🗊Презентация Перспективы использования наномолекулярных материалов в строительстве

Нанотехнологии в бетоноведении Известно, что потенциальные возможности портландцемента и его разновидностей, оцениваемые по прочности цементного камня при сжатии в пределах 150–200 МПа, на практике реализуются не более чем на 50%. Предлагаются новые подходы к решению задачи повышения эффективности вяжущих путем использования комплексных функциональных добавок в сочетании с нанообъектами, что позволяет получать высокопрочные бетоны с высокими строительно-техническими свойствами для жёстких условий эксплуатации. И в настоящее время в России количество модифицированных бетонов составляет 60–70 % от общего выпуска. Однако по этому показателю РФ заметно отстает от большинства развитых стран, где он достигает 85–95 %.

Нанобетон Прямой результат наномодифицирования бетона в части прочностных и эксплуатационных характеристик, выражается в следующем:          повышенная до 150% прочность на сжатие и растяжение при изгибе (от 300 до 600 МПа);          повышенная не менее чем на 200% трещиностойкость;          повышенная не менее чем на 50% морозостойкость (может возрасти до 3000 циклов). долговечность в морской воде до 100 лет Конструкционный результат:          существенное (до 6 раз) снижение веса ограждающих конструкций с одновременным повышением их эксплуатационных качеств;          существенное уменьшение сечения несущих конструкций.          Существенное уменьшение и как главная цель: полный отказ от металлического армирования. Экономический результат: снижение в 2-3 раза себестоимости монолитного строительства.

Наномодифицированный фибробетон Наномодифицированный фибробетон В качестве примера можно привести мост через Волгу в городе Кимры Тверской губернии, введенный в эксплуатацию в конце 2007 г. Это первый в мире автодорожный мост, дорожная плита которого была выполнена из легкого конструкционного фибробетона на основе базальтовой микрофибры, модифицированной нанокластерами углерода. Фиброволокно выполняет функции армирующего компонента, способствуя снижению удельного веса бетона при повышении его трещиностойкости и устойчивости к деформациям. В данном случае было использовано базальтовое фиброволокно, на поверхность которого наносились углеродные нанокластеры. Опыты показали, что добавление углеродных нанокластеров даже в количестве менее 0.001 % заметно улучшает свойства бетона. Существенно увеличивается прочность и ударная вязкость.

ООО «СтройБетонСервис» «Опыт промышленного применения наномодифицированных добавок в бетоны» Основная идея проекта – получение бетона с меньшей себестоимостью, благодаря наномодифицированию добавок в бетон фуллереновой сажей и углеродными нанотрубками.

КОМПЛЕКС МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАЗРУШЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В части восстановления бетонных/железобетонных конструкций, разработанный на основе нанотехнологий, комплекс материалов и методов решает следующие задачи: * восстановление разрушенной, разрыхленной структуры бетона, независимо от причин данных разрушений; * восстановление нарушенного сцепления бетона с арматурой; * восстановление геометрии/опалубочных размеров бетонных конструкций в местах обрушений бетона; * замена арматуры в случае ее значительной коррозии.

Первое применение цементсодержащих фотокаталитических ма- териалов с самоочищающимися свойствами относится к 1996 г., ког- да фирма Italcementi приняла участие в строительстве церкви Dives in Misericordia в Риме (завершено в 2003 году). Этот проект - возведение сложной конструкции из трех огромных белых парусов, со- бираемых из сборного железобетона. Такое здание потребовало использования уникального по своим свойствам бетона, который, кроме высокой прочности, должен был неограниченно долго сохранять белый цвет.

Покрытия для полной гидрофо- бизации поверхностей, для предотвращения ущерба от граффити, для ликвидации потенциальных источников биоповреждений – плесеней, грибов, мхов, лишайников. Большой национальный театр в Пекине, на постройку прозрачного полушария которого было потрачено более $588 млн. Покрытие стеклянной поверхности размером 6000 кв. м всегда остается чистым.

