Воздушный нанобетон — материал улучшенной структуры, усовершенствованная форма бетона!

Воздушный нанобетон

Ключевая роль в строительстве отводится выбору материалов. Общеизвестно, что одним из наиболее часто используемых является бетон и некоторые его модификации. Одной из разновидностей является нанобетон, который заполнил рынок с развитием нанотехнологий. Специальные наноинициаторы (добавки) влияют на структуру вещества, наделяя его дополнительными качественными характеристиками.

Структура

Нанобетон — собирательное название, которое включает в себя некий перечень материалов. Они изготавливаются благодаря различным комбинациям, которые влияют на:

Состав обычного бетонного вещества: вяжущее средство, заполнитель, вода, некоторые добавки (пластификаторы). При создании нанобетона пластификаторы заменяют наноинициаторами. Изменения происходят на молекулярном уровне и целиком меняют структуру смеси. После использования подобной техники исключается потребность в армировании бетона. Он приобретает устойчивость к щелочи, кислотам.

Наноинициатор — полимерная углеродная труба (толщина стенки составляет всего несколько атомов). Прочность нанобетонов- 100 гигапаскалей. Чаще всего в качестве инициаторов выступают:

Разновидности

Классификация воздушного нанобетона базируется на различиях прочности и веса. Основное разделение:

  • легкие (применяются в постройках частных жилых домов, внутренних перегородок зданий);
  • средние (для производства дорог, покрытий для аэродромов);
  • высокопрочные (для высотных зданий, ферм, перекрытий, мостов, несущих сооружений);
  • сверхвысокопрочные (для вокзалов, мостов, аэродромов).

Вернуться к оглавлению

Свойства

  • Особенность нанобетона — его прочность. По данному параметру он в полтора раза превосходит обычный бетон. Соответственно, качество, долговечность, условия эксплуатации также будут на стороне современного воздушного материала.
  • Морозостойкость увеличивается вполовину, сравнительно с прочими видами.
  • Температурный порог: минус 180 градусов — плюс 800 градусов (выдерживает экстремальное нагревание).
  • Гигиеничность, бактерицидность (компонент, входящий в структуру, при контакте с кислородом образует и выделяет специальные вещества, имеющие антисептическое действие).
  • Отсутствие потребности в воде как в важной составляющей вязкости.
  • Масса бетонных конструкций уменьшается в несколько раз.
  • Отсутствие возможности надломов, трещин и прочее.

Вернуться к оглавлению

Сфера применения

Нанобетоны используются для базовых индивидуальных построек, преграждения помещений. В более масштабном строительстве применяются:

  • в укладке дорожного полотна;
  • для аэродромных покрытий;
  • для спортивных трасс;
  • в местах с повышенной сейсмической активностью (поскольку смесь является устойчивой к землетрясениям);
  • для несущих элементов;
  • в лифтовых шахтах;
  • для подземных объектов в мегаполисах.

Нанобетон в строительстве дорог.

С их помощью укрепляют дома, возводят новые здания, наращивают опоры и сечения, используют вдавливаемые сваи в фундамент. Благодаря перечню качественных характеристик материала, покрытие будет более долговечным, качественным, устойчивым к механическим повреждениям, безопасным. К примеру, подобный материал был задействован при подготовке трасс к Олимпиаде в Сочи.

Наука не стоит на месте. Ученые разных стран и континентов пытаются усовершенствовать уже имеющийся материал либо найти ему более достойную замену. Не исключено, что через несколько лет воздушный материал уступит сверхпрочному лидирующие позиции.

Заключение

Нанобетоны являются наиболее высокопрочными материалами современности, которые используются в строительстве. Ряд характеристик, отличающих его от аналогов был приведен выше. Благодаря воздушному нанобетону, постройки могут “дышать” самостоятельно, выводить вредные компоненты наружу, сохранять свои внешние и структурные параметры на протяжении многих лет. Эксплуатационный срок данных конструкций возрос к тысяче лет. Разумеется, цена является соответствующей, и не каждый сможет позволить себе приобретение.

Микроклимат, который устанавливается в зданиях, возведенных или укрепленных нанобетоном, характеризуется эргономичными, теплосберегающими, влагоотталкивающими показателями. К тому же, любые повреждения, которые могут быть нанесены зданию, “затягиваются” сами собой (функция регенерации). Введение даже некоторого процента вещества в смесь улучшит ее показатели в несколько раз. Использование нанобетонов ограничивается только их стоимостью.

