Нанобетон состав – Нанобетон: в чем особенность технологии

Нанобетон — свойства, характеристики и цены

Сегодня в связи с бумом в сфере загородного домостроительства, в нашей стране разрабатываются все новые и новые строительные материалы. Однако их ассортимент растет так быстро, что новоявленному застройщику, и даже профессиональному строителю очень трудно сориентироваться в этом многообразии. Но так как часто многие производители выпускают не совсем качественные материалы, доверие потребителя к инновационным технологиям не так высоко, как предполагается. Застройщики предпочитают использовать традиционные, проверенные материалы, а мимо многих новых, вполне достойных разработок проходят, не обращая на них внимания. Однако есть сегодня материал, мимо которого не стоит проходить частному застройщику, если он хочет построить себе надежный дом за относительно небольшие деньги. Таким материалом является нанобетон.

Итак, любой современный дом, как правило, начинается с бетона, и с этим трудно не согласиться. Для возведения жилых зданий и сооружения прочих строительных объектов применяются самые разные марки бетонных смесей. Сегодня для улучшения характеристик бетона в него добавляют самые разные присадки, помимо вяжущей части, воды и заполнителей, и многие из них состоят из так называемых нано частиц. Такие присадки называются нано присадками. С добавлением в состав нано присадок бетонная смесь получает множество очень полезных свойств. Так, в полученной бетонной смеси снижается потребность воды как вяжущей составляющей. До этого строители использовали разные пластификаторы, но эти пластификаторы часто в целом ухудшали качество бетона, а не улучшали его.

Всё о наноприсадках

Нано присадки, в отличие от пластификаторов, на бетон не влияют в отрицательном плане. При их использовании улучшаются такие характеристики бетонных сооружений, как сроки службы, стойкость к щелочи и кислотам, перепадам температур. Органические и неорганические элементы нано присадок производят адсорбцию в цементе, снижая необходимое количество жидкости в растворе, что убыстряет схватывание бетона и сокращает сроки строительства. При этом качество постройки улучшается весьма заметно.

Какие принципиальные отличия нано модифицированного бетона, появившегося относительно недавно, можно выделить? В составе такого бетона имеется так называемая минеральновяжущая составляющая. Пластификаторы уступают место нано инициаторам, представляющим собой очень мелкие пустотелые цилиндры (или трубки) углеродных полимеров всего в несколько атомарных прослоек. Их поперечное сечение составляет чуть больше нескольких микрон, при этом материал обладает невероятно высокой стойкостью и прочностью. Также они игнорируют щёлочи и кислоты, то есть не вступают с ним в реакцию, таким образом, нанобетон, в отличие от бетона обычного, становится химически нейтральным. Вступая с цементом во взаимодействие и являясь точками кристаллизации, нано трубки способствуют армированию бетона, меняя кристаллическую решётку на молекулярном уровне.

Итак, использование нано инициаторов улучшает как химические, так и физические свойства материала, увеличивает его стойкость к высоким температурам. Запас прочности возрастает почти на 100%, а холодоустойчивость увеличивается на 50%. Надо сказать, что материал не теряет своих свойств при термическом воздействии до 800 С, то есть такой бетон можно использовать даже при строительстве печей. Нано трубки, входящие в кристаллическую структуру облицовочных плиток из нано модифицированного бетона, обладают бактерицидными свойствами, что улучшает экологическую чистоту строения.

Значительное снижение количества воды, необходимой для вяжущей составляющей, достигается изменением физической структуры нанобетона, что помогает снизить вес конструкций из бетона в семь раз, и при этом ликвидировать возможность появления трещин. Ведь не секрет, что трещины в бетоне образуются из-за воды, которая остается в бетоне даже после полного его высыхания, и особенно эта проблема актуальна для северных регионов нашей страны.

Кроме того, нано инициаторы увеличивают сцепление бетона с металлом, а армирование на уровне кристаллической решётки облегчает конструкцию за счёт уменьшения необходимости использования арматуры. Расчеты и строительный опыт показали, что здания, построенные из нанобетона, весят меньше, чем здания, построенные с помощью легкой композитной арматуры, и при этом гораздо прочнее их.

Следует добавить еще вот что: высокая прочность нанобетона позволяет использовать меньшое количество раствора примерно на 30%. Данный материал рекомендуется использовать при сооружении конструкция из железобетона от 80 метров, объектов с высокими требованиями к сейсмоустойчивости и пожарной безопасности. В гидроизоляции сооружения при использовании нанобетона нет необходимости. Такой бетон сам становится гидроизолятором, не пропуская влагу через себя, что несвойственно практически всем видам современного бетона.

