Бетоны с модифицирующими добавками, полученными в электродуговой плазме тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат наук Хмелев Андрей Борисович
- Специальность ВАК РФ05.23.05
- Количество страниц 165
Оглавление диссертации кандидат наук Хмелев Андрей Борисович
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ БЕТОНОВ
1.1. Перспективы производства модифицированных бетонов
с углеродными наноматериалами
1.2. Использование углеродных наноматериалов в современном строительстве
1.3. Плазменные методы переработки углей для получения углеродных наноматериалов
1.4. Цели и задачи исследований
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА, СТРУКТУРЫ
И СВОЙСТВ СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕТОНА С МОДИФИЦИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ В ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЛАЗМЕ
2.1. Характеристика сырьевых материалов
2.2. Исследование элементного состава угольного кека с помощью спектрального микроскопического анализа
2.3. Расчет процесса фазовых превращений и сажеобразования угольного кека, при обработке электродуговой плазмой с помощью программы ТЕРРА
2.4. Исследование сажи, содержащей углеродные наноматериалы, полученной плазменной обработкой угольных кеков
2.4.1. Микроскопические и спектральные исследования строения и элементного состава сажистых образований, полученных плазменной обработкой угольного кека
2.4.2. Определение удельной поверхности углеродных наноматериалов, полученных плазменной обработкой угольных кеков
2.4.3. Исследование углеродных наноматериалов с помощью инфракрасной спектроскопии
2.4.4. Исследование углеродных наноматериалов с помощью спектроскопии оптического поглощения в ультрафиолетовой
и видимой областях
2.5. Выводы по главе
Глава 3. УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ УГОЛЬНОГО КЕКА МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК В БЕТОНЫ
3.1. Установки для получения углеродных наномодификаторов
в композиционные строительные материалы
3.2. Установка для плазменно-термической переработки угольных кеков
3.2.1. Физическая модель электродуговой зоны в плазменном реакторе 68 совмещенного типа
3.2.2. Расчет баланса мощности плазменного реактора совмещенного 74 типа
3.2.3. Построение температурного поля в камере переработки 80 угольных кеков
3.2.4. Расчет времени падения частиц обрабатываемого кека в 81 плазменной установке
3.2.5. Расчет температурного градиента частиц кека, проходящего 82 термическую обработку в плазме
3.3. Установка для получения суспензий из угольного кека 85 электроразрядным методом
3.4. Выводы по главе
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УГЛЕРОДНЫХ 88 НАНОМАТЕРИАЛОВ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, МИКРОСТРУКТУРУ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
4.1. Исследование эффективного способа распределения углеродных 88 наноматериалов в объеме воды затворения
4.1.1. Исследование равномерного способа распределения углеродных 98 наноматериалов, полученных в плазменной установке
4.1.2. Исследование равномерного способа распределения углеродных 101 наноматериалов, полученных в суспензии из угольного кека в электроразрядной установке
4.2. Влияние вида и количества углеродных наноматериалов на 104 технологические свойства портландцемента
4.3. Влияние вида и количества углеродных наноматериалов на 107 физико-механические свойства портландцемента
4.4. Влияние углеродных наноматериалов, полученных в плазменной 110 установке, на изменение фазового состава и микроструктуры портландцемента
4.5. Выводы по главе
Глава 5. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ 117 БЕТОНОВ С УГЛЕРОДНЫМИ НАНОМАТЕРИАЛАМИ
5.1. Технологические свойства бетонных смесей с углеродными 120 наноматериалами
5.2. Физико-механические свойства бетонов с использованием 122 углеродных наноматериалов
5.3. Оптимизация составов высокопрочных бетонов с углеродными
наноматериалами с помощью метода математического планирования эксперимента
5.4. Исследование возможности получения бетонов рядовых классов с применением углеродных наноматериалов
5.5. Выводы по главе
Глава 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА МОДИФИЦИРУЮЩИХ
ДОБАВОК В БЕТОНЫ
6.1. Технология производства модифицирующих добавок в бетоны
6.2. Технология производства бетона с углеродными наноматериалами
6.3. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Строительные материалы и изделия», 05.23.05 шифр ВАК
Создание полифункциональных наноуглеродных модификаторов для композитов специального назначения2022 год, кандидат наук Толчков Юрий Николаевич
Цементные композиты с добавками многослойных углеродных нанотрубок2014 год, кандидат наук Хузин, Айрат Фаритович
Повышение эффективности бетона добавкой нанодисперсного кремнезема2011 год, кандидат технических наук Матвеева, Елена Геннадьевна
Эффективный газобетон неавтоклавного твердения, наномодифицированный комплексной добавкой на основе оксида графена и пластификатора2024 год, кандидат наук Альджабуби Дхафер Зейд Мохаммед
Цементные композиции, модифицированные нанодисперсными добавками2022 год, кандидат наук Саидова Зарина Сироджиддиновна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Бетоны с модифицирующими добавками, полученными в электродуговой плазме»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Известно, что цемент является самым дорогим компонентом бетонной смеси, от стоимости которого зависит стоимость бетона. Поэтому вопрос экономии цемента для производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций является одним из важных вопросов современного строительства. Для его решения применяют различные добавки: пластифицирующие, модифицирующие и регулирующие свойства бетонных смесей.