Нанобетон: раствор с уникальными свойствами для частного и промышленного строительства

Ключевая роль в строительстве отводится выбору материалов. Общеизвестно, что одним из наиболее часто используемых является бетон и некоторые его модификации. Одной из разновидностей является нанобетон, который заполнил рынок с развитием нанотехнологий. Специальные наноинициаторы (добавки) влияют на структуру вещества, наделяя его дополнительными качественными характеристиками.

Структура

Нанобетон — собирательное название, которое включает в себя некий перечень материалов. Они изготавливаются благодаря различным комбинациям, которые влияют на:

Состав обычного бетонного вещества: вяжущее средство, заполнитель, вода, некоторые добавки (пластификаторы). При создании нанобетона пластификаторы заменяют наноинициаторами. Изменения происходят на молекулярном уровне и целиком меняют структуру смеси. После использования подобной техники исключается потребность в армировании бетона. Он приобретает устойчивость к щелочи, кислотам.

Наноинициатор — полимерная углеродная труба (толщина стенки составляет всего несколько атомов). Прочность нанобетонов- 100 гигапаскалей. Чаще всего в качестве инициаторов выступают:

Вернуться к оглавлению

История создания нанобетона

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:

Разновидности нанобетона и их свойства

Осуществляется в г. Зеленоград продажа бетона нескольких разновидностей в зависимости от крепости и веса:.

• Легкий цемент используется при постройке коттеджей и внутренней отделки помещений.

• Средний применяется при прокладке дорожных покрытий и аэродромов.

• Высокопрочный нужен для строительства высоток, мостовых площадок и ферм.

• Сверхвысокопрочный используется в возделывании мостов, площадей и автовокзалов.

Усовершенствованный бетон чрезвычайно устойчив к большим температурам – может выдержать до 800°С. Благодаря наномолекулам происходит улучшение физических и механических свойств, увеличивается прочность до 200%, повышается устойчивость к холоду до 70%. Кислород, распределяющийся в наночастицах бетона, имеет бактерицидные качества, что безопасно для здоровья. Благодаря измененной структуре материала вес изделий снижается в 5 раз, а возможность появления трещин минимальна.

Пластификаторы улучшают сцепку с металлами. Это дает возможность взаимодействовать с частицами на молекулярном уровне и снизить появление ржавчины. Материал рекомендовано использовать в строительстве железобетонных изделий высотой от 70 метров, а также при сооружении зданий, где требуется предъявляются высокие требования к пожарной безопасности и сейсмоустойчивости. Бетон не нуждается в защите строительных конструкций. Его высокая степень прочности дает возможность снизить объемы укладки на 35 %. Благодаря легким наноконструкциям понижается себестоимость строительных работ и трудозатраты, поскольку не требуется воздвигать мощный фундамент.

Свойства

  • Особенность нанобетона — его прочность. По данному параметру он в полтора раза превосходит обычный бетон. Соответственно, качество, долговечность, условия эксплуатации также будут на стороне современного воздушного материала.
  • Морозостойкость увеличивается вполовину, сравнительно с прочими видами.
  • Температурный порог: минус 180 градусов — плюс 800 градусов (выдерживает экстремальное нагревание).
  • Гигиеничность, бактерицидность (компонент, входящий в структуру, при контакте с кислородом образует и выделяет специальные вещества, имеющие антисептическое действие).
  • Отсутствие потребности в воде как в важной составляющей вязкости.
  • Масса бетонных конструкций уменьшается в несколько раз.
  • Отсутствие возможности надломов, трещин и прочее.

Вернуться к оглавлению

Нанобетон: основные характеристики

Использование группы нанометодов и широкого спектра наноматериалов в различных сочетаниях дает возможность управлять свойствами строительных смесей на основе минеральных вяжущих, которые не обязательно относятся к цементам.

Читайте также:  Как пользоваться динамометрическими ключами и стоит ли покупать дешёвые образцы

Общим признаком нанобетонов является обладание определенными преимуществами благодаря специальной структуре, задаваемой на наноуровне.

Введение специальных добавок – наноинициаторов – позволяет значительно улучшить физико-механические характеристики бетона, повысив его прочность на 150%, морозоустойчивость – на 50%, снизив в три раза вероятность трещинообразования. Бетоны с нанодобавками могут выдерживать температуру до 800°С. Изготовленные из этого материала облицовочные плитки содержат в своей структуре нанотрубки, которые под воздействием кислорода выделяют атомарный кислород, обладающий бактерицидными свойствами.

Вес конструкции из такого бетона в шесть раз меньше аналогичного показателя традиционного материала.

