 (http://dx.doi. org/10.1016/j.conbuildmat.2013.08.022)
19. Dreyer D.R., Park S., Bielawski W., Ruoff R.S. The chemistry of graphene oxide // Chemical society reviews. 2010. Vol. 39, pp. 228–240.
20. Chun-Hua Lu, Huang-Hao Yang, Chun-Ling Zhu, Xi Chen, and Guo-Nan Chen. A graphene platform for sensing biomolecules // Angewandte Chemie. 2009. Vol. 48, pp. 4785–4787. (http://www.physics.purdue. edu/quantum/files/CarbonNano/graphene-platform. pdf)
УДК 624:6-022.532
В.Г. ХОЗИН, д-р техн. наук (hozin@ksaba.ru), Л.А. АБДРАХМАНОВА, д-р техн. наук (laa@kgasu.ru), Р.К. НИЗАМОВ, д-р техн. наук (Nizamov@kgasu.ru) Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1) Общая концентрационная закономерность эффектов наномодифицирования строительных материалов* Приведены результаты экспериментальных исследований наномодификации различных видов строительных материалов: полимерных (ПВХ, эпоксиды), керамики, портландцемента, битум-полимерных вяжущих промышленными нанопродуктами-концентратами и премиксами, содержащими углеродные нанотрубки, металлоуглеродные композиты, кремнезоли. Установлена четко выраженная («острая») экстремальная зависимость технологических и эксплуатационно-технических свойств от концентрации нанодобавок, носящая общий характер: максимальные значения показателей материалов достигаются при 0,001–0,01 мас. %. Ключевые слова: нанотехнологии, наномодификаторы, ПВХ, керамика, эпоксидные полимеры, битумно-полимерные вяжущие, УНТ, кремнезоли. Список литературы
1. Королев Е.В. Нанотехнология в строительном мате риаловедении. Анализ состояния и достижений. Пути развития // Строительные материалы. 2014. № 11. С. 47–49.
2. Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров. М.: Химия, 1976. 416 с.
3. Аскадский А.А., Матвеев Ю.Н. Химическое строе ние и физические свойства полимеров. М.: Химия, 1983. 248 с.
4. Баженов Ю.М., Королев Е.В. Оценка технико экономической эффективности нанотехнологий в строительном материаловедении // Строительные материалы. 2009. № 6. С. 66–67.
5. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нано технологии. М.: Физматлит, 2005. 416 с.
6. Хозин В.Г. Усиление эпоксидных полимеров. Казань: ПИК «Дом печати», 2004. 446 с.
7. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехно- логии цементного композита // Строительные ма- териалы. 2006. № 9. С. 14–15.
8. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Корженко А.А., Бурьянов А.Ф., Пудов И.А. Модификация цементных бетонов многослойными углеродными нанотрубками // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 47–51.
9. Хозин В.Г., Низамов Р.К. Полимерные нанокомпо зиты строительного назначения // Строительные материалы. 2009. № 8. С. 32–35.
10. Михайлов Ю.А. Полимерные нанокомпозиционные ма териалы // Полимерные материалы. 2009. № 7. С. 10–13.
11. Ашрапов А.Х., Абдрахманова Л. А., Низамов Р.К., Хозин В.Г. Исследование поливинилхлоридных композиций с углеродными нанотрубками // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет журнал. 2011. № 3. 12. (http://www.nanobuild.ru).
12. Бурнашев А.И., Ашрапов А.Х., Абдрахманова Л.А., Низамов Р.К. Применение в рецептуре древесно- полимерного композита наномодифицированного поливинилхлорида // Известия КГАСУ. 2013. № 2 (24). С. 226–232.
13. Хозин В.Г., Старовойтова И.А., Майсурадзе Н.В., Зыкова Е.С., Халикова Р.А., Корженко А.А., Тринее ва В.В., Яковлев Г.И. Наномодифицирование поли мерных связующих для конструкционных компози тов // Строительные материалы. 2013. № 2. С. 4–10.
14. Богданов А.Н., Абдрахманова Л.А., Хозин В.Г. Модификация глинистых масс пластифицирующи ми добавками. Наукоемкие технологии и инновации (XXI научные чтения): Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2014. С. 46–49.
15. Аюпов Д.А., Мурафа А.В., Макаров Д.Б., Харито нов В.А., Хакимуллин Ю.Н. Битум-полимерные вяжущие строительного назначения // Полимеры в строительстве: научный интернет-журнал. 2014. № 2. С. 27–35. (http://polymer.kgasu.ru).
В.Г. ХОЗИН, д-р техн. наук (hozin@ksaba.ru), Л.А. АБДРАХМАНОВА, д-р техн. наук (laa@kgasu.ru), Р.К. НИЗАМОВ, д-р техн. наук (Nizamov@kgasu.ru) Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1) Общая концентрационная закономерность эффектов наномодифицирования строительных материалов* Приведены результаты экспериментальных исследований наномодификации различных видов строительных материалов: полимерных (ПВХ, эпоксиды), керамики, портландцемента, битум-полимерных вяжущих промышленными нанопродуктами-концентратами и премиксами, содержащими углеродные нанотрубки, металлоуглеродные композиты, кремнезоли. Установлена четко выраженная («острая») экстремальная зависимость технологических и эксплуатационно-технических свойств от концентрации нанодобавок, носящая общий характер: максимальные значения показателей материалов достигаются при 0,001–0,01 мас. %. Ключевые слова: нанотехнологии, наномодификаторы, ПВХ, керамика, эпоксидные полимеры, битумно-полимерные вяжущие, УНТ, кремнезоли. Список литературы
1. Королев Е.В. Нанотехнология в строительном мате риаловедении. Анализ состояния и достижений. Пути развития // Строительные материалы. 2014. № 11. С. 47–49.
2. Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров. М.: Химия, 1976. 416 с.
3. Аскадский А.А., Матвеев Ю.Н. Химическое строе ние и физические свойства полимеров. М.: Химия, 1983. 248 с.
4. Баженов Ю.М., Королев Е.В. Оценка технико экономической эффективности нанотехнологий в строительном материаловедении // Строительные материалы. 2009. № 6. С. 66–67.
5. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нано технологии. М.: Физматлит, 2005. 416 с.
6. Хозин В.Г. Усиление эпоксидных полимеров. Казань: ПИК «Дом печати», 2004. 446 с.
7. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехно- логии цементного композита // Строительные ма- териалы. 2006. № 9. С. 14–15.
8. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Корженко А.А., Бурьянов А.Ф., Пудов И.А. Модификация цементных бетонов многослойными углеродными нанотрубками // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 47–51.
9. Хозин В.Г., Низамов Р.К. Полимерные нанокомпо зиты строительного назначения // Строительные материалы. 2009. № 8. С. 32–35.
10. Михайлов Ю.А. Полимерные нанокомпозиционные ма териалы // Полимерные материалы. 2009. № 7. С. 10–13.
11. Ашрапов А.Х., Абдрахманова Л. А., Низамов Р.К., Хозин В.Г. Исследование поливинилхлоридных композиций с углеродными нанотрубками // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет журнал. 2011. № 3. 12. (http://www.nanobuild.ru).
12. Бурнашев А.И., Ашрапов А.Х., Абдрахманова Л.А., Низамов Р.К. Применение в рецептуре древесно- полимерного композита наномодифицированного поливинилхлорида // Известия КГАСУ. 2013. № 2 (24). С. 226–232.
13. Хозин В.Г., Старовойтова И.А., Майсурадзе Н.В., Зыкова Е.С., Халикова Р.А., Корженко А.А., Тринее ва В.В., Яковлев Г.И. Наномодифицирование поли мерных связующих для конструкционных компози тов // Строительные материалы. 2013. № 2. С. 4–10.
14. Богданов А.Н., Абдрахманова Л.А., Хозин В.Г. Модификация глинистых масс пластифицирующи ми добавками. Наукоемкие технологии и инновации (XXI научные чтения): Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2014. С. 46–49.
15. Аюпов Д.А., Мурафа А.В., Макаров Д.Б., Харито нов В.А., Хакимуллин Ю.Н. Битум-полимерные вяжущие строительного назначения // Полимеры в строительстве: научный интернет-журнал. 2014. № 2. С. 27–35. (http://polymer.kgasu.ru).
УДК 691.328.43:6–022.532
К.А. САРАЙКИНА1, магистр техники и технологии по направлению «Строительство» (Ksenya_s2004@mail.ru), В.А. ГОЛУБЕВ1, канд. техн. наук; Г.И. ЯКОВЛЕВ2, д-р техн. наук (jakowlew@udm.net); С.А. СЕНЬКОВ1, канд. техн. наук (ssa@cems.pstu.ru); А.И. ПОЛИТАЕВА2, магистрант 2-го курса
1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29)
2 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426069, Удмуртская Республика, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7) Наноструктурирование цементного камня при дисперсном армировании базальтовым волокном
В современном строительстве наиболее широкое распространение получил цементный бетон. Однако данный композит характеризуется рядом негативных параметров, среди которых низкие предельные деформации при растяжении. Для увеличения их показателей, а также для повышения стойкости к истиранию, скалыванию и ударным воздействиям возможно применение различных технологических приемов, среди которых наиболее перспективным методом можно считать дисперсное армирование цементной матрицы базальтовыми волокнами. Для повышения стойкости базальтового волокна в сильнощелочной среде выдвинута гипотеза о целесообразности введения в смесь дисперсии модифицированных углеродных нанотрубок (МУНТ). Представлены результаты микроскопического анализа структуры цементно-песчаного раствора при совместном введении базальтовых волокон и дисперсии МУНТ, которые показывают, что, несмотря на недостаточную однородность дисперсии МУНТ, в зоне контакта цементного камня, базальтового волокна и нанотрубок кристаллизуются плотные новообразования, улучшается сцепление цементного камня с базальтовым волокном, уменьшаются усадочные трещины. Ключевые слова: дисперсное армирование, базальтовые волокна, углеродные нанотрубки, модификация, усадочные деформации. Список литературы
1. Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проекти рования, технология, конструкции: Монография. М.: АСВ, 2004. 560 с.