Разработка новых энергосберегающих и экологически безопасных технологических процессов и оборудования для получения модифицирующих добавок в бетоны, а также разработка составов и принципов производства эффективных бетонов с использованием местного сырья и отходов промышленности является актуальной проблемой.
Применение электродуговой плазмы (ЭДП) для переработки исходного сырья с целью получения модифицирующих добавок в композиционные строительные материалы представляет собой перспективное направление. Преимуществами применения электродуговой плазмы являются большая мощность и плотность тепловой энергии в дуге, обеспечивающие создание компактных установок, получение высоких температур в реакторе, организация экологически чистых технологических процессов с возможностью синтеза ряда новых веществ с уникальными свойствами.
В связи с этим, работа, посвященная исследованию и разработке технологии получения модифицированных бетонов с минимальными энерго-и ресурсозатратами является актуальной.
Диссертационная работа выполнена в рамках проектной части государственного задания МО и Н РФ в сфере научной деятельности № 13.892.2014/К и базовой части государственного задания МО и Н РФ в сфере научной деятельности №2014/23, гранта программы «УМНИК-2015» и «Гранта Президента Российской Федерации -2015».
Степень разработанности:
Вопросы, связанные с модифицированием бетонов и конструкций на их основе изложены в работах В.В. Бабкова, Ю.М. Баженова, Е.М. Чернышова, С.С. Каприелова, И.В. Волкова, С.Ф. Канаева, Ю.В. Пухаренко, Ф.Н. Рабиновича, В.Ф. Степановой, В.Г. Хозина, Е.В. Королева, Г.И. Яковлева, В.С. Лесовика, В.В. Строковой, Э. By, Г.С. Холистера, Дж. Купера и др. В работах большое внимание уделяется подбору и оптимизации состава бетонных смесей, в том числе с добавками различного функционального назначения.
В области применения плазменных установок для получения строительных материалов и изделий большой вклад внесли ведущие российские и зарубежные ученые: М.Ф. Жуков, В.А. Неронов, В.А. Антипин, А.С. Аньшаков, Э.К. Васильев, Г.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова, С.В. Дресвин, З.Б. Сакипов, П.В. Сергеев, С.Л. Буянтуев и др.
Перспективным для строительной отрасли является применение углеродных наноматериалов (УНМ), таких как ультрадисперсная сажа, фуллерены и нанотрубки, в качестве модифицирующих добавок в композиционные строительные материалы. Однако затраты на производство и конечная стоимость УНМ, получаемых традиционными методами, очень высоки. Поэтому актуальным является разработка новых технологий, позволяющих получать качественные УНМ с минимальными затратами.
Недостаточно изученной остается проблема разработки модифицирующих добавок в бетоны на основе углеродных наноматериалов (УНМ), полученных с использованием электродуговой плазмы, производство которых является энергоэффективным и ресурсосберегающим.
Рабочей гипотезой является предположение о возможности получения высокоэффективных модифицирующих добавок в композиционные строительные материалы плазменными методами с минимальными энерго- и ресурсозатратами и разработка технологии их применения в производстве бетона.
Цель диссертационной работы заключается в разработке технологии
получения модифицирующих добавок из угольных кеков в электродуговой
6
плазме для производства высокопрочных бетонов и исследовании их влияния на физико-механические и эксплуатационные свойства бетонов.
Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:
1. Выполнить расчет процесса высокотемпературной обработки сырья для получения модифицирующих добавок в бетоны с целью определения их равновесного состава.
2. Разработать плазменные устройства для получения седиментационно устойчивой и высокодисперсной водоугольной суспензии (ВУС), содержащей УНМ, которая может быть использована для модифицирования бетона.
3. Разработать технологии получения высокоэффективных модифицирующих добавок в бетоны с использованием электродуговой плазмы.
4. Исследовать влияние модифицирующих добавок на изменение свойств, микро- и макроструктуры цемента и бетона на его основе.
5. Разработать технологии производства высококачественных бетонов с модифицирующими добавками и провести технико-экономическое обоснование их производства.
Научная новизна работы:
Разработаны новые принципы и технологии получения углеродных наноматериалов с использованием электродуговой плазмы для введения в бетоны и повышения их физико-механических и эксплуатационных свойств.
