Новости нанотехнологий в строительстве - Stroit.top

Строительство

Жилой комплекс «Волжские паруса»

Нанотехнологии в строительстве

Строительный сектор имеет дело с огромным количеством сырья и различные инновационные материалы уже находят применение в современном строительстве и начинают вносить свою долю в формирование архитектуры будущего.

Но пока фактическое использования нанотехнологий в строительстве является довольно ограниченным, поскольку инновационные идеи в большинстве своем ориентированы на поверхностные эффекты, а не на формирование новых структур строительных матералов. Тем не менее, достижения фундаментальных исследований в области нанотехнологий постепенно находят свой путь в строительную отрасль.

Уже получены конструкционные композиционные материалы с уникальными прочностными характеристиками, новые виды арматурных сталей, уникальные нанопленки для покрытия светопрозрачных конструкций, самоочищающиеся и износостойкие покрытия, паропроницаемые и гибкие стекла.

Фантастически выглядят перспективы дальнейшего развития. Например:

основания зданий с саморегулирующей системой компенсации усадок грунтов
несущие конструкции зданий, осуществляющие мониторинг собственного напряженно-деформированного состояния
ограждающие конструкции и кровли, аккумулирующие энергию солнца
покрытия, реагирующие на психофизическое состояние людей
фотокаталитические и другие функциональные покрытия

— все это должно стать основой современного «умного дома» нового поколения.

Без применения нанотехнологий невозможна и полноценная реализация проектов энергонезависимого «пассивного дома». Основной особенностью «пассивного дома» (экодома, англ. passive house) является малое энергопотребление и почти полная энергонезависимость, что обеспечивается использованием всего спектра возможностей сохранения тепла и самопроизводства энергии.

Будущее строительного материаловедения во многом связано с применением нанотехнологических подходов — внедрения процессов формирования структуры современных строительных материалов, предусматривающих их сборку или самосборку «снизу-вверх», то есть дизайн материала или изделия, который заключается в контролируемом и управляемом воздействии на процесс структурообразования, начиная с наноразмерного уровня. Результатом такого подхода будет получение новых по составу и качественно отличающихся по структуре и свойствам конструкционных, теплоизоляционных, отделочных и других материалов, в полной мере отвечающих современным тенденциям развития архитектурных форм, конструктивных решений и технологии возведения объектов промышленного и гражданского назначения.

И уже в настоящее время планируются и проводятся теоретические и экспериментальные исследования, направленные на разработку методов наноструктурного модифицирования материалов, изучение количественных и качественных изменений их важнейших свойств и разработку технологических процессов получения различных видов строительных материалов, изделий и конструкций с улучшенными по сравнению с аналогами физико-механическими характеристиками.

Несмотря на то, что новые технологии и материалы уже внедряются в строительную отрасль, их доля еще достаточно мала — менее 1% в общем объеме материалов строительного сектора.

Материалы раздела Нанотехнологии в строительстве

Строительную отрасль отличает очень низкий уровень инвестиций в научно-исследовательские работы. Она скорее пытается использовать разработки и изобретения, созданные в других отраслях науки и промышленности, чем создавать их внутри себя. Поэтому основными предпосылками развития строительного материаловедения являются результаты исследований в смежных областях.

Совершенно естественно, что для создания и отработки нанотехнологий требуются новейшие лабораторные корпуса и испытательные центры с уникальным оборудованием, где можно производить измерения геометрических размеров с точностью до нм и изготавливать изделия толщиной до нескольких молекул и площадью несколько нм 2 .

Научный Интернет-журнал «Нанотехнологии в строительстве» и интернет-портал NanoNewsNet провели I Международную научно-практическую online-конференцию «Применение нанотехнологий в строительстве». Предлагаем посетителям ознакомиться с ответами на вопросы участников конференции.

Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО), выступая соинвестором в нанотехнологических проектах со значительным экономическим или социальным потенциалом, уже утвердила и реализует несколько проектов, продукция которых может использоваться в строительной отрасли.

