Нанобетон — новые технологии в строительстве

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.

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.

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:

Российский нанобетон

Чудо-бетон создали недавно наши ученые. По своим характеристикам он намного превосходит обычный: чрезвычайная прочность в сочетании с необыкновенной легкостью и устойчивостью к температурным перепадам.

Такой бетон сделает строительство намного дешевле. Кроме этого, его можно будет использовать при реконструкции и ремонте бетонных и железобетонных сооружений, когда привычные строителям технологии не смогут обеспечить нужного качества. Бетон этот был разработан с использованием самых современных нанотехнологий. При его изготовлении станут применяться специальные добавки — наноинициаторы, способные в значительной степени увеличить физические свойства бетона.

Механическая прочность нанобетона обещает стать почти на 150% больше, чем прочность обычного бетона, морозостойкость увеличится почти на 50%, ну, а вероятность появления трещин в процессе эксплуатации станет в разы ниже. Так же нельзя не отметить и такой факт, что вес бетонных и железобетонных конструкций из подобного нанобетона уменьшится, примерно, в пять-шесть раз.

Первые результаты при создании нового бетона были получены еще в 1993 году ученым из Санкт Петербурга, Андреем Пономаревым. Затем работы велись уже целой группой ученых. На данный момент участие в проекте принимают Московский ООО «Нанотроника», «Наноцентр» МЭИ, Новочеркасский НПО «Синтетика-Строй» и Санкт-Петербургский НТЦ «Прикладные технологии». В процессе проведения исследований выделились два направления — создание материалов для восстановления разрушенных сооружений и разработка новейшего бетона для строительства новых зданий.

В 2011 году Российские ученые вышли со своими разработками в финал престижного конкурса русских инноваций, проводимого журналом «Эксперт». Европейские специалисты также давно ведут разработки нанобетона. Но, как утверждает Владимир Мороз, председатель совета директоров НПО «Синтетика-Строй», один из разработчиков нанобетона, только наш бетон при нанесении на “старую” железобетонную конструкцию способен заполнить все микротрещины и микропоры, и полимеризуясь, практически полностью восстанавливает ее прочность. В случае проржавления арматуры, новый нанобетон вступает в реакцию с слоем коррозии, замещает его и восстанавливает сцепление арматуры и бетона. Еще одним преимуществом наших разработок является низкая себестоимость нового строительного материала.

Дизельные электростанции SDMO от известного французского производителя давно завоевали заслуженное признание у российских заказчиков. Безусловная надежность и качество подтверждает европейский сертификат качества Qualigen. Электростанции SDMO способны обеспечить как резервное, так и постоянное электроснабжение самых разных потребителей: на стройке или даче, на промышленном предприятии, в офисном учреждении, в больнице и учебном заведении.

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.

Что такое нанобетон и его роль в современном строительстве

Главная / Новости / Что такое нанобетон и его роль в современном строительстве

Бетон давно известен всему миру и широко используется на всех стадиях проведения строительных работ. На сегодняшний день очень часто можно услышать такое понятие, как нанобетон. Хотя, по своей сути, такой бетон очень мало чем отличается от обычного и всем известного бетона. Изготовление бетонной смеси также подразумевает использование воды, всевозможных вяжущих веществ и заполнителей. В тоже время, нанобетон имеет лучшие технологические характеристики, по сравнению с обычным.

Пластификатор, который применяется для изготовления нанобетона, имеет миниатюрные трубки, в несколько микрон. Самое главное, что эти наноинициаторы совершенно не бояться щелочной и кислотной среды. А происходит это все на молекулярном уровне, так как при смешивании цемента и пластификатора, последний кристаллизируется. В качестве пластификаторов обычно используют поликарбосиликат или оксид кремния, а точнее сказать их наночастицы. Также возможно применение диоксида титана и углеродных нанотрубок.

