Можно выделить 2 глобальные стратегии, связанные с наномодифицированными строительными материалами.

1) Введение в материал синтезированных нанообъектов (добавка, в уже готовый материал).

2) Синтез нанообъектов в материале в процессе его изготовления (выращиваем, изготавливаем прямо в материале).

 

 

Задачи стратегии 1.

1. Однородность распределения наноразмерных модификаторов по объему материала.

2. Выбор вспомогательных веществ, обеспечивающих агрегативную устойчивость коллоидных (неустойчивых) систем и реализацию потенциала наночастиц.

 

Пример реализации второй стратегии:

- наноструктурные композиты на основе взаимопроникающих полимерных сеток ВПС. Взаимопроникающие полимерные сетки (ВПС) на основе полиуретанов, эпоксидных смол и акрилатов, модифицированные в жидкой фазе наночастицами SiO2, TiO2 или другими окислами металлов.

- Нанокомпозитные на основе гибридной органосиликатной матрицы (органомодифицированной наноматрицы). Интересны, благодаря своим оптическим, механическим, электромагнитным свойствам, специфичны для неоргнанических кристаллов и химической функциональности характерной для органических компаундов.

Общие задачи нанотехнологии:

1) Разработка инструментария для оценки эффективности принимаемых рецептурных и технологических решений.

2) Разработка методики оценки технико-экономической эффективности нанотехнологии в строительстве.

 

 

 

Лекция от 26.10.16

Принцип реализации нанотехнологий.

Идеальная смесь – смесь без пор, поэтому необходимо уплотнение бетонной смеси. Есть самоуплотняющиеся смеси, но они очень дорогие. После уплотнения смеси – уход за бетоном.

Водоцементное соотношение должно стремиться к минимуму, желательно, чтобы плотность при этом росла.

Гидроксид кальция (соль) должен стремиться к минимуму. Прочность в массиве распределяется нестабильно, сложно сказать какие участки будут более и менее прочными – из-за соли.

Внутреннее напряжение на границе раздела фаз должны стремиться к минимуму. Концентратор напряжения – например отверстие в любом материале, так как происходит скачок нормальных напряжений около отверстия. Стараются делать округлой формы отверстия, чтобы уменьшить напряжение о отверстия. Отсюда, можно заключить, что чем больше пор, тем выше напряжение в бетонной смеси.

Трещиностойкость – концентрация добанмарита (неустойчивое соединение)- добавочные материалы.

Критерий экономической эффективности:

 

Композитная арматура

По композитной арматуре специалисты в основном зарубежные.

Канадец Брахим Бенмокрэей – профессор кафедры гражданского строительства.

Есть углепластиковая, стеклопластиковая арматура, с элементами кевлара (например: полиамидный анкер).

Полиамидный анкер вставляют в кладку из силикатного кирпича в трех вариантах:

1) установка анкера в шов

2) необходимо стараться попадать в межпустотное прстранство

Блоки кладут не на холодный цементно-песчаный раствор, а на клеевую смесь.

Основная проблем, побудившая ученых заняться композитной арматурой –металлическая арматура корродирует.

Преимущественно СП – стеклопластиковая арматура. Базальтовая арматура стоит дороже. Плюс базальтовой арматуры – прочнее, стеклопластиковой.

ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для железобетонных конструкций». Диаметры 4-32мм.

СТО Ноострой 2.6.90-2013 «Применение в строительных конструкциях неметаллической композитной арматуры».

ПАВ – полимеры армированные волокнами = волокно смешанное со смолой, например эпоксидной. Применение ПАВ: арматурные стержни и преднапряженные элементы (конструкции нового типа); стержни, намотка и ламинаты (реализованные конструкции). Загибают стержни, пока не застыла смола.

Большой спрос на композитную арматуру в Японии.

Состав: волокна (армирующий материал) + смола (полимер) + прочие (наполнители и добавки – чаще всего коммерческая тайна).

Волокно – механическая прочность, смола – химстойкость.

 

 

Лекция

 

СТАЛЕФИБРОБЕТОН

Некрасов 1905 – первый патент на сталефибробетон.

Фибра – кусочки проволоки, стальная стружка.

«Battle develop.corp.» - 1950 год США – производство сталефибробетона.

1987 год Рекомендации по проектированию сталефибробетонных конструкций.

В практике производства стальных фибр известны 4 принципиально различных способа получения металлической фибры:

1) Рубка из проволоки 0,2-1 мм.

2) Фрезерования из сляба или блюма

сляб – толстостенная металлическая пластина

блюм – неровная поверхность

3) Экстрагирование из расплава металла (заливка металла в форму)

4) Рубка из стального тонкостенного листа толщиной 0,4-0,8 мм.