Для конструкций, выполненных из нанобетона, не требуется мощного фундамента, а это позволит очень существенно снизить расходы на весь комплекс строительства, включая и трудозатраты. Как уже упоминалось выше, изделия из такого материала имеют преимущество в весе перед конструкциями, выполненными из обычного бетона.

Назначение различных классов нано модифицированных бетонов и их категории

Нано модифицированные бетоны разделяются на: лёгкий нано модифицированный пенобетон, нано улучшенный бетонный раствор нормальной консистенции и нано модифицированные бетоны высокой и сверхвысокой прочности. Существуют некоторые рекомендации по применению нано материалов в разных отрослях строительства.

Лёгкие нано пенобетоны хорошо применяются для индивидуального жилищного строительства, для строительства помещений различного предназначения и возведения межкомнатных стен.

Для строительства таких объектов как мосты, гоночные трассы, аэродромны и дороги, и тому подобные сооружения, требуется повышенный запас прочности. Для их возведения применяют нано модифицированные бетоны средней плотности.

При возведении больших сооружениях различной направленности применяется нано модифицированный бетон высокой и очень высокой прочности. Для изготовления ферм, блоков и несущих конструкций требуется применение очень прочного материала, и нанобетон высокой прочности подходит для этого лучше всего.

Создание нано материалов

Разработки нано модифицированных строительных материалов впервые начались в конце прошлого столетия. В России разработки таких материалов начались в 1993-м году. Ведущими компаниями, специализирующимися в нано конструировании, были взяты лучшие зарубежные образцы, изучены их свойства и возможности. В проекте приняли участие множество учёных со всех городов страны. Произошло разделение проекта на два направления – создание материалов для реконструкции старых объектов и материалов для строительства новых. В результате были получены технологии, значительно превышающие западные по эффективности.

Аналогичными инновационными разработками по созданию новых стройматериалов занимаются не только русские учёные, но и их западные коллеги и во многих странах. Не настолько успешно, но эти разработки вполне имеют право на существование в современных строительных реалиях. Дело в том, что западные ученые разрабатывали свои материалы для нормальных климатических условий, которые совершенно не подходят для строительства в сложных условиях. Отечественные разработки выдерживают очень низкие температуры, в чем значительно превосходят продукт, разрабатываемый за рубежом.

Впрочем, модифицированный с помощью нано присадок бетон и сегодня не столь доступен, как обычные смеси. В связи с очень малым сроком хранения в сухом виде имеется много проблем с использованием этого материала. Однако необходимо отметить, что разработки по улучшению характеристик таких материалов в данный момент направлены больше на улучшение долговечности и сроков хранения в сухом виде. По характеристикам прочности модифицированный бетон намного опережает обычные растворы, поэтому он очень востребован в современном строительстве. Остаётся надеяться на то, что в ближайшем будущем эти технологии приобретут массовое распространение, и станут доступны всем.

Цена на нанобетон

Рассмотрим с Вами таблицу с примерными ценами нанобетона

jurnalstroyka.ru

Нанобетон: современные технологии бетонирования

В строительстве используются разные виды бетона, в состав которых входят вяжущее вещество, заполнитель и вода. Для улучшения свойств бетонной смеси добавляют пластифицирующие добавки. Такие компоненты в бетонном растворе продлевают срок эксплуатации, повышают морозоустойчивость и устойчивость к воздействиям агрессивных сред. Молекулы пластификаторов органического и неорганического происхождения адсорбируются на цементных частицах и позволяют сократить количество воды в растворе.

При использовании пластификаторов уменьшается потребность вяжущего составляющего в воде и увеличивается подвижность бетонной смеси.

Недавно появившийся на рынке новый материал нанобетон принципиально мало чем отличается от обычных бетонных смесей. В его составе также есть минеральное вяжущее, заполнитель и вода. Только в качестве пластификаторов применяются наноинициаторы, представляющие собой микроскопические полые трубки в несколько атомарных слоев углеродных полимеров. Диаметр этих нанотрубок – всего несколько единиц микрон, но их прочность больше ста гигапаскалей. Кроме того, их достоинством является невосприимчивость к щелочам и кислотам. Когда наноинициаторы взаимодействуют с цементом, они кристаллизуются, армируя бетон и на молекулярном уровне изменяя его структуру.

