Проанализированы эксперименты с использованием добавок в бетон суперпластификатора и наночастиц SiO2. В настоящее время развивается подход по модифицированию бетонов наночастицами различного химического состава и размеров: наночастицы оксидов титана, алюминия, меди, железа, циркония, наноуглерода и др. Существуют работы по получению наночастиц цемента и применения наносвязующего. Для расширения применения нанодобавок отдельное значение имеет вопрос о совершенствовании технологии и снижении себестоимости производства нанодобавок. При этом для изучения механизма влияния наночастиц на характеристики бетона используются приборы для изучениия структуры наноматериалов. Золи и нанопорошки SiO2 могут использоваться в качестве добавок, повышающих долговечность бетона. Нанокремнезем способствует скорости набора прочности бетона, повышению конечной прочности бетона при сжатии, снижению количеств традиционных ингредиентов при производстве бетона. Частицы нанокремнезема отличаются высокой удельной площадью поверхности и присутствием химически активных поверхностных силанольных групп, которые способствуют ускорению реакций гидратации силикатов кальция. Активность микрокремнезема в отношении повышения прочности бетона при сжатии проявляется при расходах по SiO2 в 10–100 раз больших, чем расход нанокремнезема для достижения сопоставимого эффекта по приращению прочности.
Analyzed experiments using additives in the concrete superplasticizer and nano-particles of SiO2. We are currently developing an approach for modifying concrete with nanoparticles of various chemical composition and sizes of the nanoparticles of oxides of titanium, aluminum, copper, iron, zirconium, nanocarbon, etc. Exist on the preparation of nanoparticles of cement and use of nanomatrixes. To expand the use of nano-additives, the issue of improving the technology and reducing the cost of production of nano-additives is of particular importance. In this case, to study the mechanism of influence of nanoparticles on the characteristics of concrete, devices are used to study the structure of nanomaterials. Sols and SiO2 nanopowders can be used as additives that increase the durability of concrete. Nanosilicon contributes to the speed of concrete strength gain, increase the ultimate strength of concrete in compression, reduce the amount of traditional ingradients in the production of concrete. Nanosilica particles are characterized by a high specific surface area and the presence of chemically active surface silanol groups, which contribute to the acceleration of hydration reactions of calcium silicates. Activity of silica fume to increase the strength of concrete in compression is shown at the costs of SiO2 10-100 times larger than the consumption of nanogrammes to achieve a comparable effect on the increment of strength.
1. Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete – A review // Construction and Building Materials. 2010. No. 24. P. 2060–2071.
2. Beaudoin J., Raki L., Alizadeh R. A 29Si MAS NMR study of modified C–S–H nanostructures // Cem. Concr. Compos. 2009. V. 31(8). P. 585–590.
3. Jennings H.M. Refinements to colloid model of C–S–H in cement: CM-II // Cem. Concr. Res. 2008. V. 38(3). P. 275–289.
4. Bordallo H.N., Aldridge L.P., Desmedt A. Water dynamics in hardened ordinary Portland cement paste or concrete: from quasielastic neutron scattering // J. Phys. Chem. 2006. V. 110(17). P. 966–976.
5. Фрейденберг А.С. Коллоидный раствор золя кремневой кислоты – новый вид связующего в покрытиях для защиты литейных форм при разливке стали / А.С. Фрейденберг, Н.В. Хворов, Г.М. Лалетин, Т.В. Ребрина [и др.] // Получение и применение гидрозолей кремнезема. Труды Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева. Вып. 107. – М.: Изд-во МХТИ им. Менделеева Д.И., 1979. – С. 85–94.
6. Nazari A., Riahi H. The effects of ZrO2 nanoparticles on physical and mechanical properties of high strength self compacting concrete // Materials Research. 2010. V. 13. No. 4. P. 1–13.
7. Nazari A., Riahi H. Effects of CuO nanoparticles on compressive strength of self-compacting concrete // Sadhana. V. 36. Part 3. June 2011. P. 371–391.