Разработаны плазменная установка для получения диспергированной добавки с углеродными наноматериалами в газе путем испарения углерода в электродуговой плазме и в воде путем закалки высокодисперсных углеродсодержащих частиц, и электроразрядная установка для получения седиментационно устойчивой и высокодисперсной суспензии из угольного кека с целью равномерного распределения углеродных наноматериалов в бетоне.
Теоретически и экспериментально обоснована эффективность
использования углеродных наноматериалов, полученных в электродуговом
реакторе и в электроразрядной установке, для модифицирования бетона. Установлен характер влияния углеродных наноматериалов, полученных разными способами, на изменение свойств цемента и бетона, заключающийся в ускорении процессов гидратации, изменении фазового состава и микроструктуры цементного камня.
Установлены особенности комплексного воздействия УНМ на портландцемент и бетон на его основе, заключающиеся в создании высокоплотной структуры, изменении пористости и улучшении гидрофизических и эксплуатационных свойств модифицированного бетона.
Теоретическая и практическая значимость:
Разработаны новые плазменные технологии и оборудование для получения углеродных наномодификаторов в бетоны с минимальными энерго- и ресурсозатратами.
Разработаны способы получения седиментационно устойчивой и высокодисперсной водоугольной суспензии для равномерного распределения УНМ в бетоне, диспергированной добавки УНМ в воде путем закалки и в газе путем испарения высокодисперсных частиц угольного кека, обработанных в электродуговой плазме.
Проведена оценка эффективности различных способов получения УНМ с применением термодинамического анализа фазовых превращений углерода при разных условиях. Выявлены условия образования УНМ и равновесный состав компонентов, образующихся при высокотемпературной обработке угольного кека. Разработаны способы комплексной плазменной переработки кека, позволяющие получать комплекс ценных продуктов его переработки, в том числе УНМ, для использования в энергетике и строительстве.
Установлено, что введение УНМ, образующихся в комплексной
плазменной установке, позволяет получать модифицированный бетон с
улучшенными свойствами. Прочность при сжатии бетона увеличивается на
15-20% по сравнению с контрольным составом без модификатора, повышается
морозостойкость, уменьшается истираемость на 25% и снижается величина
8
водопоглощения на 21%.
Разработаны составы и технология получения бетонов с применением модифицирующих добавок, определены их физико-механические и эксплуатационные характеристики и выполнена оценка экономической эффективности при использовании модифицирующих добавок в бетоны.
Методология работы и методы исследований. Данные, представленные в работе, получены при использовании современных физико-химических методов исследования структуры материалов (электронной растровой микроскопии, рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии) и стандартных методов определения технологических режимов при производстве модификаторов в композиты (тепловизионный анализ температурных полей, удельные энергозатраты и т.д.) и свойств бетона.
Достоверность результатов работы обеспечивается применением стандартных средств и методов измерения в процессе систематических исследований, использованием аттестованного оборудования и комплекса современных физико-химических методов анализа (ренгенофазового анализа, электронной микроскопии) и статистической обработки данных.
Внедрение результатов исследований. Апробация технологии получения углеродных наноматериалов для модификации бетона в промышленных условиях осуществлялась в ООО «Плазмотехбайкал» (г.Улан-Удэ), выпуск опытной партии бетонных блоков с использованием бетона с углеродными наноматериалами производился в ООО «Буржелезобетон» (г.Улан-Удэ).
Теоретические положения и результаты экспериментальных исследований используются при подготовке бакалавров по направлению 08.03.01 - «Строительство» и магистров по направлению 08.04.01 -«Строительство».
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на
международных и российских научно-практических конференциях:
«Международный научный форум студентов, аспирантов
9
и молодых ученых стран Азиатско-Тихоокеанского региона» (Владивосток, 2012), «Инновационные технологии в науке и образовании» (Улан-Удэ,2013,2015), «Наноматериалы и технологии» (Улан-Удэ,2012, 2014, 2016), International Conference «Gas Discharge Plasmas and Their Applications» (Томск 2013, 2014, 2015).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах из перечня ВАК, 2 в изданиях Scopus, 2 в издания Web of science.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы из 179 наименований, изложенных на 165 страницах, содержит 47 рисунков, 23 таблицы и 3 приложения.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Новые плазменные технологии и оборудование для получения углеродных наномодификаторов в бетоны с минимальными энерго-и ресурсозатратами.
Результаты расчета процесса фазовых превращений и сажеобразования угольного кека при обработке электродуговой плазмой.
Вопросы оптимальных технологических режимов для получения модифицирующих добавок в бетоны.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований свойств и структуры исходного сырья (угольный кек), модифицирующих добавок в бетоны, полученных с использованием электродуговой плазмы.
Составы и свойства модифицированных бетонов с использованием УНМ.
Основы механизмов структурообразования бетона с применением углеродных наночастиц.
Технико-экономическое обоснование и внедрение результатов исследования.