Нанобетон устойчив к высоким температурам, свои характеристики он сохраняет при температуре до 800 °С. Использование в бетоне наноинициаторов улучшает физико-механические характеристики материала, повышая прочность на 150%, а морозоустойчивость – на 50%. Нанотрубки, находящиеся в структуре облицовочных плиток из нанобетона, выделяют под воздействием кислорода атомарный кислород, имеющий бактерицидные свойства.

Так как изменение физической структуры нанобетона резко снижает потребность вяжущего составляющего в воде, это позволяет в шесть раз уменьшить вес бетонных конструкций и вероятность появления трещин. Внутреннее молекулярное армирование снижает потребность в армировании бетонной конструкции.

Наноинициаторы повышают сцепление бетона с металлом, при этом они на молекулярном уровне взаимодействуют даже со слоями, подвергшимися коррозии.

Рекомендуется использовать нанобетон при строительстве железобетонных конструкций от 74 м и при возведении объектов с повышенными требованиями к пожаробезопасности и сейсмоустойчивости. Благодаря плотной легкой однородной структуре, нанобетон не нуждается в гидроизоляции, а высокая прочность материала позволяет уменьшить объемы укладки нанобетона на 30%.

Так как готовые сооружения из нанобетона имеют меньший вес, чем конструкции из обычного бетона, для них не требуется мощный фундамент, а это позволят сократить стоимость строительства и трудозатраты.

Термин «нанобетон» сегодня довольно часто употребляется в строительном лексиконе. Это материал будущего, который станет в скором времени достойной заменой традиционным бетонным смесям.

Нанобетон со своими высокими физико-механическими характеристиками открывает новые возможности для проектирования и строительства. Этот строительный материал, изготовленный на основе прогрессивных нанотехнологий, отличающийся прочностью, легкостью, стойкостью к термическим перепадам, позволяет удешевить строительство новых объектов и облегчить реставрацию старых конструкций.

Нанобетонами называются бетоны разных классов и марок. Сейчас разработка технологий и рецептур на основе нанотехнологий находится на начальной стадии. Но уже есть готовые смеси нанобетонов разной прочности, которые рекомендованы к применению в различных сферах строительства

История создания нанобетона

Первые успешные результаты в разработке нового строительного материала нанобетона российскими учеными были получены в 1993 году. Работа велась разработчиком Андреем Пономаревым из Санкт-Петербурга и группой ученых из других городов. На данный момент в работе над созданием новых строительных материалов на основе нанотехнологий задействованы «Наноцентр» МЭИ, ООО «Нанотроника» из Москвы, НПО «Синтетика-Строй» из города Новочеркасска и петербургский НТЦ «Прикладные технологии».

Сейчас в проекте работы ведутся в двух направлениях — создание материалов для реконструкции старых сооружений и для возведения новых зданий.

В западных странах также занимаются разработкой нанотехнологий и созданием на их основе новых строительных материалов, но только российский нанобетон может использоваться при реконструкции старых железобетонных конструкций, может восстанавливать прочность конструкции.

Нанобетон, разработанный российскими учеными, при нанесении на ж/б конструкцию имеет свойство заполнять даже ее микропоры, при этом данный стройматериал полимеризуются и восстанавливает прочность конструкции. Кроме того, новое вещество может вступать в реакцию с коррозийным слоем проржавелой арматуры и восстанавливать ее сцепление бетоном. Другим немаловажным преимуществом отечественного нанобетона перед зарубежными аналогами является более низкая стоимость.

Технология и характеристики нанобетона на видео:

Виды нанобетонов и их назначение

Класс нанобетонов включает несколько категорий:

1. Легкие нанопенобетоны рекомендованы для использования в индивидуальном строительстве и для возведения перегородок в помещениях разного назначения.
2. Нанобетоны средней плотности применяются в строительстве объектов, к которым выдвигаются требования повышенной прочности (мосты, дорожные и аэродромные покрытия и т. п.).
3. Нанобетоны высокой, сверхвысокой прочности подходят для строительства несущих конструкций в жилых домах, в коммерческих зданиях, в сооружениях промышленного сельскохозяйственного назначения (обустройство лифтовых шахт, изготовление балок, ферм и др.).

Чтобы получить новые свойства материала, в состав бетона добавляются наночастицы оксида кремния, поликарбоксилата, диоксида титана, углеродные нанотрубки и фуллерены. Сейчас в России успешно развивается производство бетона с добавками базальтового фиброволокна и углеродными нанокластерами.