2. Алексеева Л.Л. Инновационные технологии и материалы в строительной индустрии. Ангарск: АГТА, 2010. 104 с. м
3. Калугин И.Г. Дисперсное армирование ячеистых бетонов базальтовым волокном // Ползуновский аль манах. 2009. № 3. Том 2. С. 37–39. м
4. Bin Wei, Hailin Cao, Shenhua Song Tensile behavior contrast of basalt and glass fibers after chemical treatment // Materials and Design. 2010. No. 31, pp. 4244–4250.
5. Гутников С.И. Влияние оксида алюминия на основ- ные свойства базальтовых стекол и волокон на их основе. Дис… канд. техн. наук. Москва. 2009. 127 с.
6. Баталин Б.С., Сарайкина К.А. Исследование про цесса взаимодействия стекловолокна с цементным камнем // Стекло и керамика. 2014. № 8. С. 37–40.
7. Сарайкина К.А., Голубев В.А., Семкова Е.Н. Щело честойкость базальтового волокна и способы ее по вышения // Вестник ПНИПУ. Строительство и ар хитектура. 2012. № 1. С. 185–192.
8. Кнотько А.В., Меледин А.А., Гаршев А.В., Путля ев В.И. Модификация поверхностного слоя базаль- тового волокна для увеличения коррозионной стой- кости в фиброцементных композитах // Строи тельные материалы. 2010. № 9. С. 89–93.
9. Кнотько А.В., Меледин А.А., Гаршев А.В., Путля ев В.И. Процессы при ионообменной обработке по- верхности базальтового стекловолокна // Строи тельные материалы. 2011. № 9. С. 75–77.
10. Физико-механические основы композиции неорга ническое вяжущее – стекловолокно / Под ред. Па щенко А.А. Киев: Высшая школа, 1979. 224 с.
11. Сарайкина К.А., Голубев В.А., Яковлев Г.И. Струк турирование цементного камня по поверхности арми- рующих базальтовых волокон // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. № 2 (24). С. 203–207.
12. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Керен Я., Мачюлай- тис Р., Пудов И.А., Полянских И.С., Сенков С.А., Политаева А.И., Гордина А.Ф., Шайбадуллина А.В. Наноструктурирование композитов в строительных материалах: Монография / Под. ред. Яковлева Г.И. Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2014. 196 с.
К.А. САРАЙКИНА1, магистр техники и технологии по направлению «Строительство» (Ksenya_s2004@mail.ru), В.А. ГОЛУБЕВ1, канд. техн. наук; Г.И. ЯКОВЛЕВ2, д-р техн. наук (jakowlew@udm.net); С.А. СЕНЬКОВ1, канд. техн. наук (ssa@cems.pstu.ru); А.И. ПОЛИТАЕВА2, магистрант 2-го курса
1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29)
2 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426069, Удмуртская Республика, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7) Наноструктурирование цементного камня при дисперсном армировании базальтовым волокном
В современном строительстве наиболее широкое распространение получил цементный бетон. Однако данный композит характеризуется рядом негативных параметров, среди которых низкие предельные деформации при растяжении. Для увеличения их показателей, а также для повышения стойкости к истиранию, скалыванию и ударным воздействиям возможно применение различных технологических приемов, среди которых наиболее перспективным методом можно считать дисперсное армирование цементной матрицы базальтовыми волокнами. Для повышения стойкости базальтового волокна в сильнощелочной среде выдвинута гипотеза о целесообразности введения в смесь дисперсии модифицированных углеродных нанотрубок (МУНТ). Представлены результаты микроскопического анализа структуры цементно-песчаного раствора при совместном введении базальтовых волокон и дисперсии МУНТ, которые показывают, что, несмотря на недостаточную однородность дисперсии МУНТ, в зоне контакта цементного камня, базальтового волокна и нанотрубок кристаллизуются плотные новообразования, улучшается сцепление цементного камня с базальтовым волокном, уменьшаются усадочные трещины. Ключевые слова: дисперсное армирование, базальтовые волокна, углеродные нанотрубки, модификация, усадочные деформации. Список литературы
1. Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проекти рования, технология, конструкции: Монография. М.: АСВ, 2004. 560 с.
2. Алексеева Л.Л. Инновационные технологии и материалы в строительной индустрии. Ангарск: АГТА, 2010. 104 с. м
3. Калугин И.Г. Дисперсное армирование ячеистых бетонов базальтовым волокном // Ползуновский аль манах. 2009. № 3. Том 2. С. 37–39. м
4. Bin Wei, Hailin Cao, Shenhua Song Tensile behavior contrast of basalt and glass fibers after chemical treatment // Materials and Design. 2010. No. 31, pp. 4244–4250.
5. Гутников С.И. Влияние оксида алюминия на основ- ные свойства базальтовых стекол и волокон на их основе. Дис… канд. техн. наук. Москва. 2009. 127 с.
6. Баталин Б.С., Сарайкина К.А. Исследование про цесса взаимодействия стекловолокна с цементным камнем // Стекло и керамика. 2014. № 8. С. 37–40.
7. Сарайкина К.А., Голубев В.А., Семкова Е.Н. Щело честойкость базальтового волокна и способы ее по вышения // Вестник ПНИПУ. Строительство и ар хитектура. 2012. № 1. С. 185–192.
8. Кнотько А.В., Меледин А.А., Гаршев А.В., Путля ев В.И. Модификация поверхностного слоя базаль- тового волокна для увеличения коррозионной стой- кости в фиброцементных композитах // Строи тельные материалы. 2010. № 9. С. 89–93.
9. Кнотько А.В., Меледин А.А., Гаршев А.В., Путля ев В.И. Процессы при ионообменной обработке по- верхности базальтового стекловолокна // Строи тельные материалы. 2011. № 9. С. 75–77.
10. Физико-механические основы композиции неорга ническое вяжущее – стекловолокно / Под ред. Па щенко А.А. Киев: Высшая школа, 1979. 224 с.
11. Сарайкина К.А., Голубев В.А., Яковлев Г.И. Струк турирование цементного камня по поверхности арми- рующих базальтовых волокон // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. № 2 (24). С. 203–207.
12. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Керен Я., Мачюлай- тис Р., Пудов И.А., Полянских И.С., Сенков С.А., Политаева А.И., Гордина А.Ф., Шайбадуллина А.В. Наноструктурирование композитов в строительных материалах: Монография / Под. ред. Яковлева Г.И. Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2014. 196 с.
В конце декабря 2014 г. председатель Правительства РФ Д.А. Медведев подписал Распоряжение №2765-р «О Концепции Федеральной целевой программы развития образования на 2016–2020 годы». Концепция определяет в качестве цели Программы обеспечение условий эффективного развития российского образования, форми рование конкурентоспособного человеческого потенциала и повы шение конкурентоспособности российского образования на всех уровнях, в том числе международном.
УДК 691.535:539.2
Е.А. КАРПОВА1, магистрант, АЛИ ЭЛСАЕД МОХАМЕД1, инженер; Г. СКРИПКЮНАС2, профессор; Я. КЕРЕНЕ2, д-р техн. наук, А. КИЧАЙТЕ2, доктор-инженер; Г.И. ЯКОВЛЕВ1, д-р техн. наук (jakowlew@udm.net); М. МАЦИЯУСКАС2, аспирант; И.А. ПУДОВ1, канд. техн. наук, Э.В. АЛИЕВ1, канд. техн. наук; С.А. СЕНЬКОВ3, канд. техн. наук
1 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 Вильнюсский технический университет им. Гедиминаса (Саулетякио aлл., 11, Вильнюс LT–10223, Литва)
3 Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29) Модификация цементного бетона комплексными добавками на основе эфиров поликарбоксилата, углеродных нанотрубок и микрокремнезема
Применение комплексных модификаторов на основе поликарбоксилатных пластификаторов и углеродных наноструктур приобретает все большую популярность в современном материаловедении. В работе представлено влияние комплексных добавок на реологические характеристики цементного теста и физико-механические характеристики тяжелого бетона. Установлено, что модификатор DC-5 на основе поликарбоксилата обладает существенным пластифицирующим эффектом – снижением вязкости цементного теста на 48%. Применение этой добавки интенсифицирует гидратацию портландцемента, уплотнение структуры цементной матрицы в бетоне, способствуя тем самым повышению прочности цементного бетона. Наличие многослойных углеродных нанотрубок в составе добавки DC-5 способствует лучшему уплотнению структуры цементного бетона, однако недостаточное диспергирование нанотрубок в среде карбоксилата и неоднородность их распределения в составе цементной матрицы снижают их эффективность. Ключевые слова: бетон, цементное тесто, комплексный модификатор, углеродные наноструктуры, реологические свойства. Список литературы
1. Ласман И.А., Васюнина С.В., Дунин А.В. Эффективность применения пластифицирующих добавок при производстве бетонных смесей и бето нов // Технологии бетонов. 2012. № 1–2. С. 16–17.