К нанообразованиям относят:

  • фуллерены, многоатомные молекулы углеродных полимеров типа С60 и С70;
  • нанотрубки – молекулы, содержащие миллионы атомов углерода.

Эти молекулы можно увидеть при использовании суперсовременных атомно-силовых и туннельных микроскопов.

Фуляроиды и нанотрубки производят с помощью вольтовой дуги или лазера. Нанообразованиям придают необходимую ориентацию, которая обеспечивает им свойства полупроводников, проводников, сверхпроводников, высочайшую прочность и другие полезные качества.

Эксперты считают, что с помощью нанотехнологий целесообразно регулировать не только прочность бетона, которая в современном строительстве и так находится на высоком уровне, а уделять внимание другим свойствам, например, долговечности. В первую очередь, актуальным является решение проблемы длительного хранения сухих строительных смесей без снижения потребительских характеристик.

Назначение нанобетонов

К этой группе материалов относятся бетоны самых различных марок. Их составы и технологические процессы изготовления находятся в состоянии разработки.

Прежде чем приобрести полимерные добавки в бетон, прочитайте мнение экспертов относительно деталей, на которые нужно обращать внимание.

Класс бетонов, объединенных наименованием «нанобетон», включает в себя несколько категорий.

  • В индивидуальном строительстве и для сооружения не несущих перегородок в помещениях различного назначения используют лёгкие нанопенобетоны.
  • Среднеплотные нанобетоны обладают повышенной прочностью, которая делает их перспективным материалом для сооружения мостовых конструкций, покрытий дорог и аэродромов.
  • Наноматериалы с высокими и сверхвысокими прочностными характеристиками находят своё применение при строительстве шахт лифтов, разнообразных несущих конструкций в сооружениях промышленного, гражданского и жилищного назначения.

При использовании нанобетонов можно выделить два основных направления, это – реконструкция разрушенных сооружений и возведение новых зданий.

При реставрационных мероприятиях добавление вновь разработанных составов к разрушенным железобетонным элементам обеспечивает заполнение всех пор и микротрещин и полимеризацию с восстановлением прочности сооружения. Нанобетон, нанесенный на разрушенную коррозией арматуру, вступает во взаимодействие с окисленным слоем, заменяет его, восстанавливая сцепление строительной смеси и металла арматуры.

В России растёт производство бетонов с применением базальтового фиброволокна, на которое сверху наносят углеродные нанокластеры. Именно такой инновационный строительный материал был использован в 2007 году для ремонта моста через Волгу в городе Кимры.

Применение нанодобавок и специальных технологий даёт возможность создавать строительные материалы с заданными характеристиками в диапазоне крайне высоких параметров. Это позволяет сооружать надёжные строительные конструкции в сейсмоопасных регионах и в условиях сложного подземного строительства.

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,

Мониторинг строительных нанотехнологий

Специалисты предполагают, что для производства современных стройматериалов на основе нанотехнологий нужно уделить больше внимания долговечности сырья, а не его прочности, так как нанобетон и так сверхпрочен. Вещества, которые добавляются в него для получения наноматериала, имеют ограниченный срок эксплуатации. При неверном использовании, выходе из срока годности и небольшом отклонении от ГОСТов бетон быстро износится и станет непригодным для дальнейшего употребления.

Отечественные экономисты в сфере строительства произвели подсчет. В нем сказано, что при валовом производстве в стране такого бетон цена в Зеленограде и вообще по России повысится на 15-30%. Его производительность и покупательская способность будут превосходить классический цемент до пяти раз. Крупное производство нанобетона набирает обороты с каждым годом.

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.

Заключение

Нанобетоны являются наиболее высокопрочными материалами современности, которые используются в строительстве. Ряд характеристик, отличающих его от аналогов был приведен выше. Благодаря воздушному нанобетону, постройки могут “дышать” самостоятельно, выводить вредные компоненты наружу, сохранять свои внешние и структурные параметры на протяжении многих лет. Эксплуатационный срок данных конструкций возрос к тысяче лет. Разумеется, цена является соответствующей, и не каждый сможет позволить себе приобретение.

Микроклимат, который устанавливается в зданиях, возведенных или укрепленных нанобетоном, характеризуется эргономичными, теплосберегающими, влагоотталкивающими показателями. К тому же, любые повреждения, которые могут быть нанесены зданию, “затягиваются” сами собой (функция регенерации). Введение даже некоторого процента вещества в смесь улучшит ее показатели в несколько раз. Использование нанобетонов ограничивается только их стоимостью.