Источник

Статьи журнала — Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал

С 21 по 24 апреля 2009 г. в Москве в ЦВК «ЭКСПОЦЕНТР» в рамках Х Юбилейного международного форума «Высокие технологии XXI века» прошла 2-я Международная специализированная выставка «НАНОТЕХНОЛОГИИ XXI — 2009». В условиях кризиса спрос экономики на высокотехнологичные конкурентоспособные российские технологии и, прежде всего, нанотехнологии, значительно возрос. Форум носил яркую антикризисную направленность, поскольку успешная технологическая модернизация возможна лишь с внедрением инноваций.

Ultra Cellulose Fibers are hydrophilic fibers which can hold most of their weight water when it is mixed into concrete, after concrete is hardened, these fi- bers will slowly release this water to unhydrated cement during the critical early phases of curing which assist in more complete hydration, this internal self cur- ing action results in more completely hydrated cement which contributes to more strength development and more control of internal microcracking, particularly when normal curing is not adequate. Also, these fibers can be used easily in ready mixed concrete batch plants and in hot weather environments. The results indicated clear improvements in both the shrinkage and com- pressive strength of all cement paste mixes contained these fibers in comparison with control ones in both normal and aggressive curing conditions.

The aim of this work is to study the effect of fly ash (FA) and nanosilica (NS) on the durability of cement pastes under normal and aggressive curing condition. Different mixes were made with various amounts of NS and constant value of FA (10% by weight of cementitious materials). First group of samples were subjected to normal curing and tested after 3, 7, 28 days and after one year, while the second group of samples were subjected to sulphuric acid of concentration 0.2 N and tested after the same ages. The hydration process and durability of cement pastes were monitored using scanning electron microscope (SEM). The results of this study indicated that FA of percentage 10% and nanosilica of percentage 1% of cementitious materials improve the durability and microstructure of cement pastes against both normal and aggressive curing conditions.

Объединенная экспозиция BATIMAT 2013 получила полное признание профессионалов и обеспечила выставке место лидирующего международного события в области архитектуры и строительства.

Урханова Лариса Алексеевна

Отвечая на вопрос, заданный на II Международной научно-практической onlinе-конференции «Применение нанотехнологий в строительстве» об использо- вании наномодификаторов в бетонных композициях, керамике и силикатных ма- териалах, в настоящей статье приводятся результаты исследований по получению силикатных материалов и изделий с применением наноструктурированных моди- фикаторов и созданию защитного слоя на поверхности изделий путем их обработ- ки низкотемпературной плазмой.

Бубенков Олег Александрович, Кетов Александр Анатольевич, Кетов Петр Александрович, Кетов Юрий Александрович, Лобастов Сергей Викторович

Показано, что аморфный оксид кремния может взаимодействовать со щелочами с образованием гидратированных полисиликатов, которые являются, по сути, сырьем для синтеза силикатных стекол. Необходимым условием образования однородного гидратированного полисиликата является наличие наноразмерной пористости у аморфного оксида кремния минерального происхождения. В процессе термообработки полученного материала газовыделение из массы, сопровождающее процесс варки стекла, может быть использовано для создания устойчивых пен — ячеистых стекол, в области высокой вязкости стекломассы.

Following a brief review of the GRC as probably the most complex of construction materials, the focus is on a new, environmentally active glassfibre reinforced concrete: e-GRC. Introduction of the e-GRC represents a very significant and novel contribution to concrete practice, at a stage when the scientific and practical proof of the concept has been obtained but the technology has not yet reached the construction marketplace. Development of the e-GRC represents the third successful application of nanotechnology in GRC, unmatched in any other common construction material. It is based on a finding that a reduction in size of particles of a material down to nano-size often imparts new or enhances their existing properties. This is typical of nano-particles of titanium dioxide, which maintains its strong photocatalytic activity even when mixed with cement. External cement-based surfaces therefore become strongly photocatalytic, leading to a much better appearance through a ‘de-soiling’ effect together with a significant reduction in concentration of pollutants in the surrounding air. Traditional GRC is already mostly produced as thin-walled elements with large exposed surface and presents itself as an excellent material for practical exploitation of the photocatalysis. As only surfaces are active, the e-GRC also provides the most efficient use of the nano-sized titanium dioxide. The e-GRC therefore offers an economical and sustainable way to achieve long-lasting, cleaner and brighter concrete surfaces and a new way of achieving a significant reduction in pollution levels of surrounding urban environment. It provides architects with an additional tool to design and build genuinely ‘greener’ and better-looking concrete buildings. The e-GRC has a potential to improve the often poor general image of concrete, which tends to be associated with dirty buildings in polluted urban ‘concrete jungles’. Benefits offered by the e-GRC indicate a more sustainable concrete construction with a direct and positive environmental impact is possible.