ГЛАВА 1
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ БЕТОНОВ
1.1. Перспективы производства модифицированных бетонов с углеродными наноматериалами
Широкое применение различных физико-химических методов исследований процессов гидратации и твердения цементного камня как основной составляющей бетона позволило расширить представления о его структуре и свойствах, связи между строительно-техническими свойствами, с одной стороны, и фазовым составом, структурой, составом гидратных новообразований, поровой и капиллярной структурой цементного камня - с другой [1].
В последнее время для разработки качественных и высокоэффективных строительных материалов все чаще используется нанотехнологический подход. Модифицирование цемента и бетона с применением различных наномодификаторов является перспективным, поскольку их введение заметно улучшает физико-механические характеристики при малых дозировках добавок и позволяет направленно регулировать структуру материала путем различных эффектов [2].
Сегодня рынок предлагает очень широкий ассортимент различных добавок для улучшения качества бетонов. При этом предполагается увеличение прочности бетонов при сохранении расхода вяжущего или экономия расхода вяжущего при сохранении прочности, а также улучшение удобоукладываемости бетонной смеси. Стоимость наиболее известных отечественных и зарубежных добавок (пластификаторов, суперпластификаторов, гиперпластификаторов и др.) изменяется в широких пределах: от 40 до 200 тыс. руб. за тонну. Высокая цена добавок приводит к повышению себестоимости конечного продукта, и поэтому не все производственники стремятся использовать эти добавки [3].
Необычная структура фуллеренов (наноразмерных частиц на основе углерода), определяемая наличием огромного числа слабо связанных валентных электронов в сочетании с высокой стабильностью атомного каркаса, и их огромная удельная поверхность обусловливают особые и весьма полезные свойства таких наночастиц. Интерес представляет выявление механизма действия таких добавок с целью управления структурой и свойствами строительных материалов.
Вопросы применения наноразмерных частиц в качестве модификаторов твердеющих композитов рассматривались в трудах отечественных и зарубежных ученых Ю.М. Баженова, Ю.М. Чернышова, П.Г. Комохова, В.С. Лесовика, Ю.В. Пухаренко, М.С. Гаркави, В.А. Перфилова,
A.Н. Пономарева, Е.В. Королева, Г.И. Яковлева, Г.Н. Первушина,
B.П. Морозова, Р.З. Рахимова, В.Г. Хозина, Л.А. Абдрахмановой, Дж. Макара, В.Р. Фаликмана, П. Харриса, Н. Кобаяси, Г.И. Ли, Р. Тэйлора и мн. др. [1-38].
Последние 3-5 лет для получения высокопрочных бетонов применяются
углеродные кластеры фуллероидного типа. Использование в составе
композиции углеродных кластеров с учетом их комплексного физико-
химического воздействия на все стадии образования и твердения камня из
вяжущего приводит к повышению прочностных показателей конечного
продукта. Говоря о механизме действия углеродных наноматериалов, авторы
[1] отмечают, что высокая сорбционная способность и нескомпенсированная
поверхностная энергия углеродных наночастиц снижают ориентационные
затруднения поверхностно-активных веществ (ПАВ) на стадии блокировки
цементных зерен при их гидратации. Наличие частиц углеродного
наномодификатора существенно повышает критическую концентрацию
мицеллообразования ПАВ, поскольку частицы наномодификатора сами по
себе являются для него активными центрами, что приводит к значительному
увеличению эффективной концентрации введенного пластификатора. Кроме
того, в исследовании отмечается способность фуллеренов к образованию
вторичной структуры - фрактальной (объемной) сетки, с которой
12
взаимодействуют как цементные зерна, так и молекулы ПАВ, что приводит к снижению размерности пространства, в котором происходит сорбция молекул ПАВ на цементном зерне, и соответственно к увеличению скорости и эффективности его блокировки. В дальнейшем на стадии образования цементного камня фрактальная перколяционная сетка играет роль объемного каркаса, позволяющего упорядочить процесс кристаллизации в пространстве и получить более однородную, а следовательно, и более прочную и долговечную структуру материала.
В работах [32, 35] исследовано применение твердых и металл-углеродных частиц наноразмерного уровня, введение которых в количестве 0,001-0,1% приводит к увеличению прочностных и теплотехнических характеристик полимерных композиционных материалов.
В исследованиях группы авторов под руководством В.А. Перфилова [3941] оценивается влияние углеродных наночастиц на физико-механические характеристики сталефибробетона. Углеродные наночастицы входят в состав комплексной добавки, состоящей из пластификатора (ООО НПП «Ирстройпрогресс») и сажевых отходов с относительно высоким значением свободной поверхностной энергии [66]. Сажевый отход получен путем тонкого помола технического углерода с размерами частиц не более 5 мкм. Введение добавки позволяет увеличить подвижность бетонной смеси и снизить количество воды затворения на 10-15%.