Воздушный нанобетон — материал улучшенной структуры, усовершенствованная форма бетона!

Научно-технический прогресс с нанотехнологиями попадает во все области медицины, биомеханики, косметологии, электроники, телекоммуникаций, производства.

Не минул он и отрасли строительства. Совсем недавно в сооружении возник нанобетон. Это – улучшенная форма цементного раствора, сделанная на основе новых разработок.

В состав данного материала включены аналогичные составные элементы и низкомолекулярные органические вещества, как и в обыкновенном цементном растворе. Различия заключаются в особой форме переработки составных частиц новых цементных растворов на уровне молекул при помощи особенного оборудования новейшего образца. Благодаря включению в состав наномодифицированных цементных растворов углеродных нанотрубок, диоксида титана, оксида кремния, базальтового волокна, фуллеренов, становятся лучше отличительные признаки материала и его способности.

Свойства воздушного нанобетона

Нанобетон, как и иная нанопродукция, владеет необычными характеристиками и параметрами, которые предоставляют простор для искусства архитекторам и проектировщикам. Воздушный нанобетон можно использовать для строительных работ новых строений и для реставрации имеющихся строений, которые под воздействием времени и осадков утратили собственный вид и форму. Такой цементный раствор может проникать во все поры, заполнять пустоты, которые появились от железной ржавчине, усадки грунта. Важным свойством нанобетона считается его маленькая масса, которая предоставляет большие возможности для разностороннего использования в высотном сооружении. Стойкость к переменам температур и морозу позволит строить здания в условии различных условий климата. Наномодификаторы увеличивают надёжность и долговечность построек. Рабочий срок строений из подобного материала увеличивается до 100-500 лет с планом в 1000 лет.

Типы наномодифицированных цементных растворов

В понятие воздушного нанобетона входит нескольких вариантов наномодифицированных цементных растворов, которые выделяются уровнем прочности и прочими параметрами. В основном наномодифицированные цементные растворы делятся на:

  • легкие;
  • усреднённые;
  • очень прочные и сверхвысокопрочные.
Читайте также:  Как защитить древесину от болезней и микроорганизмов. Антисептики и отзывы специалистов

Из легких наномодификаторов строят индивидуальные дома и перегородки внутри.

Нанобетоны усреднённого уровня плотности награждены высокой прочностью, что дает возможность их использование при изготовлении дорог, аэродромных покрытий.

Использование

Такое ждет нас в дальнейшем, а сегодня воздушный нанобетон позволяет для строительных работ:

  • высоких зданий и небоскребов с каркасом из бетона монолитного;
  • приватизированных 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 конструкций строительства;
  • дорог и путей для подъезда, покрытия аэродромов.

Вывод

Воздушному нанобетону принадлежит грядущее. Его использование нередко связано с применением отходов железорудной и металлургической промышленности, угледобычи, переработки камня, прочих материалов. Сырьевой утиль снижает цену цена готового наноматериала, паралельно решая вопросы экологии и безопасности. Наномодификаторы уменьшают цементный состав и остальных составных элементов в смеси из бетона.

Нанобетон и нанотехнологии в изготовлении бетона

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.

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.

Получили ответ на свой вопрос?

Поделитесь с друзьями и коллегами с помощью кнопок соц. сетей. Спасибо!

4 вида нанобетона — из чего делают и где применяют нновационные бетоны?

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.

Читайте также:  Основное применение стекломагнезитового листа в строительстве

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.

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:

СвойстваКомментарииПреимущества
ПрочностьВ 1,5 раза выше простого бетонаДолговечность
Разрушает только интенсивный и длительный ультразвук
Устойчивость к температурным изменениямИнтервал воздействия — от -180 до +800 градусов ЦельсияИспользование в экстремальных условиях
БактерицидностьВыделяет атомарный кислородПоддерживает особый микроклимат
Крепкое сцепление бетона и металлаПроникает к участку коррозии, восстанавливая прочностьРеставрационные работы
Малый весОбеспечивается уменьшенным объемом воды в раствореОблегчение всей конструкции, удешевление стройки за счет менее мощного фундамента
Однородность структурыНе дает трещин, расслоения, надломовВозможность использовать метод литья
ВодонепроницаемостьНе требует гидроизоляцииНе пропускает влагу внутрь помещений
Огнеупорность+800 градусов ЦельсияПожаробезопасность
Химическая устойчивость к кислотам и щелочамВ результате взаимосвязи наночастицИспользование в агрессивной среде
Низкая стираемостьЗа счет однородности и плотности массы высокая удароустойчивостьХорош для дорожных и напольных покрытий

Виды и область применения

Инновационный состав классифицируется по плотности на такие разновидности:

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.