2. Dauk ys M., Skipki unas G., Ivanauskas E. Microsilica and plasticizing admixtures influence on cement slurry dilatancy // Materials Science (Med iagotyra). 2008. Vol. 14. No. 2, pp. 143–150.
3. Dauk ys M., Skipki unas G., Janavi ius E. Complex influence of plasticizing admixtures and sodium silicate solution on rheological properties of portland cement paste // Materials Science (Med iagotyra). 2009. Vol. 15. No. 4, pp. 349–355.
4. Смирнова О.М. Зависимость прочности бетона с до бавками на поликарбоксилатной основе от свойства портландцемента после низкотемпературной тепло влажностной обработки // Известия вузов. Строительство. 2012. № 9. С. 20–27.
5. Жданов Р.В., Манукян А.В. Влияние пластифициру ющей добавки на реологические свойства цемент ной системы // Молодежь и наука: Сборник материа лов VIII Всероссийской научно-технической конферен ции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвя щенной 155-летию со дня рождения К.Э. Циолковского [Электронный ресурс]. Красноярск, 2012. (http:// conf.sfu-kras.ru/sites/mn2012/section35.html, дата об ращения 28.01.2015).
6. Богданов Р.Р., Ибрагимов Р.А., Изотов В.С. Иссле дование влияния супер- и гиперпластификаторов на основные свойства цементного теста // Известия КГАСУ. 2013. № 2 (24). С. 221–225.
7. Пухаренко Ю.В., Староверов В.Д. Роль комплекс ных добавок в получении долговечных цементных композитов // Научный электронный архив (http:// econf.rae.ru/article/6987 дата обращения 10.01.2015).
8. Низина Т.А., Кочетков С.Н., Пономарев А.Н., Козеев А.А. Влияние наномодифицированных по ликарбоксилатных пластификаторов на прочност ные и реологические характеристики цементных композитов // Сборник тезисов V ежегодной конфе ренции Нанотехнологического общества России. Москва. 2013. С. 145–148.
9. Киски С.С., Агеев И.В., Пономарев А.Н., Козе ев А.А., Юдович М.Е.. Исследование возможности модификации карбоксилатных пластификаторов в составе модифицированных мелкозернистых бетон ных смесей // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 8 (34). С. 42–46.
10. Леденев В.В., Ярцев В.П., Струлев С.А., Одноль ко В.Г. Влияние наномодификации на прочность и подвижность цементных бетонов и разработка пено нанобетона // Вопросы современной науки и практи ки. 2012. № 37 (1). С. 24–29.
11. WO 2014/080144A1. Procede de preparation d'un melange maitre a base de nanocharges carbonees et de superplastifiant, et son utilisation dans des systemes inorganiques durcissables / Korzhenko A., Nincendeau Ch., Lushnikova A., Yakovlev G.I., Pervushin G.N. Declared 25.11.2013. Published 30.05.2014.
Е.А. КАРПОВА1, магистрант, АЛИ ЭЛСАЕД МОХАМЕД1, инженер; Г. СКРИПКЮНАС2, профессор; Я. КЕРЕНЕ2, д-р техн. наук, А. КИЧАЙТЕ2, доктор-инженер; Г.И. ЯКОВЛЕВ1, д-р техн. наук (jakowlew@udm.net); М. МАЦИЯУСКАС2, аспирант; И.А. ПУДОВ1, канд. техн. наук, Э.В. АЛИЕВ1, канд. техн. наук; С.А. СЕНЬКОВ3, канд. техн. наук
1 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 Вильнюсский технический университет им. Гедиминаса (Саулетякио aлл., 11, Вильнюс LT–10223, Литва)
3 Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29) Модификация цементного бетона комплексными добавками на основе эфиров поликарбоксилата, углеродных нанотрубок и микрокремнезема
Применение комплексных модификаторов на основе поликарбоксилатных пластификаторов и углеродных наноструктур приобретает все большую популярность в современном материаловедении. В работе представлено влияние комплексных добавок на реологические характеристики цементного теста и физико-механические характеристики тяжелого бетона. Установлено, что модификатор DC-5 на основе поликарбоксилата обладает существенным пластифицирующим эффектом – снижением вязкости цементного теста на 48%. Применение этой добавки интенсифицирует гидратацию портландцемента, уплотнение структуры цементной матрицы в бетоне, способствуя тем самым повышению прочности цементного бетона. Наличие многослойных углеродных нанотрубок в составе добавки DC-5 способствует лучшему уплотнению структуры цементного бетона, однако недостаточное диспергирование нанотрубок в среде карбоксилата и неоднородность их распределения в составе цементной матрицы снижают их эффективность. Ключевые слова: бетон, цементное тесто, комплексный модификатор, углеродные наноструктуры, реологические свойства. Список литературы
1. Ласман И.А., Васюнина С.В., Дунин А.В. Эффективность применения пластифицирующих добавок при производстве бетонных смесей и бето нов // Технологии бетонов. 2012. № 1–2. С. 16–17.
2. Dauk ys M., Skipki unas G., Ivanauskas E. Microsilica and plasticizing admixtures influence on cement slurry dilatancy // Materials Science (Med iagotyra). 2008. Vol. 14. No. 2, pp. 143–150.
3. Dauk ys M., Skipki unas G., Janavi ius E. Complex influence of plasticizing admixtures and sodium silicate solution on rheological properties of portland cement paste // Materials Science (Med iagotyra). 2009. Vol. 15. No. 4, pp. 349–355.
4. Смирнова О.М. Зависимость прочности бетона с до бавками на поликарбоксилатной основе от свойства портландцемента после низкотемпературной тепло влажностной обработки // Известия вузов. Строительство. 2012. № 9. С. 20–27.
5. Жданов Р.В., Манукян А.В. Влияние пластифициру ющей добавки на реологические свойства цемент ной системы // Молодежь и наука: Сборник материа лов VIII Всероссийской научно-технической конферен ции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвя щенной 155-летию со дня рождения К.Э. Циолковского [Электронный ресурс]. Красноярск, 2012. (http:// conf.sfu-kras.ru/sites/mn2012/section35.html, дата об ращения 28.01.2015).
6. Богданов Р.Р., Ибрагимов Р.А., Изотов В.С. Иссле дование влияния супер- и гиперпластификаторов на основные свойства цементного теста // Известия КГАСУ. 2013. № 2 (24). С. 221–225.
7. Пухаренко Ю.В., Староверов В.Д. Роль комплекс ных добавок в получении долговечных цементных композитов // Научный электронный архив (http:// econf.rae.ru/article/6987 дата обращения 10.01.2015).
8. Низина Т.А., Кочетков С.Н., Пономарев А.Н., Козеев А.А. Влияние наномодифицированных по ликарбоксилатных пластификаторов на прочност ные и реологические характеристики цементных композитов // Сборник тезисов V ежегодной конфе ренции Нанотехнологического общества России. Москва. 2013. С. 145–148.
9. Киски С.С., Агеев И.В., Пономарев А.Н., Козе ев А.А., Юдович М.Е.. Исследование возможности модификации карбоксилатных пластификаторов в составе модифицированных мелкозернистых бетон ных смесей // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 8 (34). С. 42–46.
10. Леденев В.В., Ярцев В.П., Струлев С.А., Одноль ко В.Г. Влияние наномодификации на прочность и подвижность цементных бетонов и разработка пено нанобетона // Вопросы современной науки и практи ки. 2012. № 37 (1). С. 24–29.
11. WO 2014/080144A1. Procede de preparation d'un melange maitre a base de nanocharges carbonees et de superplastifiant, et son utilisation dans des systemes inorganiques durcissables / Korzhenko A., Nincendeau Ch., Lushnikova A., Yakovlev G.I., Pervushin G.N. Declared 25.11.2013. Published 30.05.2014.
УДК 692.232:6–022.532
А.И. ПОЛИТАЕВА1, бакалавр (politaevaalyona@mail.ru); Н.И. ЕЛИСЕЕВА2, инженер (eliseeva.ni@yandex.ru); Г.И. ЯКОВЛЕВ1, д-р техн. наук (gyakov@istu.ru), Г.Н. ПЕРВУШИН1, д-р техн. наук; ИРЖИ ГАВРАНЕК3, канд. техн. наук; О.Ю. МИХАЙЛОВА1, магистр
1 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 ООО «Комплект» (426033, г. Ижевск, ул. 50 лет Пионерии, 20)
3 STACHEMA CZ s.r.o. (Hasi ská 1, 280 02, Kolín-Zibohlavy, Чешская Республика) Роль микрокремнезема в структурообразовании цементной матрицы и формировании высолов в вибропрессованных изделиях
Исследованы причины и механизм высолообразования на поверхности вибропрессованных изделий. Установлено, что основной причиной образования высолов на поверхности вибропрессованных изделий является несвязанный гидроксид кальция в составе цементного бетона. С целью снижения образования высолов в состав цементной матрицы вводился диспергированный микрокремнезем в количестве до 8% от массы портландцемента. Показано, что микрокремнезем уплотняет структуру вибропрессованных изделий за счет связывания свободного гидроксида кальция с образованием дополнительного объема гидросиликатов кальция, предотвращая таким образом высолообразование на поверхности формуемых изделий. Ключевые слова: высолы, микрокремнезем, гидроксид кальция, микроструктура, гидросиликаты кальция. Список литературы
1. M. Peck, D. Bosold, Т. Richter. Ausbluhungen. Zement- Merkblatt Betontechnik. 2013. Vol. 27. (http://www.vdzonline. de/fileadmin/gruppen/vdz/3LiteraturRecherche/ Zementmerkblaetter/B27.pdf date of access 26.08.2014).