Отличительная особенность наноцемента еще в том, что его инициаторы имеют великолепную прочность, что снижает требования к армированию бетонной конструкции. Прочность этого бетона выше примерно на 150%, по сравнению с обычным, при этом, вес конструкции из нанобетона намного меньше, примерно в 5 раз, по сравнению с сооружением, возведенным из обычного бетона. К тому же, морозостойкость нанобетона выше примерно на 50%.

Имея такие высокие качественные характеристики, нанобетон используют для возведения зданий, к которым предъявляются повышенные требования, к примеру, по сейсмоустойчивости или сопротивлению возгоранию. Интересен еще тот факт, что нанобетон не подлежит в какой-либо дополнительной обработке, не требуется укладки гидроизоляции, что значительно снижает затраты на возведение здания. А прочность материала позволяет сократить его при строительстве до 30%. Разработки в сфере нанобетона ведутся до сих пор, и упор уже делается больше на долговечность бетона. Все известно, что любой бетон имеет достаточно ограниченный срок хранения.

Очень важно, что с появлением нанобетона появилась возможность возводить сооружения в опасных сейсмических районах. Можно построить здание под землей или в тяжелых горных условиях. Этот вид бетона идеально подойдет для монолитных конструкций и мостов. Можно сказать, что будущее за нанотехнологиямия, так как нанотехнологии уже применяются при изготовлении лакокрасочного покрытия, стекла покрывают смесью из наночастиц, которые позволяют грязи и влаге стекать и не загрязнять поверхность и так далее.

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.

Нанобетон

В строительстве нанотехнологии пользуются все возрастающим вниманием. Строительство включает в себя разные науки: физику, химию, компьютерные технологии. Это способствует развитию и разработке новых материалов. При строительстве сооружений большую роль играет качество материалов, в частности, бетона. От этого зависит долговременность, прочность и декоративность зданий и сооружений. Технологии изготовления бетонной смеси постоянно развиваются, и, термин «нанобетон» смело входит в наш лексикон.

При производстве нанобетона используются нанотехнологии, естественно, наноматериалы. Специальные добавки, называемые наноинициаторами, в разы увеличивают прочность бетона и другие его качества.

Нанобетоном могут называть специализированные бетоны, изготовленные по новому методу. Разновидности нанобетонов: нанопенобетон, нанобетон средней плотности, нанобетон высокой прочности. Нанопенобетон используется для легких перегородок в индивидуальном строительстве.

При изготовлении нанопенобетона используются пластифицирующие добавки, позволяющие улучшить качества пенобетона. Нанобетон средней прочности применяется при строительстве автодорог, мостов, аэродромов.

Нанобетон высокой прочности используют при строительстве лифтовых шахт, несущих конструкций, как в жилищном строительстве, так и в промышленном строительстве. Применение нанобетона позволяет сэкономить средства на строительстве новых объектов.

Также использование нанобетона помогает проводить реконструкцию старых построек там, где обычные методы бесполезны. Использование оксида кремния, углеродных нанотрубок и диоксида титана придает бетону новые свойства.

Увеличивает устойчивость бетона к неблагоприятным условиям, препятствует появлению трещин, увеличивает морозостойкость, не требует дополнительного армирования, между тем вес бетона снижается.

Во всех видах нанобетонов используются отходы базальтовой фибры, в качестве армирующего материала. Базальтовая фибра производится из базальтовых пород, ее измельчают и в состав вводят другие компоненты (едкий натр, воду, фуллероидный материал).

Изготовление нанобетонов не требует усовершенствования технологического оборудования. У нанобетонов особая структура, которая формируется на наноуровне.

Применение нанобетона уже началось. С помощью нанотехнологий восстановлен мост через Волгу в Кимрах, также восстановлена очистная станция в Новочеркасске и были укреплены здания в Сочи. При работе на этих объектах было установлено, что нанобетон является достойным строительным материалом.

На сегодняшний день разработки в этом направлении ведутся, постоянно совершенствуются уже полученные результаты. Разработка нанобетона позволяет расширить возможности проектировщиков при создании проектов принципиально новых конструкций, а также позволит принимать новые конструктивные решения в сейсмически нестабильных районах, и в подземном строительстве мегаполисов.