Нанотехнологии в области производства бетона

Цель работы заключается в исследовании перспектив и возможностей использования нанотехнологий и наноматериалов в строительной сфере и, в частности, в области производства бетона. Методы исследования: совокупность способов и принципов научного познания, общих и специальных методов и приемов, а именно сравнительный анализ, моделирование, систематизация, группировка, обобщение, прогнозирование. Авторами предложен способ производства бетона с использованием материи с заданной атомной структурой. В процессе исследования установлено, что переход к работе с использованием атомов и микрочастиц приведет к повышению эффективности производимого бетона. Также отдельное внимание уделено структурной единице нанотехнологий - наночастице. Отмечено, что наночастицы могут изменить цвет искусственных покрытий, увеличить износостойкость материалов, улучшить их показатели сопротивления. При применении инновационных технологий используют усиленную сталь, композитную арматуру, нанопокрытия. Кроме того, в работе представлена подробная информация о конструкционных композитах, имеющих кафельную, железную либо полимерную матрицу. Особый акцент сделан на преимуществах нанобетона. Он объединяет целую группу материалов, позволяющих, в соответствии с потребностями объекта, задать нужные характеристики изделиям и конструкциям. Расширение использования нанотехнологий в строительстве предполагает необходимость применения для дальнейших исследования и разработок междисциплинарного и многонаправленного подхода, включающего в себя такие области науки, как гражданское строительство, материаловедение, физика и другие смежные дисциплины.

1. Жданок С.А., Полонина Е.Н., Леонович С.Н. Влияние полимерных суперпластификаторов на различные виды углеродных наноматериалов // Инженерно-физический журнал. 2022. Т. 95. № 1. С. 165-168.

2. Prasad H. D. R., Sitaram N. Performance of nano materials for the strength development in concrete cube used as Partial replacement for cement at different temperatures // Materials today: proceedings. 2021. Vol. 45. Part 7. p. 7253-7258. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.03.415.

3. Kejin Wang, Gdoutos M. K., Sobolev K., Shah S. P. Preface to the TRR Special Collection on Nanotechnology of Cement and Concrete // Transportation research record. 2021. Vol. 2675. Iss. 9. p. 1-3. https://doi.org/10.1177/03611981211041627.

4. Shiyu Zhang, Liang Shen, Hao Deng, Qinze Liu, Xinda You, Jinqiu Yuan, et al. Ultrathin Membranes for Separations: A New Era Driven by Advanced Nanotechnology // Advanced materials. 2022. Vol. 34. Iss. 21. p. 14-20. https://doi.org/10.1002/adma.202108457.

5. Моисеева В. И., Пирогова Я. В., Тюменцев М. Е., Паньков П. А. Нанотехнологии в области производства строительных материалов // Инновации и инвестиции. 2019. № 11. С. 293-297.

6. Dahlan A. S. Impact of nanotechnology on high performance cement and concrete // Journal of molecular structure. 2021. Vol. 1223. р. 128896. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.128896.

7. Faraj R. H., Mohammed A. A., Omer K. M. Self-compacting concrete composites modified with nanoparticles: A comprehensive review, analysis and modeling // Journal of building engineering. 2022. Vol. 50. р. 104170. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104170.

8. Bhatta D. P., Singla S., Garg R. Microstructural and strength parameters of Nano-SiO2 based cement composites // Materials today: proceedings. 2021. Vol. 46. Part 15. p. 6743-6747. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.04.276.

9. Конторов А. М., Глущенко А. Ю. Цементобетоны: получение, свойства, применение. Модификация цементобетонов кремнийорганическими соединениями - полисилазанами и полисилоксанами // Бутлеровские сообщения. 2021. Т. 68. № 12. С. 43-52. https://doi.org/10.37952/ROI-jbc-01/21-68-12-43.

10. Mustafa T. S., El Hariri M. O. R., Nader M. A., Montaser W. M. Enhanced shear behaviour of reinforced concrete beams containing Nano-Titanium // Engineering structures. 2022. Vol. 257. р. 114082. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.114082.

11. Жданок С. А., Потапов В. В., Полонина Е. Н., Леонович С. Н. Модификация цементных бетонов добавками, содержащими наноразмерные материалы // Инженерно-физический журнал. 2020. Т. 93. № 3. С. 669-673.

12. Марко О. Ю., Ливинская В. А., Корбут Е. Е. Бетонные смеси и бетон с добавкой "УКД-1" -оценка изменений свойств // Проблемы современного бетона и железобетона. 2019. № 11. С. 164-188. https://doi.org/10.35579/2076-6033-2019-11-11.

13. Nair P. A. K., Vasconcelos W. L., Paine K., Calabria-Holley J. A review on applications of solgel science in cement // Construction and building materials. 2021. Vol. 291. р. 123065. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123065.

14. Huseien G. F., Khalid N. H. A., Mirza J. Nanotechnology for smart concrete. Boca Raton: CRC Press, 2022. 287 р.

15. Монина Т. А., Антонов И. И. Современные материалы и технологии в прототипировании. Нанотехнологии и наноматериалы // Декоративное искусство и предметно-пространственная среда. Вестник МГХПА. 2021. № 2-2. С. 20-28.

16. Слдозьян Р. Д., Михалева З. А., Ткачев А. Г. Физико-механические свойства композитов строительного назначения с углеродными наноструктурами // Материаловедение. Энергетика. 2020. Т. 26. № 2. С. 103-113. https://doi.org/10.18721/JEST.26208.

17. Фиговский О., Штейнбок А. Нанотехнологии в строительстве // Строительство: новые технологии - новое оборудование. 2021. № 2. С. 4-18.

18. Murad Y. Compressive strength prediction for concrete modified with nanomaterials // Case studies in construction materials. 2021. Vol. 15. р. 45-56. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00660.