2. Фрессель Ф. Ремонт влажных и поврежденных соля- ми строительных сооружений. М.: Пэйнт-Медиа, 2006. 320 с.
3. Yakovlev G., Gailyus A. Salt corrosion of ceramic brick. Glass and Ceramics. 2005. Vol. 62 (9–10), pp. 321–323.
4. Инчик В.В. Солевая коррозия кирпичной кладки // Строительные материалы. 2001. № 8. С. 35–37.
5. Bolte G., Dienemann W. Efflorescence on concrete products – causes and strateqies for avoidance. ZKG International. 2004. Vol. 57 (9), pp. 78–86.
6. Singh L.P., Bhattacharyya S.K., Shah S.P., Mishra G., Ahalawat S., Sharma U.. Studies on early stage hydration of tricalcium silicate incorporating silica nanoparticles: Part I. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 74, pp. 278–286.
7. Quercia G., Lazaro A., Geus J.W., Brouwers H.J.H. Characterization of morphology and texture of several amorphous nano-silica particles used in concrete. Cement & Concrete Composites. 2013. Vol. 44, pp. 77–92.
8. Pengkun Hou, Jueshi Qian, Xin Cheng, Surendra P. Shah. Effects of the pozzolanic reactivity of nano SiO2 on cement-based materials. Cement & Concrete Composites. 2015. Vol. 55, pp. 250–258.
9. Hou P., Cheng X., Qian J., Zhang R., Cao W., Shah S.P. Characteristics of surface-treatment of nano-SiO2 on the transport properties of hardened cement pastes with different water-to-cement ratios. Cement & Concrete Composites. 2015. Vol. 55, pp. 26–337.
10. Singh L.P., Karade S.R., Bhattacharyya S.K., Yousuf M.M., Ahalawat S. Beneficial role of nanosilica in cement based materials. Construction and Building Materials. Vol. 47, pp. 1069–1077.
11. Grangeon S., Claret F., Lerouge C., Warmont F., Sato T., Anraku S., Numako C., Linard Y., Lanson B. On the nature of structural disorder in calcium silicate hydrates with a calcium/silicon ratio similar to tobermorite. Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 52, pp. 31–37.
12. Merlin A. Etzold, Peter J. McDonald, Alexander F. Routh. Growth of sheets in 3D confinements – a model for the C–S–H meso structure. Cement and Concrete Research. 2014. Vol. 63, pp. 137–142.
13. Papatzani S., Paine K., Calabria-Holley J. A comprehensive review of the models on the nanostructure of calcium silicate hydrates. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 74, pp. 219–234.
14. Laukaitis А., Kerien .e J., Kligys M., Mikulskis D., Lek-unait e L. Influence of Amorphous Nanodispersive SiO2 additive on structure formation and properties of autoclaved aerated concrete. Materials Science (Med iagotyra). 2010. Vol. 16 (3), pp. 257–263.
15. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Керене Я., Мачулай- тис Р., Пудов И.А., Полянских И.С., Сеньков С.А., Политаева А.И., Гордина А.Ф., Шайбадуллина А.В. Наноструктурирование композитов в строитель- ном материаловедении: Монография /Под общей редакцией Г.И. Яковлева. Ижевск: ИжГТУ, 2014. 196 с..
16. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Керене Я., Полян- ских И.С., Пудов И.А., Хазеев Д.Р., Сеньков С.А. Комплексная добавка на основе углеродных нано- трубок и микрокремнезема для модификации газо- силиката автоклавного твердения // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 3–7.
17. Горшков В.С., Савельев В.Г., Абакумов А.В. Вяжу- щие, керамика и стеклокристаллические материа- лы: структура и свойства: Справочное пособие. М.: Стройиздат, 1994. 584 с.
А.И. ПОЛИТАЕВА1, бакалавр (politaevaalyona@mail.ru); Н.И. ЕЛИСЕЕВА2, инженер (eliseeva.ni@yandex.ru); Г.И. ЯКОВЛЕВ1, д-р техн. наук (gyakov@istu.ru), Г.Н. ПЕРВУШИН1, д-р техн. наук; ИРЖИ ГАВРАНЕК3, канд. техн. наук; О.Ю. МИХАЙЛОВА1, магистр
1 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 ООО «Комплект» (426033, г. Ижевск, ул. 50 лет Пионерии, 20)
3 STACHEMA CZ s.r.o. (Hasi ská 1, 280 02, Kolín-Zibohlavy, Чешская Республика) Роль микрокремнезема в структурообразовании цементной матрицы и формировании высолов в вибропрессованных изделиях
Исследованы причины и механизм высолообразования на поверхности вибропрессованных изделий. Установлено, что основной причиной образования высолов на поверхности вибропрессованных изделий является несвязанный гидроксид кальция в составе цементного бетона. С целью снижения образования высолов в состав цементной матрицы вводился диспергированный микрокремнезем в количестве до 8% от массы портландцемента. Показано, что микрокремнезем уплотняет структуру вибропрессованных изделий за счет связывания свободного гидроксида кальция с образованием дополнительного объема гидросиликатов кальция, предотвращая таким образом высолообразование на поверхности формуемых изделий. Ключевые слова: высолы, микрокремнезем, гидроксид кальция, микроструктура, гидросиликаты кальция. Список литературы
1. M. Peck, D. Bosold, Т. Richter. Ausbluhungen. Zement- Merkblatt Betontechnik. 2013. Vol. 27. (http://www.vdzonline. de/fileadmin/gruppen/vdz/3LiteraturRecherche/ Zementmerkblaetter/B27.pdf date of access 26.08.2014).
2. Фрессель Ф. Ремонт влажных и поврежденных соля- ми строительных сооружений. М.: Пэйнт-Медиа, 2006. 320 с.
3. Yakovlev G., Gailyus A. Salt corrosion of ceramic brick. Glass and Ceramics. 2005. Vol. 62 (9–10), pp. 321–323.
4. Инчик В.В. Солевая коррозия кирпичной кладки // Строительные материалы. 2001. № 8. С. 35–37.
5. Bolte G., Dienemann W. Efflorescence on concrete products – causes and strateqies for avoidance. ZKG International. 2004. Vol. 57 (9), pp. 78–86.
6. Singh L.P., Bhattacharyya S.K., Shah S.P., Mishra G., Ahalawat S., Sharma U.. Studies on early stage hydration of tricalcium silicate incorporating silica nanoparticles: Part I. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 74, pp. 278–286.
7. Quercia G., Lazaro A., Geus J.W., Brouwers H.J.H. Characterization of morphology and texture of several amorphous nano-silica particles used in concrete. Cement & Concrete Composites. 2013. Vol. 44, pp. 77–92.
8. Pengkun Hou, Jueshi Qian, Xin Cheng, Surendra P. Shah. Effects of the pozzolanic reactivity of nano SiO2 on cement-based materials. Cement & Concrete Composites. 2015. Vol. 55, pp. 250–258.
9. Hou P., Cheng X., Qian J., Zhang R., Cao W., Shah S.P. Characteristics of surface-treatment of nano-SiO2 on the transport properties of hardened cement pastes with different water-to-cement ratios. Cement & Concrete Composites. 2015. Vol. 55, pp. 26–337.
10. Singh L.P., Karade S.R., Bhattacharyya S.K., Yousuf M.M., Ahalawat S. Beneficial role of nanosilica in cement based materials. Construction and Building Materials. Vol. 47, pp. 1069–1077.
11. Grangeon S., Claret F., Lerouge C., Warmont F., Sato T., Anraku S., Numako C., Linard Y., Lanson B. On the nature of structural disorder in calcium silicate hydrates with a calcium/silicon ratio similar to tobermorite. Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 52, pp. 31–37.
12. Merlin A. Etzold, Peter J. McDonald, Alexander F. Routh. Growth of sheets in 3D confinements – a model for the C–S–H meso structure. Cement and Concrete Research. 2014. Vol. 63, pp. 137–142.
13. Papatzani S., Paine K., Calabria-Holley J. A comprehensive review of the models on the nanostructure of calcium silicate hydrates. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 74, pp. 219–234.
14. Laukaitis А., Kerien .e J., Kligys M., Mikulskis D., Lek-unait e L. Influence of Amorphous Nanodispersive SiO2 additive on structure formation and properties of autoclaved aerated concrete. Materials Science (Med iagotyra). 2010. Vol. 16 (3), pp. 257–263.
15. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Керене Я., Мачулай- тис Р., Пудов И.А., Полянских И.С., Сеньков С.А., Политаева А.И., Гордина А.Ф., Шайбадуллина А.В. Наноструктурирование композитов в строитель- ном материаловедении: Монография /Под общей редакцией Г.И. Яковлева. Ижевск: ИжГТУ, 2014. 196 с..
16. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Керене Я., Полян- ских И.С., Пудов И.А., Хазеев Д.Р., Сеньков С.А. Комплексная добавка на основе углеродных нано- трубок и микрокремнезема для модификации газо- силиката автоклавного твердения // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 3–7.