Нанотехнологии в строительстве: прогнозы на будущее

Эксперты считают, что при разработке новых строительных материалов на основе нанотехнологий стоит уделить больше внимания не повышению прочности бетона, которая и так достаточно высокая, а регулированию других параметров, например долговечности. Минеральные вяжущие, в частности портландцемент, имеют довольно ограниченный срок годности. По истечении короткого срока годности или при небольших отклонениях от стандартов хранения портландцемент становится непригодным для дальнейшего применения. Увеличить срок хранения сухого бетона или других строительных смесей можно с применением нанотехнологий.

Аналитики строительного рынка подсчитали, что при массовом производстве в России нанобетонов конечная стоимость новой продукции по сравнению с обычными бетонами будет выше всего на 10–20%. Но по своим потребительским свойствам новые материалы будут превосходить традиционный бетон в четыре-шесть раз. Начало промышленного производства наномодифицированного бетона должно начаться в 2015–2016 году.

GD Star Rating
loading…

Нанобетон и нанотехнологии в изготовлении бетона, 4.3 out of 5 based on 20 ratings

libeton.ru

Воздушный нанобетон: состав, характеристики, виды

Ключевым стройматериалом является бетон. К одному из множества его разновидностей относят воздушный нанобетон. Инновационные добавки — наноинициаторы при использовании нанотехнологий превращают растворы в материал с новыми физическими и механическими свойствами и особой сферой применения. Их прочность, маловесность, термоустойчивость заставляют отказываться от традиционных стройматериалов. Благодаря современным разработкам, стены строений приобретут способность «дышать», сохраняя тепло, самовосстанавливаться и служить людям по 1000 лет.

Что такое нанобетоны?

В 1993 году петербургский ученый Пономарев А. Н. впервые опробовал новый состав. Дальнейшие исследования продолжились в Москве, Новочеркасске, Кемерово и в западных странах. Понятие нанобетонов собирательное. Это не отдельно взятый уникальный раствор. В широком смысле — это набор наноматериалов и методов, используя которые получают различные свойства композитов.

Применение современного оборудования обеспечивает изменения на молекулярном уровне, и состав приобретает уникальные свойства благодаря особой структуре вещества. Базовой матрицей может выступать не только бетон, но и другие минеральные вяжущие вещества, например, гипс. Высочайшая прочность при низком весе материала, морозоустойчивость и экстремальные перепады температуры — наиболее ценные качества наномодифицированного камня.

Как изменяли состав смеси?

Наноинициаторы

Повышение эксплуатационных характеристик происходило благодаря подбору цементной составляющей и специальным добавкам. Последние условно назвали строительной фиброй. Они различны по методу изготовления, составу, техническим качествам. Прорыв в нанотехнологиях совершили фуллерены и подобные им материалы. Это огромные каркасные молекулы из углеродных атомов (нанотрубки). Классификация включает следующие виды:

Углеродная нанотрубка имеет вид каркаса с молекулами, которые бывают разных видов.

• Стальная (самая прочная).
• Полимерная (устойчивая к коррозии и дешевая).
• Базальтовая и из щелочностойких волокон.
• СМВ — сверхвысокомодулярные полиарамидные волокна.
• Высокомодулярные углеродные волокна.

Технологии

Применение новых пластификаторов привело к минимизации потребления воды в строительном растворе. Это значительно облегчило материал и повысило подвижность состава, что исключило вероятность образования трещин. Воздушные бетоны относятся к разным маркам и классам. Разные вариации рецептур открывают неограниченные возможности применения. и продолжают изучаться. В условиях лаборатории нанодобавки запускают каскад реакций, которые, в конечном итоге, обеспечивают высокую прочность без надобности армирования. Этот этап технологического процесса получил свое определение.

Дисперсное самоармирование — это обретение сверхпрочности за счет разрастания кристаллов минерального вещества, спровоцированного нанодобавками.

Развитие технологий идет в нескольких направлениях, среди которых укрепление железобетона преобразованной арматурой.

Технологии развиваются в нескольких направлениях к которым можно отнести:

• добавление специальных ингредиентов;
• нанесение защитных покрытий особых свойств на готовые основы;
• укрепление железобетона преобразованной арматурой.