Helal Ezzat , Sherif El-Badawy , Alaa Gabr , Saaid I. Zaki

This research work focused on the investigation of the properties of asphalt binder modified with different percentages of nanoclay (NC) and nanosilica. The nanosilica was manufactured from two different sources: silica fume (NSF) and rice husk (NSH). Results showed that NSF tends to decrease the penetration and increase the softening point temperature (SFT) and rotational viscosity (RV). However, NC content more than 3% was found to increase the penetration and decrease both RV and SFT. Using smaller percentages of NC increased both SFT and RV and decreased the penetration. Up to 3% of NSH exhibited improvement in penetration, SFT, and RV, however slight or no improvement was observed at higher contents. The Dynamic Shear Rheometer (DSR) results showed obvious improvement in the Superpave performance grade. Both NSF and NC were found to improve Marshall stability of the asphalt mixtures.

Гусев Б.В., Теличенко В.И.

Научный Интернет-журнал «Нанотехнологии в строительстве» (www.nanobuild. ru) совместно с Интернет-порталом NanoNewsNet (www.nanonewsnet.ru) провели I Международную научно-практическую online-конференцию «Применение нанотехнологий в строительстве». В мероприятии приняли участие ведущие ученые и специалисты Российской инженерной академии, Российской академии архитектуры и строительных наук, Российской корпорации нанотехнологий, Московского государственного строительного университета, Пермского государственного технического университета, Самарского государственного архитектурно-строительного университета, Ростовского государственного строительного университета, Воронежского государственного архитектурно-строительного университета, Научно- технического центра «Прикладных нанотехнологий» (г. Санкт-Петербург), Международной инженерной академии, Международного союза экспертов и лабораторий по испытанию строительных материалов, систем и конструкций (РИЛЕМ), компании «Optim Consult» (г. Гуанчжоу, Китайская народная республика), Исследовательского центра «Нанонаука и нанотехнология» Национального Независимого Университета Мексики, Белорусского государственного аграрного технического университета и др.

Научный Интернет-журнал «Нанотехнологии в строительстве» (www.nanobuild.ru) совместно с Интернет-порталом NanoNewsNet (www.nanonewsnet.ru) провели II Международную научно-практическую online- конференцию «Применение нанотехнологий в строительстве». В мероприятии приняли участие ведущие российские и зарубежные ученые, специалисты вузов, научно-исследовательских институтов и нанотехнологических центров, учрежде- ний и предприятий, фирм-производителей продукции наноиндустрии.

Интернет-портал Nano- NewsNet (www.nano newsnet.ru) и электронное из да ние «Нанотехнологии в стро ительстве: научный Интернет- журнал» (www.nanobuild.ru) 29-30 сентября 2010 г. совместно проведут II Международную научно- практическую online-конференцию «Применение нанотехнологий в строительстве».

Российская академия наук, Российская инженерная академия, Научно-исследовательский центр «Строительство», Национальный исследовательский университет «МГСУ», РААСН и другие организации при поддержке Минстроя России и Минобрнауки наметили проведение 12—16 мая 2014 года III Всероссийской (международной) конференции по бетону и железобетону. По уровню технических и экономических показателей железобетон является основным конструкционным материалом современности, лидируя в общей структуре мирового производства строительной продукции. Мировой объем применения бетона и железобетона ежегодно превышает 4 миллиарда кубометров, что составляет в стоимостном выражении более 300 миллиардов долларов. Железобетон, несомненно, сохранит свою лидирующую роль в строительстве и в ХХ! веке.