В исследовании [42-43] путем введения растворимых в воде аддуктов нанокластеров углерода достигается снижение расхода дорогостоящих поликарбоксилатных пластификаторов. Расход аддуктов варьировался в пределах от 0 до 6% от расхода поликарбоксилатного пластификатора. Установлено, что введение наноразмерной добавки позволяет до 2 раз повысить подвижность растворных смесей и до 2 раз снизить расход пластификатора. При этом отмечается, что наибольший эффект при введении аддуктов нанокластеров углерода наблюдается при расходе пластификатора 0,4 % от расхода цемента.
Положительное влияние углеродных наноматериалов на характеристики цементного камня и бетонов в полном объеме проявляется при условии равномерного распределения их по всему объему композита.
Исследования по распределению углеродных наноматериалов сосредоточены на методах, совместимых с химией портландцемента. В связи с этим применение органических растворителей будет неблагоприятно сказываться на процессах гидратации цемента. Основной подход заключается в том, чтобы применять повсеместно используемые модификаторы, такие как супер- и гиперпластификаторы в качестве диспергирующих агентов [24, 42, 43].
Современные исследования показывают, что способ диспергирования в поликарбоксилатах или в растворах полиакриловой кислоты может быть успешно применен для многослойных углеродных нанотрубок (далее -МУНТ) [44-49], в то время как нафталинсульфонаты более привлекательны для однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) [50, 51]. Для улучшения диспергируемости МУНТ были функционализированы присоединением групп карбоновой кислоты [42-44, 46]. Так, в работах [63, 64] введение в состав цемента химически функционализированных МУНТ в количестве 0,5% привело к увеличению прочности на сжатие на 19% и прочности на растяжение - на 25%.
Другим способом диспергации, применяемым в ряде работ по ОУНТ [47], является ультразвуковая обработка смеси цемента и УНТ в среде изопропанола с последующим выпариванием растворителя. Недостатком данного метода является то, что поверхность зерен цемента повреждается в процессе обработки ультразвуком, что приводит к замедлению процессов начальной гидратации в образцах с ОУНТ.
В исследованиях [50-52] в качестве перспективных модификаторов для улучшения эксплуатационных свойств композиционных полимерных материалов авторы рассматривают углеродные наномодификаторы, в первую очередь УНТ. Уже небольшие количества УНТ (до 1 мас. %) оказывают
14
значительное влияние на механические свойства и температуру стеклования полимерных композитов, увеличивают электро- и теплопроводность, термостабильность и другие свойства. Важную роль при этом играют характеристики УНТ (количество слоев, геометрические параметры), качество распределения и ориентация их в матрице, а также наличие на поверхности УНТ функциональных групп [50]. Работы, которые проводятся в этой области, как правило, направлены на выявление взаимосвязи между составом (количеством и видом добавки) и свойствами получаемого материала. При этом многими авторами получены интересные, с точки зрения дальнейших перспектив, результаты. Например, в [32] показано, что 0,05 мас.% УНТ повышают модуль упругости эпоксидного композита на 17% и увеличивают прочность при изгибе на 10%.
Значительный интерес представляет модификация цементных композитов УНТ, которые выполняют те же функции, что и фибровое армирование, но на другом масштабном уровне. Различают два структурных типа УНТ, которые могут быть получены в зависимости от условий синтеза [53-56]. К первому типу относят однослойные УНТ, диаметр которых находится в диапазоне 11,5 нм, а каждый слой представляет собой свернутые в трубку гексагональные графитовые плоскости. Трубки, состоящие из двух и более таких слоев, называют многослойными УНТ, расстояние между графитовыми слоями которых составляет, как правило, 3,4 нм. УНТ имеют ряд уникальных характеристик, отличающих их от других видов наноразмерных частиц:
- при диаметре от 2 до 100 нм их длина достигает несколько микрометров;
- высокие значения модуля упругости - 1 ТПа;
- прочность на растяжение - 63 ГПа;
- плотность - менее 1500 кг/м3 (в 5 раз легче стали) [29, 30].
Качество УНТ зависит от способа получения и методов их очистки. В настоящее время УНТ производят различными способами, включая химическое осаждение из газовой фазы, лазерную абляцию и электродуговой метод [53, 54, 58].
В дополнение к известным преимуществам наноматериалов, включающих в себя чрезвычайно высокую прочность [44] и модуль Юнга [45], показатели упругости [46], выгодные электронные свойства [47], в мезопористой структуре бетона наноразмерное армирование потенциально обладает качеством наполнителя, способствующего получению более плотного материала, замедлению и предотвращению развития трещин в ранние сроки твердения, а также повышению качества границы раздела фаз матрица -заполнитель в целом. То есть с применением УНТ можно получить более прочный и жесткий бетон.