17. Горшков В.С., Савельев В.Г., Абакумов А.В. Вяжу- щие, керамика и стеклокристаллические материа- лы: структура и свойства: Справочное пособие. М.: Стройиздат, 1994. 584 с.
УДК 666.913.5:539.2
Ю.В. ТОКАРЕВ1, канд. техн. наук (tokarev_01@list.ru), Д.В. ГОЛОВИН1, магистрант (danil@golovin.pro); А.Ф. БУРЬЯНОВ2, д-р техн. наук; ХУЙГАНГ ТШЯО3, канд. техн. наук, ТАО ДУ3, аспирант 1-го курса
1 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское ш., 26)
3 Харбинский политехнический университет (92 Xidazhi Street, Nangang, Harbin, Heilongjiang, Китай, 150001) О механизме влияния активных добавок на основе магнезита и углеродных нанотрубок на структуру и свойства ангидритового вяжущего Дано обоснование необходимости использования комплекса добавок для улучшения свойств ангидритового вяжущего и механизма влияния на структуру с привлечением методов квантово-химического моделирования и методов физико-химического анализа. Частицы дисперсного магнезита выступают как центры кристаллизации, по поверхности которых формируются кристаллогидраты двуводного гипса, а также способствуют структурированию ангидритовой матрицы, что обеспечивает повышение прочности до 100% при оптимальном содержании добавки 3%. По результатам ИК-анализа углеродные нанотрубки оказывают гораздо более сильное воздействие на изменение структуры кристаллов двуводного гипса по сравнению с каустическим магнезитом. При совместном использовании добавок формируется более плотная и прочная структура с повышением прочностных характеристик до 150% по сравнению с контрольным составом при оптимальных концентрациях углеродных нанотрубок 0,001% и магнезита – 3%. Ключевые слова: ангидрит, магнезит, углеродные нанотрубки, микроструктура. Список литературы
1. Shakhmenko G., Juhnevica I., Korjakins A. Influence of sol-gel nanosilica on hardening processes and physicallymechanical properties of cement paste // Procedia Engineering. 2013. No. 57, pp. 1013–1021.
2. Старовойтова И.А., Хозин В.Г., Корженко А.А., Халикова Р.А., Зыкова Е.С. Структурообразование в органо-неорганических связующих, модифициро ванных концентратами многослойных углеродных нанотрубок // Строительные материалы. 2014. № 1–2. C. 12–20.
3. Siddique R., Mehta A. Effect of carbon nanotubes on properties of cement mortars // Construction and Building Materials. 2014. No. 50, pp. 116–129.
4. Setina J., Gabrene A., Juhnevica I. Effect of pozzolanic additives on structure and chemical durability of concrete // Procedia Engineering. 2013. No. 57, pp. 1005–1012.
5. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Структурообразование и свойства конструкционных высокопрочных лег ких бетонов с применением наномодификатора BisNanoActivus // Строительные материалы. 2014. № 1–2. C. 33–37.
6. Трунилова Д.С., Гаркави М.С., Шленкина С.С. Особенности твердения ангидрита в присутствии из вести и асбеста // Вестник ЮУрГУ. 2010. № 15. С. 54–55.
7. Строкова В.В., Череватова А.В., Жерновский И.В., Войтович Е.В. Особенности фазообразования в ком позиционном наноструктурированном гипсовом вя жущем // Строительные материалы. 2012. № 7. C. 9–13.
8. Токарев Ю.В., Яковлев Г.И., Бурьянов А.Ф. Ангидритовые композиции, модифицированные ультрадисперсной добавкой на основе MgO // Строительные материалы. 2012. № 7. C. 17–24.
9. Изряднова О.В., Яковлев Г.И., Полянских И.С., Фишер Х.-Б., Сеньков С.А. Изменение морфологии кристаллогидратов при введении ультра- и нано дисперсных модификаторов структуры в гипсо цементно-пуццолановые вяжущие // Строительные материалы. 2014. № 7. C. 25–28.
10. Ye Qing, Zhang Zenan, Kong Deyu, Chen Rongshen. Influence of nano-SiO2 addition on properties of hardened cement paste as compared with silica fume // Construction and Building Materials. 2007. Vol. 21, pp. 539–545.
11. Сычев М.М. Неорганические клеи. Л.: Химия, 1974. 160 с.
12. Chen S.J., Collins F.G., Macleod A.J.N., Pan Z., Duan W.H., Wang C.M. Carbon nanotube–cement composites: A retrospect // Civil&Structural Engineering. 2011.Vol. 4. No. 4, pp. 254–265.
13. Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Авдеев Р.И., Соло матов В.И. Синергетика дисперсно-наполненных композитов. М.: ЦКТ, 1999. 252 с.
Ю.В. ТОКАРЕВ1, канд. техн. наук (tokarev_01@list.ru), Д.В. ГОЛОВИН1, магистрант (danil@golovin.pro); А.Ф. БУРЬЯНОВ2, д-р техн. наук; ХУЙГАНГ ТШЯО3, канд. техн. наук, ТАО ДУ3, аспирант 1-го курса
1 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское ш., 26)
3 Харбинский политехнический университет (92 Xidazhi Street, Nangang, Harbin, Heilongjiang, Китай, 150001) О механизме влияния активных добавок на основе магнезита и углеродных нанотрубок на структуру и свойства ангидритового вяжущего Дано обоснование необходимости использования комплекса добавок для улучшения свойств ангидритового вяжущего и механизма влияния на структуру с привлечением методов квантово-химического моделирования и методов физико-химического анализа. Частицы дисперсного магнезита выступают как центры кристаллизации, по поверхности которых формируются кристаллогидраты двуводного гипса, а также способствуют структурированию ангидритовой матрицы, что обеспечивает повышение прочности до 100% при оптимальном содержании добавки 3%. По результатам ИК-анализа углеродные нанотрубки оказывают гораздо более сильное воздействие на изменение структуры кристаллов двуводного гипса по сравнению с каустическим магнезитом. При совместном использовании добавок формируется более плотная и прочная структура с повышением прочностных характеристик до 150% по сравнению с контрольным составом при оптимальных концентрациях углеродных нанотрубок 0,001% и магнезита – 3%. Ключевые слова: ангидрит, магнезит, углеродные нанотрубки, микроструктура. Список литературы
1. Shakhmenko G., Juhnevica I., Korjakins A. Influence of sol-gel nanosilica on hardening processes and physicallymechanical properties of cement paste // Procedia Engineering. 2013. No. 57, pp. 1013–1021.
2. Старовойтова И.А., Хозин В.Г., Корженко А.А., Халикова Р.А., Зыкова Е.С. Структурообразование в органо-неорганических связующих, модифициро ванных концентратами многослойных углеродных нанотрубок // Строительные материалы. 2014. № 1–2. C. 12–20.
3. Siddique R., Mehta A. Effect of carbon nanotubes on properties of cement mortars // Construction and Building Materials. 2014. No. 50, pp. 116–129.
4. Setina J., Gabrene A., Juhnevica I. Effect of pozzolanic additives on structure and chemical durability of concrete // Procedia Engineering. 2013. No. 57, pp. 1005–1012.
5. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Структурообразование и свойства конструкционных высокопрочных лег ких бетонов с применением наномодификатора BisNanoActivus // Строительные материалы. 2014. № 1–2. C. 33–37.
6. Трунилова Д.С., Гаркави М.С., Шленкина С.С. Особенности твердения ангидрита в присутствии из вести и асбеста // Вестник ЮУрГУ. 2010. № 15. С. 54–55.
7. Строкова В.В., Череватова А.В., Жерновский И.В., Войтович Е.В. Особенности фазообразования в ком позиционном наноструктурированном гипсовом вя жущем // Строительные материалы. 2012. № 7. C. 9–13.
8. Токарев Ю.В., Яковлев Г.И., Бурьянов А.Ф. Ангидритовые композиции, модифицированные ультрадисперсной добавкой на основе MgO // Строительные материалы. 2012. № 7. C. 17–24.
9. Изряднова О.В., Яковлев Г.И., Полянских И.С., Фишер Х.-Б., Сеньков С.А. Изменение морфологии кристаллогидратов при введении ультра- и нано дисперсных модификаторов структуры в гипсо цементно-пуццолановые вяжущие // Строительные материалы. 2014. № 7. C. 25–28.
10. Ye Qing, Zhang Zenan, Kong Deyu, Chen Rongshen. Influence of nano-SiO2 addition on properties of hardened cement paste as compared with silica fume // Construction and Building Materials. 2007. Vol. 21, pp. 539–545.
11. Сычев М.М. Неорганические клеи. Л.: Химия, 1974. 160 с.
12. Chen S.J., Collins F.G., Macleod A.J.N., Pan Z., Duan W.H., Wang C.M. Carbon nanotube–cement composites: A retrospect // Civil&Structural Engineering. 2011.Vol. 4. No. 4, pp. 254–265.
13. Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Авдеев Р.И., Соло матов В.И. Синергетика дисперсно-наполненных композитов. М.: ЦКТ, 1999. 252 с.