Характеристики

В таблице представлены основные качества усовершенствованного камня и его достоинства:

Свойства	Комментарии	Преимущества
Прочность	В 1,5 раза выше простого бетона	Долговечность
	Разрушает только интенсивный и длительный ультразвук
Устойчивость к температурным изменениям	Интервал воздействия — от -180 до +800 градусов Цельсия	Использование в экстремальных условиях
Бактерицидность	Выделяет атомарный кислород	Поддерживает особый микроклимат
Крепкое сцепление бетона и металла	Проникает к участку коррозии, восстанавливая прочность	Реставрационные работы
Малый вес	Обеспечивается уменьшенным объемом воды в растворе	Облегчение всей конструкции, удешевление стройки за счет менее мощного фундамента
Однородность структуры	Не дает трещин, расслоения, надломов	Возможность использовать метод литья
Водонепроницаемость	Не требует гидроизоляции	Не пропускает влагу внутрь помещений
Огнеупорность	+800 градусов Цельсия	Пожаробезопасность
Химическая устойчивость к кислотам и щелочам	В результате взаимосвязи наночастиц	Использование в агрессивной среде
Низкая стираемость	За счет однородности и плотности массы высокая удароустойчивость	Хорош для дорожных и напольных покрытий

Виды и область применения

Сверхпрочные свойства материала позволяют применять его при строительстве высоток или аэродромных платформ.

Инновационный состав классифицируется по плотности на такие разновидности:

• легкий;
• средний;
• прочный;
• высокопрочный.

В зависимости от поставленных целей и задач для возводимого сооружения берут соответствующий наноматериал. Для частных зданий, внутренних перекрытий применяют облегченные варианты. Дорожные, аэродромные полосы, платформы для добычи нефти и газа, подъездные пути требуют более прочной формы. Мощные железобетонные конструкции, мосты, высотки — удел сверхпрочного нанобетона. С успехом он применим в строительстве в районах повышенной пожароопасности и в сейсмически нестабильных зонах.

Направления развития

Кроме строительства сфера применения стремительно расширяется, как и разработки новых форм воздушного раствора. Композиционные покрытия на основе нанобетона применяются для канализационных сооружений, где очевидно действие агрессивной среды. В результате бетон не разрушается, а металл не ржавеет. Многослойный композит подходит для полов и стен зданий общественного назначения — торговых и административных центров, парковок, школ.

Возможность нанесения путем пневмонабрызга позволяет укреплять разнообразные поверхности и использовать наноматериал как клей.

Модифицированный искусственный камень не токсичен, обладает бактерицидными и водоотталкивающими качествами, поэтому его используют в конструкциях, несущих питьевую воду. Новым направлением стало изготовление композитной арматуры. Она активно приходит на смену стальной. Используя хорошую пластичность нанобетона, методом литья создают оригинальные бытовые мелочи — столешницы, вазы, мойки, плафоны.

znaybeton.ru

Нанобетон — строительный материал нового поколения

26 Августа 2015 Немного истории

Первые результаты по разработке и практическому применению нанобетона были получены в 1993 году исследователем Андреем Пономаревым из Санкт-Петербурга. К работе подключились коллеги из других городов, и сегодня этим материалом занимаются ученые из питерского НТЦ «Прикладные технологии», новочеркасских НПО «Полимерстрой» и ООО «Нанотроника», а также «Наноцентр» МЭИ (Москва).

В Кемеровской области, например, при производстве нанобетонов стали использовать то, что находится в изобилии буквально под рукой, точнее, под ногами, — уголь. Углеродную добавку назвали Kemerit; ее успешно применяют в материалах для возведения жилья, дорог и мостов.

Вообще совершенствование нанобетона развивается в двух направлениях: применение его в строительстве новых объектов и для восстановления разрушающихся сооружений.

Конечно, исследованием этого стройматериала занимаются и ученые в других странах. Но отечественный нанобетон, в отличие от зарубежных аналогов, способен, например, «вылечивать», казалось бы, погибающие железобетонные конструкции. При нанесении на такую конструкцию нанобетон заполняет не только ее микротрещины, но и микропоры, при этом полимеризируясь. А если проржавела арматура, этот замечательный материал вступает в реакцию с коррозирующим слоем и, замещая его, обеспечивает сцепление бетона с арматурой. Таким образом, прочность конструкции восстанавливается. К тому же российские нанобетоны значительно дешевле зарубежных.

Состав нанобетонов

Термин «нанобетон» является собирательным, он включает в себя целый ряд специализированных бетонов. При их изготовлении применяются в различных комбинациях наноматериалы, изменяющие структуру, плотность и другие свойства бетонов.

В состав традиционного бетона входят вяжущее вещество, заполнитель и вода, а также пластифицирующие добавки, улучшающие свойства стройматериала.

При производстве нанобнтонов вместо обычных пластификаторов применяют наноинициаторы, изменяющие (армирующие) структуру бетона на молекулярном уровне. Вследствие этого снижается потребность в дополнительных армирующих материалах.