Однако внедрение УНМ в строительное производство имеет ряд сложностей, основные из которых:
- отсутствие достоверных и полных сведений влияния наноразмерных частиц на окружающую среду и здоровье человека;
- несовершенство технологического оборудования, используемого в промышленности;
- повышенная склонность УНТ к агломерации, что затрудняет их равномерное распределение по объему композита.
Последний факт не позволяет полностью использовать их высокий модуль упругости и прочность при очень низкой плотности [50, 51]. Имеются сведения о недостаточном сцеплении нанотрубок с цементной матрицей [48, 49, 59-61].
В полимерных композиционных материалах УНТ могут быть распределены в растворителе, пригодном для производства композита. В металлических или керамических композитах могут быть использованы механические методы, такие как совместный помол. Применение этих методов затруднительно при производстве цементных композитов по ряду причин:
- типичные растворители, используемые для полимерных композитов, могут оказать неблагоприятное воздействие на гидратационные свойства портландцементных композитов;
- относительная мягкость некоторых компонентов портландцемента, таких как гипс, означает, что диспергация УНТ путем совместного помола с вяжущим не будет эффективна.
В связи с этим исследователи сосредоточили свое внимание на методах диспергации, совместимых с химией портландцемента. Основной подход заключается в том, чтобы применять повсеместно используемые модификаторы, такие как супер- и гиперпластификаторы, в качестве диспергирующих агентов.
За прошедшие десятилетия хорошо изучен вопрос технологии и физико-механических характеристик традиционно армированных цементных композитов. Введение нанотрубок в состав цементного композита приводит к сложным взаимодействиям с продуктами гидратации и соответственно приводит к необходимости учета ряда дополнительных факторов: типа применяемых УНТ; технологии, способствующей равномерному распределению УНТ в объеме цементного композита; удобоукладываемости цементных композитов, модифицированных УНТ.
В открытой литературе было опубликовано значительное количество результатов исследований, направленных на развитие технологии диспергации, основанных на применении как механических, так и химических способов.
В работах М.Е. Юдовича [62, 63] исследовано влияние суперпластификаторов на основе поликарбоксилатов, модифицированных фуллероидными наноструктурами (астраленами), на пластичность и прочность бетонов. Астралены в количестве 0,005% от массы цемента вводились путем их предварительного смешения с пластификатором в зоне ультразвукового воздействия. Установлено, что при введении наномодификатора в количестве 0,0005-0,005% достигается увеличение расплыва конуса цементно-песчаной смеси до 14%, незначительное увеличение прочности на изгиб и на сжатие на 7 и 18% соответственно.
В.П. Кузьмина в исследовании [64] освещает опыт производства наномодифицированных астраленами высокопрочных бетонов. Технология приготовления нанобетона включает ряд процессов. Сначала готовится базальтовая фибра, модифицированная едким натром (0,05-0,1%), водой (0,30,5%) и астраленами (0,0001-0,01%). При этом не описывается технология равномерного смешения этих компонентов и ее эффективность. Затем в течение 10 мин производится последовательное сухое перемешивание цемента с наномодифицированной фиброй в количестве 1,5-20% от массы вяжущего материала. В полученную смесь добавляют заполнители, воду, смешанную с функциональными добавками, и производят окончательное перемешивание бетона. 1 м3 такого бетона дороже (до 4 раз) обычного бетона класса В 65. Однако за счет сокращения расхода бетона и уменьшения размеров готовых конструкций стоимость изделий остается на том же уровне. Сомнительно, что четырехкратное увеличение стоимости приготовления бетона компенсируется удешевлением конструкций из СФБ. Кроме того, сухое перемешивание цемента и модифицированной базальтовой фибры сдирает с волокон фибры продукты модификации.
В исследованиях [20, 21, 65] разработаны оптимальные параметры синтеза наномодификатора, обеспечивающие его получение в виде устойчивой на протяжении до 90 сут. суспензии, содержащей в односуточном возрасте более 20% частиц (активных компонентов) с размерами менее 100 нм и свыше 70% от 100 до 200 нм. Установлено, что ультразвуковое диспергирование способствует разделению наноуглеродной и кремнеземистой фаз шунгитосодержащих пород. Разработан оптимальный состав бетонной смеси, включающей цемент и песок в соотношении 1:3, воду при В/Ц не более 0,380,40 и добавки углерод-кремнеземистого модификатора в количестве 10% (или 0,3% в пересчете на сухое вещество) от массы вяжущего, позволяющий получать изделия с проектной прочностью на сжатие 46-57 МПа, на изгиб 4,58,8 МПа, истираемостью 0,08-0,14 г/см2, водопоглощением 1,8-2,3%, морозостойкостью более F200.