УДК 691.545:6–022.532
О.В. ИЗРЯДНОВА, магистр техники и технологии по направлению «Строительство» (Lese4k9@yandex.ru), С.В. СЫЧУГОВ, канд. техн. наук, И.С. ПОЛЯНСКИХ, канд. техн. наук, Г.Н. ПЕРВУШИН, д-р техн. наук, Г.И. ЯКОВЛЕВ, д-р техн. наук (jakowlew@udm.net) Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7) Полифункциональная добавка на основе углеродных нанотрубок и микрокремнезема для улучшения физико-механических характеристик гипсоцементно-пуццоланового вяжущего
Изучено влияние полифункциональной добавки на основе дисперсии многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) в сочетании с микрокремнеземом (МК) на структуру и свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (ГЦПВ). В исследовании варьировалось процентное содержание полифункциональной добавки. Результаты физико-механических испытаний показали, что введение добавки в количестве 0,006% (МУНТ) и 10% МК от массы портландцемента в состав гипсоцементной системы обеспечивает прирост прочности при сжатии на 52% и повышение водостойкости на 35%. Физико-химические методы исследования подтвердили активность полифункциональной добавки по отношению к исходному гипсоцементно-пуццолановому вяжущему изменениями интенсивности и смещениями линий поглощения на ИК-спектрах. Ключевые слова: гипсоцементно-пуццолановое вяжущее, полифункциональная добавка, многослойные углеродные нанотрубки, дисперсия, микрокремнезем, кристаллогидрат, морфология. Список литературы
1. Волженский А.В., Стамбулко В.И., Ферронская А.В. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие, бетоны и изделия. М.: Стройиздат, 1971. 318 с.
2. Ферронская А.В. Долговечность гипсовых материа лов, изделий и конструкций. М.: Стройиздат, 1984. 256 с.
3. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Маева И.С., Коржен ко А., Бурьянов А.Ф., Мачюлайтис Р. Модификация ангидритовых композиций многослойными угле родными нанотрубками // Строительные материа лы. 2010. № 7. С. 25–27.
4. Frias M., Rodriguez O., Sanchez de Rojas M.I. Paper sludge, an environmentally sound alternative source of MK-based cementitious materials. A review // Construction and Building Materials. 2015. Vol. 74, pp. 37–48.
5. Хела Р., Марсалова Я. Возможности нанотехноло гий в бетоне. Нанотехнологии для экологичного и дол говечного строительства: Труды III Международной конференции. Каир (Египет). 14–17 марта 2010. С. 8–15.
6. Изряднова О.В., Гордина А.Ф., Яковлев Г.И., Фи шер Х.-Б. Регулирование морфологии кристалло гидратов в структуре гипсовой матрицы ультра и нанодисперсными добавками // Известия КГАСУ. 2014. № 3 (29). С. 108–113.
7. Брыков А. С., Камалиев Р.Т., Мокеев М.В. Влияние ультрадисперсных кремнеземов на гидратацию портландцемента // Журнал прикладной химии. 2010. Т. 83. № 2. С. 211–216.
8. Patent WO2012085445 A1. D'introduction de nanocharges carbonees dans un inorganique durcissable / Gaillard P., Havel M., Korzhenko A., Oreshkin D.V. Pervuchin G.N., Yakovlev G.I. Declared 20.12.1011. Published 28.06.12. Bulletin 12/25.
9. Пудов И.А. Наномодификация портландцемента водными дисперсиями углеродных нанотрубок. Дисс…канд. техн. наук. Казань. 2013. 185 с.
10. Изряднова О.В., Плеханова Т.А., Сычугов С.В., Шайхалисламова А.Ф., Нуриева Л.З., Хрушкова Н.В. Комплексное влияние нанодисперсных добавок на физико-механические характеристики гипсоце ментно-пуццоланового вяжущего // Сборник науч ных трудов Международной научно-технической кон ференции «Юность и знания – гарантия успеха». Курск. 2014. С. 140–143.
11. Изряднова О.В., Маева И.С. Влияние нанодисперс ных модификаторов на структуру гипсового компо зита // Сборник трудов научно-технической конферен ции аспирантов, магистрантов и молодых ученых «Молодые ученые – ускорению научно-технического прогресса в XXI веке». Ижевск. 2011. С. 13–16.
12. Изряднова О.В., Яковлев Г.И., Полянских И.С., Фишер Х.-Б., Сеньков С.А. Изменение морфологии кристаллогидратов при введении ультра- и нано дисперсных модификаторов структуры в гипсоце ментно-пуццолановые вяжущие // Строительные материалы. 2014. № 7. С. 25–27.
13. Зинюк Р.Ю., Балыков А.Г., Гавриленко И.Б., Шевя ков А.М. Ик-спектроскопия в неорганической тех нологии. М.; Л.: Химия, 1983. 160 с.
14. Горшков В.С., Тимашев B.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1981. 197 с.
15. Накомото К. ИК-спектры и спектры КР неоргани ческих и координационных соединений. М.: Мир, 1991. 536 с.
16. Naser Gharehbash, Alireza Shakeri. Modification of the surface of silica nanoparticles; studying its structure and thermal properties in order to strengthen it in preparing Nano composites // Journal of American Science. 2013. № 9 (4), pp. 602–606.
О.В. ИЗРЯДНОВА, магистр техники и технологии по направлению «Строительство» (Lese4k9@yandex.ru), С.В. СЫЧУГОВ, канд. техн. наук, И.С. ПОЛЯНСКИХ, канд. техн. наук, Г.Н. ПЕРВУШИН, д-р техн. наук, Г.И. ЯКОВЛЕВ, д-р техн. наук (jakowlew@udm.net) Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7) Полифункциональная добавка на основе углеродных нанотрубок и микрокремнезема для улучшения физико-механических характеристик гипсоцементно-пуццоланового вяжущего
Изучено влияние полифункциональной добавки на основе дисперсии многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) в сочетании с микрокремнеземом (МК) на структуру и свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (ГЦПВ). В исследовании варьировалось процентное содержание полифункциональной добавки. Результаты физико-механических испытаний показали, что введение добавки в количестве 0,006% (МУНТ) и 10% МК от массы портландцемента в состав гипсоцементной системы обеспечивает прирост прочности при сжатии на 52% и повышение водостойкости на 35%. Физико-химические методы исследования подтвердили активность полифункциональной добавки по отношению к исходному гипсоцементно-пуццолановому вяжущему изменениями интенсивности и смещениями линий поглощения на ИК-спектрах. Ключевые слова: гипсоцементно-пуццолановое вяжущее, полифункциональная добавка, многослойные углеродные нанотрубки, дисперсия, микрокремнезем, кристаллогидрат, морфология. Список литературы
1. Волженский А.В., Стамбулко В.И., Ферронская А.В. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие, бетоны и изделия. М.: Стройиздат, 1971. 318 с.
2. Ферронская А.В. Долговечность гипсовых материа лов, изделий и конструкций. М.: Стройиздат, 1984. 256 с.
3. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Маева И.С., Коржен ко А., Бурьянов А.Ф., Мачюлайтис Р. Модификация ангидритовых композиций многослойными угле родными нанотрубками // Строительные материа лы. 2010. № 7. С. 25–27.
4. Frias M., Rodriguez O., Sanchez de Rojas M.I. Paper sludge, an environmentally sound alternative source of MK-based cementitious materials. A review // Construction and Building Materials. 2015. Vol. 74, pp. 37–48.
5. Хела Р., Марсалова Я. Возможности нанотехноло гий в бетоне. Нанотехнологии для экологичного и дол говечного строительства: Труды III Международной конференции. Каир (Египет). 14–17 марта 2010. С. 8–15.
6. Изряднова О.В., Гордина А.Ф., Яковлев Г.И., Фи шер Х.-Б. Регулирование морфологии кристалло гидратов в структуре гипсовой матрицы ультра и нанодисперсными добавками // Известия КГАСУ. 2014. № 3 (29). С. 108–113.
7. Брыков А. С., Камалиев Р.Т., Мокеев М.В. Влияние ультрадисперсных кремнеземов на гидратацию портландцемента // Журнал прикладной химии. 2010. Т. 83. № 2. С. 211–216.
8. Patent WO2012085445 A1. D'introduction de nanocharges carbonees dans un inorganique durcissable / Gaillard P., Havel M., Korzhenko A., Oreshkin D.V. Pervuchin G.N., Yakovlev G.I. Declared 20.12.1011. Published 28.06.12. Bulletin 12/25.
9. Пудов И.А. Наномодификация портландцемента водными дисперсиями углеродных нанотрубок. Дисс…канд. техн. наук. Казань. 2013. 185 с.
10. Изряднова О.В., Плеханова Т.А., Сычугов С.В., Шайхалисламова А.Ф., Нуриева Л.З., Хрушкова Н.В. Комплексное влияние нанодисперсных добавок на физико-механические характеристики гипсоце ментно-пуццоланового вяжущего // Сборник науч ных трудов Международной научно-технической кон ференции «Юность и знания – гарантия успеха». Курск. 2014. С. 140–143.
11. Изряднова О.В., Маева И.С. Влияние нанодисперс ных модификаторов на структуру гипсового компо зита // Сборник трудов научно-технической конферен ции аспирантов, магистрантов и молодых ученых «Молодые ученые – ускорению научно-технического прогресса в XXI веке». Ижевск. 2011. С. 13–16.
12. Изряднова О.В., Яковлев Г.И., Полянских И.С., Фишер Х.-Б., Сеньков С.А. Изменение морфологии кристаллогидратов при введении ультра- и нано дисперсных модификаторов структуры в гипсоце ментно-пуццолановые вяжущие // Строительные материалы. 2014. № 7. С. 25–27.
13. Зинюк Р.Ю., Балыков А.Г., Гавриленко И.Б., Шевя ков А.М. Ик-спектроскопия в неорганической тех нологии. М.; Л.: Химия, 1983. 160 с.
