УДК 691.3 | |
| Исследование влияния многослойных углеродных нанотрубок на прочностные характеристики фибробетонов. , доктор экономических наук, кандидат технических наук, профессор. , аспирант кафедры Строительного материаловедения, изделий и конструкций. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. » г. Белгород RESEARCH OF INFLUENCE MULTILAYER CARBON NANOTUBES ON THE STRENGTH CHARACTERISTICS OF THE FIBER-REINFORCED CONCRETE. Kurbatov Vladimir Leonidovich, doctor of Economics., candidate of technical Sciences, Professor. Drokov Alexey Viktorovich, graduate student of the department of Building Materials, Products and Constructions. Federal State Educational Institution of Higher Professional Education "Belgorod State Technological University after V. G. Shukhov " Belgorod |
|
АННОТАЦИЯ.
В приведенном ниже докладе описаны данные лабораторных испытаний фибробетонных образцов различной модификации с присутствием в некоторых из них многослойных углеродных нанотрубок Диалтом. Также приведено сравнение фибробетонов, включающих в свой состав нанотрубки, и фибробетонов без них.
Ключевые слова: фибробетон; фибра; многослойные углеродные нанотрубки.
ABSTRACT.
The following report contains the data of laboratory tests of samples of various fiber concretes modified with the presence of some of them multi-walled carbon nanotubes parison of fiber-reinforced concrete is also given, including in the structure of the nanotube, and fiber-reinforced concrete without them
Keywords: fibrousconcrete; fiber; multiwall carbon nanotubes.
Большое количество современных инноваций это ничто иное как модернизация того, что было изобретено многие годы назад. Примером такого изобретения является создание такого строительного материала, как фибробетон. Для того, чтобы понять смысл этого определения, разобьём слово на две части: «фибра» и «бетон».
Бетон – это искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси вяжущего, мелких заполнителей, крупных заполнителей и воды. Бетон, армируемый стальными прутами, является одним из самых популярных строительных материалов, которых используют в современном строительстве во всем мире. Его применение варьируется от изготовления отдельных частей знания, таких как плиты перекрытия и фундаментные блоки, до возведения монолитных зданий. Прочностные характеристики бетона конечно уступают природным материалам, но широкое распространение он получил в связи с простотой использования и сравнительно низкой стоимостью.
Однако имеется более эффективный способ армирования бетона. При производстве фибробетона используют различную микроарматуру (фибру), которая равномерно армирует бетон во всех плоскостях в связи со своей разнонаправленностью. Благодаря этому прочностные характеристики фибробетона превосходят железобетон в несколько раз.
Целью проведения лабораторных исследований фибробетонных образцов было исследование влияния многослойных углеродных нанотрубок Диалтом на прочностные характеристики фибробетонов.
Многослойные углеродные нанотрубки DEALTOM (MУНТ, multi-wall corbon nanotubes, MWCNT) представляют собой углеродные квазиодномерные наномасштабные нитевидные образования поликристаллического графита цилиндрической формы с внутренним каналом.
Порошок состоит из нанотрубок в основном двух размеров Dout = 49,3 ±0,45 нм 72,0±0,45 нм – положение максимума функции распределения по внешнему диаметру нанотрубок, построенной на основании данных ПЭМ.
Нанотрубки Dealtom не требуют очистки от других форм углерода (сажи), не имеют повреждений поверхности и предназначены для модификации композиционных материалов и элементов электроники в химической, нефтеперерабатывающей, строительной, лакокрасочной, электронной промышленности, а также в качестве сорбента нефтепродуктов.
В ходе эксперимента были изготовлены и испытаны опытные образцы бетонов разного состава размером 10х10х10 см. В качестве образцов были использованы:
- Мелкозернистый бетон класса В20 на портландцементе марки 500 без минеральных добавок; Фибробетон класса В20 с применением полипропиленовой фибры; Фибробетон класса В20 с применением стальной фибры из листового проката; Фибробетон класса В20 с применением стеклянной фибры; Фибробетон класса В20 с применением волокна базальтового рубленного; Мелкозернистый бетон класса В20 на портландцементе марки 500 без минеральных добавок с включением многослойных углеродных нанотрубок; Фибробетон класса В20 с применением полипропиленовой фибры с включением многослойных углеродных нанотрубок; Фибробетон класса В20 с применением стальной фибры из листового проката с включением многослойных углеродных нанотрубок; Фибробетон класса В20 с применением стеклянной фибры с включением многослойных углеродных нанотрубок; Фибробетон класса В20 с применением волокна базальтового рубленного с включением многослойных углеродных нанотрубок.
Изготовление опытных образцов проходило в лабораторных условиях, но без специального оборудования, поэтому нельзя сказать, что фибра и нанотрубки были равномерно распределены по всему объёмы опытных образцов.
Тем не менее, как видно по диаграмме на слайде, прочность на сжатие у образцов, с введенными в состав многослойными углеродными нанотрубками Диалтом, почти в два раза выше, чем у обычного фибробетона, и в несколько раз выше по сравнению с обычным мелкозернистым бетоне. Это доказывает, что применение многослойных углеродных нанотрубок положительно влияет на прочностные характеристики бетонов.
Единственным недостатком данной технологии является высокая стоимость наноматериалов. Средняя стоимость одного грамма многослойных углеродных нанотрубок 1-2 доллара.
Все материалы имеют сертификаты.
Список литературы:
1. A. Magu Madar. Basalt fibre reinforced cement. [Текст] / Magu Madar A.; London, 1991. – с. 31-33;
2. J. Hannat. Fibre cements and fiber concretes. [Текст] / Hannat J.; New York, 1998. – с.16-17;
3. Колбаско , трещенностойкость и деформативность изгибаемых фибробетонных и комбинированно армированных элементов.[Текст] / ; СПб, 2001. – с. 45-46;
4. Крылов и его свойства. [Текст] / ; Обзор. Вып.4 ЦИНИС / Москва, 1979. –с. 8-11;
5. , Гребенюк армирование портландцемента [Текст] / , ; «Цемент», Москва, 1980. – с. 9-11;
6. Петросян изготовления строительных изделий с использованием штапельного базальтового волокна. [Текст] / ; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Ереван, 1988. – с. 5-9;
7. Рабинович на основе дисперсно-армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технологии, конструкции. [Текст] / ; Москва, 2004.