Похожие диссертационные работы по специальности «Строительные материалы и изделия», 05.23.05 шифр ВАК
Комплексные модификаторы на основе углеродных нанотрубок, песчаного наполнителя и метакаолина для повышения прочностных и эксплуатационных свойств пенобетонов2021 год, кандидат наук Слдозьян Рами Джозеф Агаджан
Модифицированный бетон на композиционных вяжущих с применением нанокремнезема2013 год, кандидат наук Лхасаранов, Солбон Александрович
Мелкозернистый бетон с многоуровневой структурой, регулируемой полифункциональной добавкой, и повышенными эксплуатационными свойствами2022 год, кандидат наук Демьяненко Ольга Викторовна
Конструкционные сталефибробетоны, модифицированные комплексными углеродными микро- и наноразмерными добавками2011 год, кандидат технических наук Алаторцева, Ульяна Владимировна
Модифицирование цементного камня и контактной зоны в структуре бетона с помощью комплексных добавок2013 год, кандидат наук Гончарова, Надежда Сергеевна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хмелев Андрей Борисович, 2017 год
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Артамонова О.В., Сергуткина О.Р. Строительные нано-материалы: тенденции развитий и перспективы // Научный Вестник Воронежского гос. архитектурно-строительного ун-та. - 2013. - №1. - С. 13-23.
2. Арадовский Я.Л., Тер-Осипянц Р.Г., Арадовская Э.М. Свойства бетона на магнитнообработанной воде // Бетон и железобетон. - 1972. - №4. - С. 32-34.
3. Баженов Ю.М., Королев Е.В. Технология наномодифицирования строительных материалов // Сб. докл. участников круглого стола «Наносистемы в строительстве и производстве строительных материалов. -М.: Изд-во АСВ, 2007. - С. 33-38.
4. Баженов Ю.М., Рахимов Р.З. Достижения, проблемы и направления развития теории и практики строительного материаловедения // Материалы IX академических чтений РААСН. - Пенза: Изд-во ПГУАС, 2006. - 4.II. -С. 187-188.
5. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Изд-во АСВ, 2002. - 500 с.
6. Баженов Ю.М., Демьянова B.C., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. - М.: Изд-во АСВ, 2002. - 368 с.
7. Баженов Ю.М., Королев Е.В. Оценка технико-экономической эффективности нанотехнологий в строительном материаловедении // Строительные материалы. - 2009. - № 6. - С. 66-67.
8. Жерновой Ф.Е. Композиционные вяжущие с использованием перлита: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Белгород: Изд-во БГТУ им. Шухова, 2010.
9. Комохов П.Г., Сватовская Л.Б., Соловьева В.Я. и др. Высокопрочный бетон на основе элементов нанотехнологии по методу золь-гель // Материалы IX академических чтений РААСН. - Пенза: Изд-во ПГУАС, 2006. - Ч.П. - С. 8-10.
10. Королев Е.В., Иноземцев А.С. Эффективность физических воздействий для диспергирования наноразмерных модификаторов // Строительные материалы. - 2012. - №4 - С. 76-79.
11. Королев Е.В., Кувшинова М.И. Параметры ультра-звука для гомогенизации дисперсных систем с наноразмерными модификаторами // Строительные материалы. - 2010. - № 9. - С. 85-88.
12. Королев К.М., Медведев В.М. Магнитная обработка воды в технологии бетона // Бетон и железобетон. - 1971. - № 8. - С. 44-45.
13. Королев Е.В. Основные принципы практической нанотехнологии в строительном материаловедении // Научный Интернет-журнал «Нанотехнологии в строительстве». - 2009. - № 1. - С. 66-79.
14. Королев Е.В. Проблемы и перспективы нанотехнологии в строительстве // Известия КазГАСУ - 2011. - № 2 (16). - С. 200-208.
15. Лесовик В.С. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород. - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006.
16. Лесовик В.С. Генетические основы энергосбережения в промышленности строительных материалов // Изв. вузов. Строительство. - 1994. - №7. - С. 96100.
17. Лесовик В.С., Жерновой Ф.Е., Глаголев Е.С. Использование природного перлита в составе смешанных цементов // Строительные материалы. - 2009. -№6. - С. 84-87.
18. Лесовик В.С., Потапов В.В., Алфимова Н.И. и др. Повышение эффективности вяжущих за счет использования наномодификаторов // Строительные материалы. - 2011. - № 12. - С. 60-62.
19. Летенко Д.Г. Меньшикова А.Ю., Никитин В.А. и др. Физико-химические свойства водных дисперсий смешанного наноуглеродного материала фуллероидного типа // Вестник гражданских инженеров. - 2010. - №2 (23). -С. 131-138.
20. Лукутцова Н.П., Пыкин А.А. Применение нанодисперсного шунгита в качестве эффективной добавки для бетонов // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. ст. междунар. конф. - Пенза: Приволжский дом знаний, 2011. - С. 76-79.