14. Горшков В.С., Тимашев B.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1981. 197 с.
15. Накомото К. ИК-спектры и спектры КР неоргани ческих и координационных соединений. М.: Мир, 1991. 536 с.
16. Naser Gharehbash, Alireza Shakeri. Modification of the surface of silica nanoparticles; studying its structure and thermal properties in order to strengthen it in preparing Nano composites // Journal of American Science. 2013. № 9 (4), pp. 602–606.
УДК 691.328.42:539.2
М.Р. НУРТДИНОВ, инженер (nikerunner@yandex.ru), В.Г. СОЛОВЬЕВ, канд. техн. наук (s_vadim_g@mail.ru), А.Ф. БУРЬЯНОВ, д-р техн. наук (rga-service@mail.ru) Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское ш., д. 26) Мелкозернистые бетоны, модифицированные нановолокнами AlOOH и Al2O3
Рассмотрены перспективы и особенности применения нановолокон из AlOOH и γ, δ-Al2O3 в мелкозернистых бетонах. Приведены результаты экспериментальных исследований по определению свойств мелкозернистых бетонов с добавкой нановолокон в количестве 3,8 и 13% от массы вяжущего. Установлено влияние различного содержания нановолокон на свойства мелкозернистых бетонных смесей. Максимальный эффект введение нановолокон в мелкозернистые бетоны оказывает на модуль упругости, значение которого увеличивается от 18,3 до 40,9 ГПа в зависимости от дозировки добавки. Установлено, что при введении нановолокон до 8% от массы вяжущего происходит снижение прочностных характеристик, обусловленное повышенной пористостью полученных композитов, и только при введении 13% волокон происходит увеличение прочностных характеристик до 25%. Ключевые слова: бетон мелкозернистый, модуль упругости, пористость, прочностные характеристики, нановолокна AlOOH и γ, δ-Al2O3. Список литературы
1. Киенская К.И., Кузовкова А.А., Марченко И.Н. Синтез и некоторые области применения гидрозо лей бемита // Научные ведомости. Естественные нау ки. 2014. № 3 (174). Вып. 26. С. 123–127.
2. Соловьев В.Г., Бурьянов А.Ф., Елсуфьева М.С. Особенности производства сталефибробетонных из делий и конструкций // Строительные материалы. 2014. № 3. С. 18–21.
3. Кочанов Д.И. Наноматериалы и нанотехнологии для машиностроения: состояние и перспективы приме нения // Арматуростроение. 2011. № 4 (73). С. 55–61.
4. Фаликман В.Р., Соболев К.Г. Простор за пределом, или как нанотехнологии могут изменить мир бетона // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2010. № 6. Т. 2. С. 17–31. http:// www.nanobuild.ru/ru_RU/journal/Nanobuild_6_2010_ RUS.pdf (дата обращения 24.12.2014).
5. Campillo A., Guerrero J.S., Dolado A., Porro J.A., Ibanez S., Goni. Improvement of initial mechanical strength by nanoalumina in belite cements. Materials Letters. 2007. Vol. 61, pp. 1889–1892.
6. Елсуфьева М.С., Соловьев В.Г., Бурьянов А.Ф. Применение расширяющихся добавок в сталефиб робетоне // Строительные материалы. 2014. № 8. С. 60–63.
М.Р. НУРТДИНОВ, инженер (nikerunner@yandex.ru), В.Г. СОЛОВЬЕВ, канд. техн. наук (s_vadim_g@mail.ru), А.Ф. БУРЬЯНОВ, д-р техн. наук (rga-service@mail.ru) Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское ш., д. 26) Мелкозернистые бетоны, модифицированные нановолокнами AlOOH и Al2O3
Рассмотрены перспективы и особенности применения нановолокон из AlOOH и γ, δ-Al2O3 в мелкозернистых бетонах. Приведены результаты экспериментальных исследований по определению свойств мелкозернистых бетонов с добавкой нановолокон в количестве 3,8 и 13% от массы вяжущего. Установлено влияние различного содержания нановолокон на свойства мелкозернистых бетонных смесей. Максимальный эффект введение нановолокон в мелкозернистые бетоны оказывает на модуль упругости, значение которого увеличивается от 18,3 до 40,9 ГПа в зависимости от дозировки добавки. Установлено, что при введении нановолокон до 8% от массы вяжущего происходит снижение прочностных характеристик, обусловленное повышенной пористостью полученных композитов, и только при введении 13% волокон происходит увеличение прочностных характеристик до 25%. Ключевые слова: бетон мелкозернистый, модуль упругости, пористость, прочностные характеристики, нановолокна AlOOH и γ, δ-Al2O3. Список литературы
1. Киенская К.И., Кузовкова А.А., Марченко И.Н. Синтез и некоторые области применения гидрозо лей бемита // Научные ведомости. Естественные нау ки. 2014. № 3 (174). Вып. 26. С. 123–127.
2. Соловьев В.Г., Бурьянов А.Ф., Елсуфьева М.С. Особенности производства сталефибробетонных из делий и конструкций // Строительные материалы. 2014. № 3. С. 18–21.
3. Кочанов Д.И. Наноматериалы и нанотехнологии для машиностроения: состояние и перспективы приме нения // Арматуростроение. 2011. № 4 (73). С. 55–61.
4. Фаликман В.Р., Соболев К.Г. Простор за пределом, или как нанотехнологии могут изменить мир бетона // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2010. № 6. Т. 2. С. 17–31. http:// www.nanobuild.ru/ru_RU/journal/Nanobuild_6_2010_ RUS.pdf (дата обращения 24.12.2014).
5. Campillo A., Guerrero J.S., Dolado A., Porro J.A., Ibanez S., Goni. Improvement of initial mechanical strength by nanoalumina in belite cements. Materials Letters. 2007. Vol. 61, pp. 1889–1892.
6. Елсуфьева М.С., Соловьев В.Г., Бурьянов А.Ф. Применение расширяющихся добавок в сталефиб робетоне // Строительные материалы. 2014. № 8. С. 60–63.
УДК 666.949:6–022.532
А.Н. ГРИШИНА, канд. техн. наук, Е.В. КОРОЛЁВ, д-р техн. наук (KorolevEV@mgsu.ru) Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское ш., 26) Эффективность модифицирования цементных композитов наноразмерными гидросиликатами бария
Одним из популярных приемов повышения показателей свойств строительных материалов является их наномодифицирование. Однако для получения очевидного и стабильного эффекта наномодифицирования для композитов с неоднородной структурой необходимо устранить дефекты на различных структурных уровнях. Очевидно, что для повышения эффективности наноразмерных добавок необходимо уменьшить количество капилляров и крупных макропор в строительном материале путем предварительной оптимизации структуры на микроуровне. Применимость этого подхода была рассмотрена при наномодифицировании цемента и предварительно оптимизированного на микроуровне композиционного вяжущего с использованием микроразмерных гидросиликатов бария состава ВаО·SiO2·6Н2О. Показано, что общая пористость материала значительно снижается при увеличении доли нанопор. Исследование прочности полученных наномодифицированных искусственных камней подтверждает предположение о том, что композиты, оптимизированые на всех структурных уровнях, обладают более высокими показателями. Ключевые слова: прочность, пористость, наномодифицирование, гидросиликаты бария, строительные материалы. Список литературы
1. Королев Е.В. Принцип реализации нанотехнологии в строительном материаловедении // Строительные материалы. 2013. № 6. С. 60–64.
2. Королев Е.В. Оценка концентрации первичных на номатериалов для модифицирования строительных композитов // Строительные материалы. 2014. № 6. С. 31–34.
3. Дворкин Л.И., Дворкин Л.О. Основы бетоноведе ния. СПб: ИнфоОл, 2006. 690 c.
4. Grishina A.N., Korolev E.V., Satyukov A.B. Radiation protective composite binder extended with barium hydrosilicates // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1040, pp. 351–355.
5. Grishina A.N., Korolev E.V., Satyukov A.B. Products of reaction between barium chloride and sodium hyrdosilicates: examination of composition // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1040, pp. 347–350.
6. Логанина В.И., Кислицына С.Н., Жегера К.В. Применение синтезированных алюмосиликатов в составе плиточного клея на основе цемента // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 10 (658). С. 23–27.
7. Гришина А.Н., Королев Е.В. Выбор бариевого на полнителя для радиационно-защитных материалов. Материалы VIII Международной конференции моло дых ученых «Теория и практика повышения эффектив ности строительных материалов». Пенза: ПГУАС, 2013. С. 48–53.
8. Калашников В.И., Ерофеев В.Т., Мороз М.Н., Троянов И.Ю., Володин В.М., Суздальцев О.В. Наногидросиликатные технологии в производстве бетонов // Строительные материалы. 2014. № 5. С. 88–91.
9. Королев Е.В., Гришина А.Н., Сатюков А.Б. Хими ческий состав наномодифицированного компози ционного вяжущего с применением нано- и микро размерных гидросиликатов бария // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2014. Т. 6. № 4. С. 90–103. (http://www.nanobuild.ru/).
10. Гришина А.Н., Сатюков А.Б., Королев Е.В. Раннее структурообразование цементного камня, модифи цированного наноразмерными гидросиликатами ба рия // Научное обозрение. 2014. № 7-1. С. 134–139.
11. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дис персных структур. М.: Наука, 1966. С. 3–16.