Наноинициаторы — это полые полимерные углеродные трубки диаметром в несколько микрон и с толщиной стенок в несколько атомов. Но их прочность — более 100 гигапаскалей. К тому же наноинициаторы устойчивы к действию щелочей и кислот.

В качестве наноинициаторов используют также оксид кремния и диоксид титана.

Свойства нанобетонов

Прочность нанобетона в полтора раза выше, чем обычного. Высока и долговечность этого материала.

Его морозоустойчивость выше на 50%: ему не страшны температуры до минус 150-180 ºС. Нанобетоны могут выдерживать нагрев до 800ºС.

Под воздействием солнечных лучей наночастицы диоксида титана становятся фотокатализатором, который преобразует пары воды и атмосферный кислород в атомарный кислород, обладающий бактерицидным действием.

Измененная структура нанобетона резко уменьшает потребность в воде вяжущей составляющей, что в 6 раз уменьшает массу бетонной конструкции и вероятность возникновения трещин. 

Сфера применения

Свехлегкие нанопенобетоны применяются в основном в индивидуальном строительстве и при устройстве перегородок в различных помещениях.

Наноструктурированные бетоны, средние по плотности, обладают высокой прочностью и великолепными эксплуатационными качествами. Их используют при возведении мостов, в дорожном строительстве и при укладке аэродромных покрытий. Этот современный материал применялся, например, в Сочи при подготовке трасс к зимней Олимпиаде-2014. Новое бесшовное долговечное дорожное полотно обладает не только прочной основой, но и гораздо более безопасно при землетрясениях.

Разработаны и сверхпрочные наноструктурированные бетоны, применяющиеся для сооружения несущих элементов зданий, лифтовых шахт.

Сегодня проектировщики рассматривают возможность применения нанобетонов при возведении зданий в сейсмически активных зонах, а также для укрепления домов, уже имеющихся в этих зонах. Предлагается наращивать опоры, сечения, использовать вдавливаемые сваи в фундаменте, существенно повышая его надежность.

Вероятно, нанобетоны будут применяться и при строительстве подземных объектов в современных мегаполисах.  

 

proftula.ru

Нанобетон — строительный материал нового поколения

26 Августа 2015 Немного истории

Первые результаты по разработке и практическому применению нанобетона были получены в 1993 году исследователем Андреем Пономаревым из Санкт-Петербурга. К работе подключились коллеги из других городов, и сегодня этим материалом занимаются ученые из питерского НТЦ «Прикладные технологии», новочеркасских НПО «Полимерстрой» и ООО «Нанотроника», а также «Наноцентр» МЭИ (Москва).

В Кемеровской области, например, при производстве нанобетонов стали использовать то, что находится в изобилии буквально под рукой, точнее, под ногами, — уголь. Углеродную добавку назвали Kemerit; ее успешно применяют в материалах для возведения жилья, дорог и мостов.

Вообще совершенствование нанобетона развивается в двух направлениях: применение его в строительстве новых объектов и для восстановления разрушающихся сооружений.

Конечно, исследованием этого стройматериала занимаются и ученые в других странах. Но отечественный нанобетон, в отличие от зарубежных аналогов, способен, например, «вылечивать», казалось бы, погибающие железобетонные конструкции. При нанесении на такую конструкцию нанобетон заполняет не только ее микротрещины, но и микропоры, при этом полимеризируясь. А если проржавела арматура, этот замечательный материал вступает в реакцию с коррозирующим слоем и, замещая его, обеспечивает сцепление бетона с арматурой. Таким образом, прочность конструкции восстанавливается. К тому же российские нанобетоны значительно дешевле зарубежных.

Состав нанобетонов

Термин «нанобетон» является собирательным, он включает в себя целый ряд специализированных бетонов. При их изготовлении применяются в различных комбинациях наноматериалы, изменяющие структуру, плотность и другие свойства бетонов.

В состав традиционного бетона входят вяжущее вещество, заполнитель и вода, а также пластифицирующие добавки, улучшающие свойства стройматериала.

При производстве нанобнтонов вместо обычных пластификаторов применяют наноинициаторы, изменяющие (армирующие) структуру бетона на молекулярном уровне. Вследствие этого снижается потребность в дополнительных армирующих материалах.

Наноинициаторы — это полые полимерные углеродные трубки диаметром в несколько микрон и с толщиной стенок в несколько атомов. Но их прочность — более 100 гигапаскалей. К тому же наноинициаторы устойчивы к действию щелочей и кислот.

