Нанобетон — строительный материал нового поколения
Мало истории
Первые результаты по практическому применению и разработке нанобетона были взяты в первой половине 90-ых годов двадцатого века исследователем Андреем Пономаревым из Петербурга. К работе подключились коллеги из вторых городов, и сейчас этим материалом занимаются ученые из питерского НТЦ «Прикладные разработки», новочеркасских НПО «Полимерстрой» и ООО «Нанотроника», и «Наноцентр» МЭИ (Москва).
В Кемеровской области, к примеру, при производстве нанобетонов стали использовать то, что находится в изобилии практически под рукой, правильнее, под ногами, — уголь. Углеродную добавку назвали Kemerit; ее удачно используют в материалах для возведения жилья, мостов и дорог.
По большому счету совершенствование нанобетона начинается в двух направлениях: использование его в строительных работах новых объектов и для восстановления разрушающихся сооружений.
Само собой разумеется, изучением этого строительного материала занимаются и ученые в других государствах. Но отечественный нанобетон, в отличие от зарубежных аналогов, способен, к примеру, «вылечивать», казалось бы, погибающие бетонные конструкции. При нанесении на такую конструкцию нанобетон заполняет не только ее микротрещины, но и микропоры, наряду с этим полимеризируясь.
А вдруг проржавела арматура, данный превосходный материал вступает в реакцию с коррозирующим слоем и, замещая его, снабжает сцепление бетона с арматурой. Так, прочность конструкции восстанавливается. К тому же российские нанобетоны существенно дешевле зарубежных.
Состав нанобетонов
Термин «нанобетон» есть собирательным, он включает в себя множество специальных бетонов. При их изготовлении используются в разных комбинациях наноматериалы, изменяющие структуру, другие свойства и плотность бетонов.
В состав традиционного бетона входят вяжущее вещество, вода и заполнитель, и пластифицирующие добавки, улучшающие особенности строительного материала.
При производстве нанобнтонов вместо простых пластификаторов используют наноинициаторы, изменяющие (армирующие) структуру бетона на молекулярном уровне. Благодаря этого понижается потребность в дополнительных армирующих материалах.
Наноинициаторы — это полые полимерные углеродные трубки диаметром в пара микрон и с толщиной стенок в пара атомов. Но их прочность — более 100 гигапаскалей. К тому же наноинициаторы устойчивы к действию кислот и щелочей.
В качестве наноинициаторов применяют кроме этого диоксид титана и оксид кремния.
Свойства нанобетонов
Прочность нанобетона в полтора раза выше, чем простого. Высока и долговечность этого материала.
Его морозостойкость выше на 50%: ему не страшны температуры до минус 150-180 ?С. Нанобетоны смогут выдерживать нагрев до 800?С.
Под действием солнечных лучей наночастицы диоксида титана становятся фотокатализатором, что преобразует пары атмосферный кислород и воды в атомарный кислород, владеющий антибактериальным действием.
Поменянная структура нанобетона быстро сокращает потребность в воде вяжущей составляющей, что в 6 раз сокращает массу цементной конструкции и возможность происхождения трещин.
Сфера применения
Свехлегкие нанопенобетоны используются по большей части в личном постройке и при устройстве перегородок в разных помещениях.
Наноструктурированные бетоны, средние по плотности, владеют большой прочностью и прекрасными эксплуатационными качествами. Их применяют при возведении мостов, в дорожном постройке и при укладке аэродромных покрытий. Данный современный материал использовался, к примеру, в Сочи при подготовке автострад к зимней Олимпиаде-2014.
Новое бесшовное долговечное дорожное полотно владеет не только прочной базой, но и значительно более безопасно при землетрясениях.
Созданы и сверхпрочные наноструктурированные бетоны, использующиеся для сооружения несущих элементов строений, лифтовых шахт.
Сейчас проектировщики разглядывают возможность применения какое количество при возведении строений в сейсмически активных территориях, и для упрочнения домов, уже имеющихся в этих территориях. Предлагается наращивать опоры, сечения, применять вдавливаемые сваи в фундаменте, значительно повышая его надежность.
Возможно, нанобетоны будут использоваться и при постройке подземных объектов в современных мегаполисах.