А.Н. ГРИШИНА, канд. техн. наук, Е.В. КОРОЛЁВ, д-р техн. наук (KorolevEV@mgsu.ru) Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское ш., 26) Эффективность модифицирования цементных композитов наноразмерными гидросиликатами бария
Одним из популярных приемов повышения показателей свойств строительных материалов является их наномодифицирование. Однако для получения очевидного и стабильного эффекта наномодифицирования для композитов с неоднородной структурой необходимо устранить дефекты на различных структурных уровнях. Очевидно, что для повышения эффективности наноразмерных добавок необходимо уменьшить количество капилляров и крупных макропор в строительном материале путем предварительной оптимизации структуры на микроуровне. Применимость этого подхода была рассмотрена при наномодифицировании цемента и предварительно оптимизированного на микроуровне композиционного вяжущего с использованием микроразмерных гидросиликатов бария состава ВаО·SiO2·6Н2О. Показано, что общая пористость материала значительно снижается при увеличении доли нанопор. Исследование прочности полученных наномодифицированных искусственных камней подтверждает предположение о том, что композиты, оптимизированые на всех структурных уровнях, обладают более высокими показателями. Ключевые слова: прочность, пористость, наномодифицирование, гидросиликаты бария, строительные материалы. Список литературы
1. Королев Е.В. Принцип реализации нанотехнологии в строительном материаловедении // Строительные материалы. 2013. № 6. С. 60–64.
2. Королев Е.В. Оценка концентрации первичных на номатериалов для модифицирования строительных композитов // Строительные материалы. 2014. № 6. С. 31–34.
3. Дворкин Л.И., Дворкин Л.О. Основы бетоноведе ния. СПб: ИнфоОл, 2006. 690 c.
4. Grishina A.N., Korolev E.V., Satyukov A.B. Radiation protective composite binder extended with barium hydrosilicates // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1040, pp. 351–355.
5. Grishina A.N., Korolev E.V., Satyukov A.B. Products of reaction between barium chloride and sodium hyrdosilicates: examination of composition // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1040, pp. 347–350.
6. Логанина В.И., Кислицына С.Н., Жегера К.В. Применение синтезированных алюмосиликатов в составе плиточного клея на основе цемента // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 10 (658). С. 23–27.
7. Гришина А.Н., Королев Е.В. Выбор бариевого на полнителя для радиационно-защитных материалов. Материалы VIII Международной конференции моло дых ученых «Теория и практика повышения эффектив ности строительных материалов». Пенза: ПГУАС, 2013. С. 48–53.
8. Калашников В.И., Ерофеев В.Т., Мороз М.Н., Троянов И.Ю., Володин В.М., Суздальцев О.В. Наногидросиликатные технологии в производстве бетонов // Строительные материалы. 2014. № 5. С. 88–91.
9. Королев Е.В., Гришина А.Н., Сатюков А.Б. Хими ческий состав наномодифицированного компози ционного вяжущего с применением нано- и микро размерных гидросиликатов бария // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2014. Т. 6. № 4. С. 90–103. (http://www.nanobuild.ru/).
10. Гришина А.Н., Сатюков А.Б., Королев Е.В. Раннее структурообразование цементного камня, модифи цированного наноразмерными гидросиликатами ба рия // Научное обозрение. 2014. № 7-1. С. 134–139.
11. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дис персных структур. М.: Наука, 1966. С. 3–16.
УДК 666.972:6–022.532
Р. ХЕЛА, профессор (helar.l@fce.vutbr.cz), Л. БОДНАРОВА, доктор-инженер (bodnarova.l@fce.vutbr.cz) Технический университет г. Брно, факультет гражданского строительства Институт технологий строительных материалов и компонентов (Чешская Республика, 602 00, г. Брно, Вевери, 331/95) Исследование возможности тестирования эффективности фотокатализа TiO2 в бетоне*
Работа посвящена обобщению доступной информации о формах применения фотокаталитического TiO2 в бетонах, особенно в поверхностных слоях сборных и монолитных конструкций. Подробно описываются свойства диоксида титана и его особенности, ведущие к существенному улучшению окружающей среды посредством фотокатализа. Также рассмотрены способы проверки фотокаталитической активности диоксида титана и его применения в реальных проектах. Ключевые слова: диоксид титана, наночастицы, бетон, монолитные конструкции. Список литературы
1. Ballari M.M.; Hunger M., Husken G. et al. Heterogeneous photocatalysis applied to concrete pavement for air remediation. Conference «3rd International Symposium on Nanotechnology in Construction». Prague, Czech Republic. 2009. Nanotechnology in Construction 3, Proceedings, pp. 409–414.
2. Guerrini G.L., Peccati E. Tunnel “Umberto I”, in Rome: Monitoring program results. Report n. 24. CTG, Italcementi S.p. A., Calci Idrate Marcellina (C.I.M.). 2008.
3. Bartos P.J. M. E -GCR: Impoving appearance of concrete buildings and quality of urban environment. Beton TKS. 2009. No. 2. Vol. 9, pp. 3–10.
4. Sliwinski J., et al. New Generation Cement Concretes. Ideas, design, technology and aplication. Self-cleaning concrete. 3rd ed. Cracow: Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering. 2010. p. 144–146.
5. Fujishima A., Rao T.N., TRYK D.A. Titanium dioxide photocatalysis. ScienceDirect. 2000 Available at: http:// www.sciencedirect.com.katalog.vfu.cz:2048/science/ article/pii/S1389556700000022#. [cit. 2012-08-27].
6. Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete. Construction and Building Materials. 2010. Vol. 24. Issue 11, pp. 2060–2071.
7. Bolte G. Innovative Building Material – Reduction of Air Pollution through TioCem (R). Conference «3rd International Symposium on Nanotechnology in Con- struction». Prague, Czech Republic. 2009. Nanotechno- logy in Construction 3, Proceedings, pp. 55–61.
8. UNI 11259:2008. Determination of the photocatalytic activity of hydraulicbinders – rodammina test method. UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione, 2008.
9. EN 196–1. Methods of testing cement – Part 1: Determination of strength. 2005.
10. ISO 22197-1: 2007. Fine ceramics, advanced technical ceramics – Test method for air-purification performance of semiconducting photocatalytic materials – part 1: Removal of nitric oxide. ISO, Geneva, 2007.
11. P ikryl J., Hela R., Holák M. Photocatalytic activity of prefabricated concrete. Conference «10 Concrete Technology». Pardubice. Czech Republic. 2012.
Р. ХЕЛА, профессор (helar.l@fce.vutbr.cz), Л. БОДНАРОВА, доктор-инженер (bodnarova.l@fce.vutbr.cz) Технический университет г. Брно, факультет гражданского строительства Институт технологий строительных материалов и компонентов (Чешская Республика, 602 00, г. Брно, Вевери, 331/95) Исследование возможности тестирования эффективности фотокатализа TiO2 в бетоне*
Работа посвящена обобщению доступной информации о формах применения фотокаталитического TiO2 в бетонах, особенно в поверхностных слоях сборных и монолитных конструкций. Подробно описываются свойства диоксида титана и его особенности, ведущие к существенному улучшению окружающей среды посредством фотокатализа. Также рассмотрены способы проверки фотокаталитической активности диоксида титана и его применения в реальных проектах. Ключевые слова: диоксид титана, наночастицы, бетон, монолитные конструкции. Список литературы
1. Ballari M.M.; Hunger M., Husken G. et al. Heterogeneous photocatalysis applied to concrete pavement for air remediation. Conference «3rd International Symposium on Nanotechnology in Construction». Prague, Czech Republic. 2009. Nanotechnology in Construction 3, Proceedings, pp. 409–414.
2. Guerrini G.L., Peccati E. Tunnel “Umberto I”, in Rome: Monitoring program results. Report n. 24. CTG, Italcementi S.p. A., Calci Idrate Marcellina (C.I.M.). 2008.
3. Bartos P.J. M. E -GCR: Impoving appearance of concrete buildings and quality of urban environment. Beton TKS. 2009. No. 2. Vol. 9, pp. 3–10.
4. Sliwinski J., et al. New Generation Cement Concretes. Ideas, design, technology and aplication. Self-cleaning concrete. 3rd ed. Cracow: Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering. 2010. p. 144–146.
5. Fujishima A., Rao T.N., TRYK D.A. Titanium dioxide photocatalysis. ScienceDirect. 2000 Available at: http:// www.sciencedirect.com.katalog.vfu.cz:2048/science/ article/pii/S1389556700000022#. [cit. 2012-08-27].
6. Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete. Construction and Building Materials. 2010. Vol. 24. Issue 11, pp. 2060–2071.
7. Bolte G. Innovative Building Material – Reduction of Air Pollution through TioCem (R). Conference «3rd International Symposium on Nanotechnology in Con- struction». Prague, Czech Republic. 2009. Nanotechno- logy in Construction 3, Proceedings, pp. 55–61.
8. UNI 11259:2008. Determination of the photocatalytic activity of hydraulicbinders – rodammina test method. UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione, 2008.
9. EN 196–1. Methods of testing cement – Part 1: Determination of strength. 2005.
10. ISO 22197-1: 2007. Fine ceramics, advanced technical ceramics – Test method for air-purification performance of semiconducting photocatalytic materials – part 1: Removal of nitric oxide. ISO, Geneva, 2007.
11. P ikryl J., Hela R., Holák M. Photocatalytic activity of prefabricated concrete. Conference «10 Concrete Technology». Pardubice. Czech Republic. 2012.
 |
 |
 |
 |
 |
 |