Воздушный нанобетон

Ключевая роль в строительстве отводится выбору материалов. Общеизвестно, что одним из наиболее часто используемых является бетон и некоторые его модификации. Одной из разновидностей является нанобетон, который заполнил рынок с развитием нанотехнологий. Специальные наноинициаторы (добавки) влияют на структуру вещества, наделяя его дополнительными качественными характеристиками.

Читайте также: про строительство и ремонт.

Структура

Нанобетон — собирательное название, которое включает в себя некий перечень материалов. Они изготавливаются благодаря различным комбинациям, которые влияют на:

Состав обычного бетонного вещества: вяжущее средство, заполнитель, вода, некоторые добавки (пластификаторы). При создании нанобетона пластификаторы заменяют наноинициаторами. Изменения происходят на молекулярном уровне и целиком меняют структуру смеси. После использования подобной техники исключается потребность в армировании бетона. Он приобретает устойчивость к щелочи, кислотам.

Наноинициатор — полимерная углеродная труба (толщина стенки составляет всего несколько атомов). Прочность нанобетонов- 100 гигапаскалей. Чаще всего в качестве инициаторов выступают:

диоксид титана;оксид кремния. Вернуться к оглавлению

Разновидности

Классификация воздушного нанобетона базируется на различиях прочности и веса. Основное разделение:

легкие (применяются в постройках частных жилых домов, внутренних перегородок зданий);средние (для производства дорог, покрытий для аэродромов);высокопрочные (для высотных зданий, ферм, перекрытий, мостов, несущих сооружений);сверхвысокопрочные (для вокзалов, мостов, аэродромов). Вернуться к оглавлению

Свойства

Особенность нанобетона — его прочность. По данному параметру он в полтора раза превосходит обычный бетон. Соответственно, качество, долговечность, условия эксплуатации также будут на стороне современного воздушного материала.Морозостойкость увеличивается вполовину, сравнительно с прочими видами.Температурный порог: минус 180 градусов — плюс 800 градусов (выдерживает экстремальное нагревание).Гигиеничность, бактерицидность (компонент, входящий в структуру, при контакте с кислородом образует и выделяет специальные вещества, имеющие антисептическое действие).Отсутствие потребности в воде как в важной составляющей вязкости.Масса бетонных конструкций уменьшается в несколько раз.Отсутствие возможности надломов, трещин и прочее. Вернуться к оглавлению

Сфера применения

Нанобетоны используются для базовых индивидуальных построек, преграждения помещений. В более масштабном строительстве применяются:

в укладке дорожного полотна;для аэродромных покрытий;для спортивных трасс;в местах с повышенной сейсмической активностью (поскольку смесь является устойчивой к землетрясениям);для несущих элементов;в лифтовых шахтах;для подземных объектов в мегаполисах.

Нанобетон в строительстве дорог.

С их помощью укрепляют дома, возводят новые здания, наращивают опоры и сечения, используют вдавливаемые сваи в фундамент. Благодаря перечню качественных характеристик материала, покрытие будет более долговечным, качественным, устойчивым к механическим повреждениям, безопасным. К примеру, подобный материал был задействован при подготовке трасс к Олимпиаде в Сочи.

Наука не стоит на месте. Ученые разных стран и континентов пытаются усовершенствовать уже имеющийся материал либо найти ему более достойную замену. Не исключено, что через несколько лет воздушный материал уступит сверхпрочному лидирующие позиции.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Нанобетоны являются наиболее высокопрочными материалами современности, которые используются в строительстве. Ряд характеристик, отличающих его от аналогов был приведен выше. Благодаря воздушному нанобетону, постройки могут “дышать” самостоятельно, выводить вредные компоненты наружу, сохранять свои внешние и структурные параметры на протяжении многих лет. Эксплуатационный срок данных конструкций возрос к тысяче лет. Разумеется, цена является соответствующей, и не каждый сможет позволить себе приобретение.

Микроклимат, который устанавливается в зданиях, возведенных или укрепленных нанобетоном, характеризуется эргономичными, теплосберегающими, влагоотталкивающими показателями. К тому же, любые повреждения, которые могут быть нанесены зданию, “затягиваются” сами собой (функция регенерации). Введение даже некоторого процента вещества в смесь улучшит ее показатели в несколько раз. Использование нанобетонов ограничивается только их стоимостью.

Ссылка на основную публикацию