Прозрачный нанобетон

ООО «Кинпро-Систем». «Нанотехнологии KINPRO NANO-System в стабилизации грунтов» Основная идея проекта – подготовка грунта для дорожных покрытий быстрым и экономичным методом.

Три направления применения нанотехнологий в производстве изделий из глинистого сырья: Три направления применения нанотехнологий в производстве изделий из глинистого сырья: 1. Создание нанокерамики путем спекания прессованного порошкообразного сырья с нанодобавками или исходных наноразмерных неорганических веществ; 2. Создание нанокерамики путем спекания глин за счет наномодификации сырья добавками или различными видами физического воздействия – создание прекурсоров; 3. Применение глинистого сырья для создания нанокомпозитов на основе органического и неорганического сырья.

Наноструктурная керамика, финансируемая РОСНАНО 1. Разработчик наноструктурной керамики – ООО «Вириал» (Санкт-Петербург). Суммарная стоимость проекта – 1,6 млрд. рублей. Вклад РОСНАНО в уставной капитал ООО «Вириал» составляет 501,5 млн. рублей. В рамках проекта будет создан полный производственный цикл по выпуску из наноструктурных керамик и металлокерамик различных изделий, способных работающих в жестких условиях. 2. Проект по созданию производства наноструктурированных порошков и сорбентов для различных отраслей промышленности Ульяновской компанией «Диатомовый комбинат». В основу уникальной технологии получения нанокерамики положен принцип объединения отдельных створок диатомита в прочные нанокластеры «мостиками» из кварца, карбидов и волластонита. Речь идёт об управляемом создании в теле материала на наноуровне своеобразной «кольчуги», придающей изделиям из диатомита более высокую прочность.

Прозрачная керамика Концепции получения прозрачной для видимого света керамики были разработаны 40 лет назад, однако до сих пор это достаточно сложная задача. Качественная прозрачная керамика обычно получается из веществ, имеющих кубическую кристаллическую структуру. В принципе, чем меньше размер зерен и число дефектов, тем выше должна быть прозрачность материала. Для получения плотной прозрачной керамики необходимо использовать нанопорошки и проводить спекание при достаточно низких температурах, чтобы избежать значительного роста зерен. Исследователи из University of Michigan и Sandia National Laboratories (США) такие образцы. В полученном порошке размер частиц не превышал 50 нм. Порошки спрессовывались в таблетки, сырая плотность которых составляла 60-63 % от теоретической. Далее таблетки спекались при 1400 °С до плотности 95 %, а после этого дополнительно подвергались изостатическому прессованию при тех же 1400 °С и итоговому отжигу при 1250 °С. В результате получались прозрачные таблетки.

Полимерные нанокомпозиты

Способы совмещения твердых частиц с полимерами

Для наиболее полного описания свойств нанокомпозита модель должна учитывать следующие факторы: -  компонентный состав композита (объемное содержание включений, физико-механические свойств фаз композита); -  масштабные параметры структуры (характерные размеры наполнителей); -  наличие межфазных зон и локальной концентрации напряжений в области нановключений; -  характер адгезионного контакта матрицы и включений; -  изотропную ориентацию включений в матрице; -  характер накопления повреждений в композите при циклической нагрузке; -  характер развития трещин в матрице с разномасштабными наполнителями; -  критерий прочности композита должен учитывать разномасштабность структуры композита; -  влияние температуры.

(II) МЕХАНИЧЕСКОЕ СМЕШЕНИЕ РАСПЛАВОВ / РАСТВОРОВ С МОДИФИЦИРОВАННЫМИ ТВЕРДЫМИ ЧАСТИЦАМИ (на примере сополимера стирола с акрилонитрилом, САН, и НА)‏

Области применения конструкций на основе нанокомпозитов для строительства и инфраструктуры: •Элементы силовых поясов и несущих систем мостовых конструкций •Платформы •Линии берегоукрепления •Настилы пешеходных мостов •Пешеходные переходы •Конструкции мобильных сборно-разборных пешеходных мостов •Быстровозводимые сооружения • Настилы для автодорожных мостов, эстакад и дорог второго уровня