В качестве наноинициаторов используют также оксид кремния и диоксид титана.

Свойства нанобетонов

Прочность нанобетона в полтора раза выше, чем обычного. Высока и долговечность этого материала.

Его морозоустойчивость выше на 50%: ему не страшны температуры до минус 150-180 ºС. Нанобетоны могут выдерживать нагрев до 800ºС.

Под воздействием солнечных лучей наночастицы диоксида титана становятся фотокатализатором, который преобразует пары воды и атмосферный кислород в атомарный кислород, обладающий бактерицидным действием.

Измененная структура нанобетона резко уменьшает потребность в воде вяжущей составляющей, что в 6 раз уменьшает массу бетонной конструкции и вероятность возникновения трещин. 

Сфера применения

Свехлегкие нанопенобетоны применяются в основном в индивидуальном строительстве и при устройстве перегородок в различных помещениях.

Наноструктурированные бетоны, средние по плотности, обладают высокой прочностью и великолепными эксплуатационными качествами. Их используют при возведении мостов, в дорожном строительстве и при укладке аэродромных покрытий. Этот современный материал применялся, например, в Сочи при подготовке трасс к зимней Олимпиаде-2014. Новое бесшовное долговечное дорожное полотно обладает не только прочной основой, но и гораздо более безопасно при землетрясениях.

Разработаны и сверхпрочные наноструктурированные бетоны, применяющиеся для сооружения несущих элементов зданий, лифтовых шахт.

Сегодня проектировщики рассматривают возможность применения нанобетонов при возведении зданий в сейсмически активных зонах, а также для укрепления домов, уже имеющихся в этих зонах. Предлагается наращивать опоры, сечения, использовать вдавливаемые сваи в фундаменте, существенно повышая его надежность.

Вероятно, нанобетоны будут применяться и при строительстве подземных объектов в современных мегаполисах.  

 

proftula.ru

Воздушный нанобетон — материал улучшенной структуры, усовершенствованная форма бетона!

Научно-технический прогресс с нанотехнологиями проникает во все сферы медицины, биомеханики, косметологии, электроники, телекоммуникаций, производства. Не минул он и строительной отрасли. Не так давно в строительстве появился нанобетон. Это – усовершенствованная форма бетона, изготовленная на основе новейших разработок.

В состав этого материала включены такие же составные компоненты и пластификаторы, как и в обычном бетоне. Различия заключаются в особенной форме переработки составных частиц новых бетонов на молекулярном уровне с помощью специального оборудования новейшего образца. Благодаря включению в состав наномодифицированных бетонов углеродных нанотрубок, диоксида титана, оксида кремния, базальтового волокна, фуллеренов, улучшаются характерные признаки материала и его способности.

Свойства воздушного нанобетона

Нанобетон, как и другая нанопродукция, обладает уникальными свойствами и характеристиками, которые дают простор для творчества архитекторам и проектировщикам. Воздушный нанобетон можно применять для строительства новых зданий и для реконструкции имеющихся построек, которые под действием времени и осадков утратили свой вид и форму. Такой бетон может проникать во все поры, заполнять пустоты, которые образовались от металлической коррозии, усадки грунта. Важным свойством нанобетона является его небольшая масса, которая дает широкие возможности для разностороннего применения в высотном строительстве. Устойчивость к изменениям температур и морозу позволяет возводить строения в условиях разных климатических условий. Наномодификаторы повышают прочность и долговечность строений. Срок службы зданий из такого материала повышается до 100-500 лет с планом в 1000 лет.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:

Размеры анкерных болтов по бетону для промышленности и дома.

Виды наномодифицированных бетонов

В понятие воздушного нанобетона входит нескольких разновидностей наномодифицированных бетонов, которые отличаются уровнем прочности и другими характеристиками. В основном наномодифицированные бетоны подразделяются на:

• легкие;
• средние;
• высокопрочные и сверхвысокопрочные.

Из легких наномодификаторов возводят индивидуальные дома и внутренние перегородки.

Нанобетоны среднего уровня плотности наделены большой прочностью, что позволяет их применение при производстве дорог, аэродромных покрытий.

этапы изготовления воздушного бетона (1-4)

этапы изготовления воздушного бетона (5-8)

 

Наномодификаторы повышенной прочности применяют в строительстве высотных зданий и перекрытий, мостов, несущих конструкций, перекрытий, ферм.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:

Добавка в бетон для водонепроницаемости – лучшее решение проблемы его разрушения с течением времени.

Что нас ожидает?

