- •О.В. Артамонова синтез наномодифицирующих добавок для технологии строительных композитов
- •О главление
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Современная технологическая платформа производства строительных композитов. Нанопарадигма в современной технологической платформе
- •Строительных композитов [2]
- •Объект, задачи и предмет технологических платформ производства строительных композитов
- •Системы твердения (ст) для конструирования и синтеза структур строительных композитов
- •Глава 2. Проблема разработки нанодобавок для технологий модифицирования структур строительных композитов
- •2.1. Эволюционная модель образования твердого вещества и условия управления структурообразованием новой фазы
- •«Размерный масштаб» его структурных составляющих
- •Основные технологические методы синтеза твердых веществ и факторы управления в зависимости от типа зарождения фазы вещества
- •2.2. Номенклатура, систематизация и классификация возможных наномодификаторов для технологий строительных композиционных материалов
- •Структурно-модифицирующее действие пластификаторов и суперпластификатора (сп) на стадии агломерации в эволюционном маршруте образования твердого вещества
- •2.3. Примеры использования современных нанодобавок в технологии строительных композиционных материалов Модифицирование наноразмерными углеродными частицами
- •Модифицирование наноразмерными частицами кремнезёма
- •Модифицирование наноразмерными частицами цеолитов
- •Модифицирование наноразмерными частицами оксидов каталитической природы
- •Глава 3. О требованиях к наномодифицирующим добавкам
- •3.1. Структурообразующее участие и модифицирующее влияние наноразмерных модификаторов на системы твердения
- •3.2. Проблема рациональной дозировки и способов введения
- •Глава 4. Синтез индивидуальных наномодификаторов вида
- •4.1. Золь – гель метод синтеза наноразмерных частиц SiO2
- •Влияние состава кристаллогидрата силиката натрия и концентрации водных растворов прекурсоров на размер и морфологию нанодисперсных частиц кремнезёма
- •Параметры золь-гель процессов синтеза нанодисперсных модификаторов
- •4.2. Эволюционная модель образования частиц
- •А) модель формы частиц гидрозоля кремния; б) график распределения размера частиц в объеме системы
- •Р азмер метки для а) 50 нм, б) 100 нм; в) 200 нм
- •И агломерации (б) от времени: 1 – система 7; 2 – система 10; 3 – система 8 (по данным динамического светорассеяния)
- •4.3. Взаимосвязь свойств и параметров структуры твердения цементного камня, модифицированного наноразмерными частицами
- •Глава 5. Синтез комплексных наномодификаторов вида «оксид кремния – суперпластификатор»
- •График распределения размера частиц гидрозоля кремния в объеме системы через 12 часов (б) и через 7 суток (в)
- •От начала синтеза. Размер метки: 200 нм
- •Глава 6. Эффективность применения добавок
- •6.1. Кинетические характеристики процессов
- •Степень гидратации цемента (в процентах по массе) в зависимости от температуры твердения в условиях наномодифицирования оптимальными дозировками добавок кнд и унт
- •Кинетические параметры процесса гидратации цемента, модифицированного нанодобавками (при содержании 0,01 % от массы цемента), в зависимости от температуры
- •Температурный коэффициент α(t) скорости гидратации цемента в условиях модифицирования процесса нанодобавками
- •В условиях модифицирования процесса нанодобавками
- •Дозировка наномодификатора 0,01 % от массы цемента)
- •6.2. Комплексная оценка эффективности применение добавок наномодификаторов в технологии цементных бетонов
- •Критерии и коэффициенты эффективности наномодифицирования систем твердения цемента при введении добавок кнд и унт
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Артамонова Ольга Владимировна синтез наномодифицирующих добавок для технологии строительных композитов
- •394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Предисловие
Монография посвящена проблемам синтеза наномодифицирующих добавок для современных высоких технологий строительных композитов, в первую очередь цементных бетонов.
В последнее десятилетие технология строительных композитов развивается в рамках нанотехнологической платформы, которая предполагает решение научных и инженерных задач управления процессами их структурообразования на ультрамикро- и наномасштабных уровнях строения твердой фазы и порового пространства материалов.
Научно-инженерный опыт свидетельствует, что фактически нет таких технологических параметров получения строительных композитов, масштабных уровней их структуры, конструкционных и функциональных свойств, на которые нельзя было бы влиять с помощью добавок различного назначения, вида и механизмов их действия. В ряду возможных добавок для технологии строительных композитов особое место занимают нанодобавки, которые способны принципиально изменять кинетику эволюционного маршрута формирования продуктов в гидратационных, гидротермально-синтезных, термально-синтезных системах твердения.
В связи с этим актуальным является развитие фундаментальных и поисково-прикладных исследований, обеспечивающих научное обоснование условий применения нанодобавок как одного из определяющих факторов в общей системе факторов управления процессами структурообразования.
Такая концепция принята автором монографии при определении её состава и содержания.
Автор, являющийся одним из ведущих специалистов по развиваемому Образовательным творческим академическим центром «Архстройнаука» Воронежского ГАСУ направлению нанотехнологий модифицирования структур строительных композитов, в первой главе монографии характеризует современную технологическую платформу производства строительных композитов и раскрывает место «нанопарадигмы» в ней. Далее автор определяет содержание работы по проблеме создания нанодобавок, опираясь при этом на эволюционную модель образования твердого вещества в системах твердения, дает систематизацию, классификацию и номенклатуру возможных наномодификаторов, формулирует при этом требования к нанодобавкам по их структурообразующему действию, способам введения в формовочные смеси, рациональным дозировкам и др. Значительный объем монографии занимает глава посвященная синтезу индивидуальных наномодификаторов вида гидратированных оксидов. В исследованиях этого вопроса автор исходит из кристаллохимического соответствия структуры нанодобавки и формирующихся при её влиянии минералов новой фазы, определяющих развитие явления твердения строительного композита.
Монография завершается изучением вопросов эффективности применения наномодификаторов. При этом в качестве определяющего принят кинетический подход, позволяющий в рамках теории кинетики гетерогенных процессов оценить меру влияния видов, дозировок добавок, в первую очередь синтезированных автором, на эффективную энергию активации, температурный коэффициент скорости реакции, динамику и продолжительность процесса твердения. Эффекты влияния наномодификаторов характеризуются посредством комплексной оценки достигаемых положительных изменений в технологии.
Данную монографию, по существу, можно рассматривать как введение в достаточно новую и, безусловно, актуальную область научно-инженерного знания, представляющую интерес для специалистов связанных с проблемами совершенствования и повышения эффективности производства строительных композитов, а также для научных сотрудников, преподавателей, магистрантов и аспирантов.
Директор Образовательного
т ворческого академического центра
«Архстройнаука», академик РААСН Е.М. Чернышов