Благодаря нанобетону, планируется создание таких строений, которые будут в буквальном смысле слова «дышать» и способствовать выводу вредных компонентов наружу. Но в тоже время такие строения будут сохранять благоприятный микроклимат и тепло в помещении. Введение в бетон полимерных наночастиц будет препятствовать разрушению строений при землетрясениях, военных действиях. Уникальные свойства нанобетонов приведут к тому, что строения смогут самовосстанавливаться в различных условиях. К тому же повысится срок службы таких конструкций до 1000 лет.

Применение

Такое ожидает нас в будущем, а сегодня воздушный нанобетон дает возможность для строительства:

• высотных зданий и небоскребов с каркасом из монолитного бетона;
• частных домов любого формата;
• подземных парковок;
• метрополитенов и подземных переходов;
• большепролетных висячих мостов;
• больших торговых и выставочных комплексов, павильонов, рынков;
• шахт лифтов;
• платформ для нефтедобычи и газодобычи;
• гибридных строительных конструкций;
• дорог и подъездных путей, покрытия аэродромов.

Вывод

Воздушному нанобетону принадлежит будущее. Его применение часто связано с использованием отходов железорудной и металлургической промышленности, угледобычи, переработки камня, других материалов. Сырьевой утиль удешевляет стоимость готового наноматериала, параллельно решая вопросы экологии и безопасности. Наномодификаторы снижают состав цемента и других составных компонентов в бетонной смеси.

papamaster.su

свойства и характеристики инновационного материала

Октябрь 05, 2014 Нет комментариев

При создании бетонного раствора нередко используют различные пластификаторы и добавки для улучшения его прочностных характеристик, а также повышения морозоустойчивости или срока эксплуатации.

Новинкой на рынке представлен совершенно иной вид бетона – нанобетон, который по составу мало чем отличен привычных нам бетонных смесей.

При его изготовлении также используются вода, заполнитель и минеральное вяжущее вещество. Но технические характеристики нанобетона значительно отличаются от обычного.

Используемый пластификатор состоит из наноинициаторов. Они представляют собой микроскопические трубки, толщина которых составляет несколько микрон. Также особенной характеристикой наноинициаторов является то, что они невосприимчивы к щелочам и кислотам. Улучшение характеристик бетона происходит из-за того, что пластификатор взаимодействуют с цементом и кристаллизируется. Всё это происходит на молекулярном уровне.

Стоит заметить, что сами инициаторы довольно прочные (прочность более 100Гпа). Исходя из этого, требования по армированию конструкций при использовании данных нанотехнологий снижаются.

Характеристики нанобетона по сравнению с привычным бетонным раствором:

• прочность больше на 150%;
• вес конструкции при одинаковом объеме меньше в 4-6 раз;
• морозоустойчивость увеличена на 50%;

Нанобетон следует использовать в конструкциях, к которым установлены высокие технические требования:

• сейсмоустойчивость;
• пожаробезопасность;
• надежность.

Обладая новыми улучшенными свойствами, этот материал не нуждается в какой-либо дополнительной обработке или гидроизоляции, что удешевляет строительство объектов. Также из-за высоких прочностных характеристик обьемы бетона при укладке сокращаются на 30%.

Нанобетон – создание и развитие строительного материала

В 1993 году впервые началась разработка данного материала. Его разработчиком является Андрей Пономарев и другие ученые с разных городов. Над разработкой задействованы несколько компаний, таких как: «Нанотроника», «Синтетика-Строй» и «Прикладные технологии». В проекте образовалось две ветки направления:
— для  выполнения реконструкций старых построек;
— для строительства объектов, с улучшенными физическими характеристиками.

Но не только российские ученые занимаются разработкой столь инновационного материала. Работы по созданию универсального строительного материала ведутся и в западных странах. Конечно не на столь успешном уровне, но всё же данная технология получила право на жизнь в современном строительстве.

Нанобетон: будущее строительного материала

Стоит заметить что мнение экспертов направлено не на улучшение прочностных характеристик, которые к слову и так высоки, а на улучшение других параметорв, таких как долговечность. Ведь известно, что довольно распространенный портландцемент имеет ограниченный срок хранения, а если быть точным, то очень даже недолгий. А с применением нанотехнологий данной проблемы можно избежать.

Нанобетон конечно не столь доступный, как другие виды бетонных смесей, но всё же будем надеяться что через несколько лет такие технологии заполнят рынок стройматериалов и станут общедоступными.

Загрузка…

Похожие материалы:

uvservis.ru