21. Лукутцова Н.П., Пыкин А.А., Карпиков Е.Г. Особенности процессов структурообразования цементного камня с углерод-кремнеземистой нанодисперсной добавкой // Строительные материалы. - 2011. - №9. - С. 6667.
22. Патент 2355656 Российская Федерация. Бетонная смесь // А.Н. Пономарев, М.Е. Юдович. - Опубл. 20.05.2009.
23. Пономарев А.Н. Высококачественные бетоны. Анализ возможностей и практика использования методов нано-технологии // Инженерно-строительный журнал. - 2009. - № 6 (8). - С. 25-33.
24. Пономарев А.Н., Никитин В.А., Рыбалко В.В. Исследование многослойных полиэдрических наночастиц фуллероидного типа - астраленов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2006. - №5. - С. 44-47.
25. Пономарев А.Н. Перспективные конструкционные материалы и технологии, создаваемые с применением нано-дисперсных фуллероидных систем // Вопросы материаловедения. - 2001. - Т. 26, №2. - С. 65.
26. Пудов И.А., Яковлев Г.И., Лушникова А.А. и др. Гидродинамический способ диспергации многослойных углеродных нанотрубокпри модификации минеральных вяжущих // Интеллектуальные системы в производстве. - 2011. -№ 2. - С. 285-293.
27. Пухаренко Ю.В., Никитин В.А., Летенко Д.Г. Наноструктурирование воды затворения как способ повышения эффективности пластификаторов бетонных смесей // Строительные материалы - Наука. - 2006. - № 8. - С. 1113.
28. Пухаренко Ю.В., Аубакирова И.У., Никитин В.А. и др. Структура и свойства наномодифицированных цементных систем // Материалы междунар. конгресса «Наука и инновации в строительстве «SIB-2008». Современные проблемы строительного материаловедения и технологии». - Воронеж, 2008. - Т. 1, кн. 2. - С. 424-429.
29. Староверов В.Д. Влияние наноструктурированной воды затворения на свойства цементных композитов // Актуальные проблемы современного строительства: сб. материалов 60 Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых. - СПб.: Изд-во СПбГАСУ, 2007. - Ч. I. - С. 178-183.
30. Староверов В.Д. Особенности структурирования воды затворения углеродными наночастицами // Докл. 65 науч. конф. профессоров, преподавателей, научных руководителей, инженеров и аспирантов университета. - СПб.: Изд-во СПбГАСУ, 2008. - Ч. I. - С. 210-213.
31. Староверов В.Д., Ковалева А.Ю., Аубакирова И.У. Опыт промышленного применения наномодифицированных бетонных смесей // Вестник гражданских инженеров. - 2008. - №3(16). - С. 74-76.
32. Хозин В.Г., СтаровойтоваИ.А., Майсурадзе Н.В. и др. Наномодифицирование полимерных связующих для кон-струкционных композитов // Строительные материалы - 2013. - №2. - С. 4-10.
33. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Урханова Л.А. и др. Эффективность применения золоуноса Гусиноозерской ГРЭС в составе цементов низкой водопотребности. - 2011. - №7. - С.74-77.
34. Хозин В.Г., Морозова Н.Н., Сигбатулин И.Р. и др. Модификация цементных бетонов малыми легирующими добавками // Строительные материалы. - 2006. - №10. - С. 30-31.
35. Хузин А.Ф., Габидуллин М.Г., Сулейманов Н.М. и др. Влияние добавки наномодификатора на основе углеродных нанотрубок на прочность цементного камня // Известия КГАСУ. - 2011. - №2 (16). - С.185-189.
36. Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Модифицирование структуры цементного камня микро- и наноразмерными частицами кремнезема // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2008. - №5. - С. 3-32.
37. Чернышов Е.М., Артамонова О.В., Коротких Д.Н. и др. Приложения нанохимии в технологии твердофазных строительных материалов: научно-
инженерная проблема, направления и примеры реализации // Строительные материалы. - 2008. - №2. - С. 32-36.
38. Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Высокотехнологичные высокопрочные бетоны: вопросы управления их структурой. Современные проблемы строительного материаловедения и технологии: материалы междунар. конгресса «Наука и инновации в строительстве». - М., 2000. - Т.1. - С. 616620.
39. Патент 2233254 Российская Федерация. Первые в мире опыты по введению фуллероидных наноматериалов в композиции на минеральных вяжущих и получение наномодифицированных композиционных бетонов с повышенными эксплуатационными свойствами // А.Н. Пономарев, М.Н. Ваучский, В.А. Никитин. - Заявл. 10.12.2002; опубл. 27.07.2004.
40. Перфилов В.А., Алаторцева У.В., Тюрин А.А. Фибробетон ускоренного твердения // Известия вузов. Строительство. - 2009. - №1. - С. 48-51.
41. Перфилов В.А., Алаторцева У.В., Дмитрук М.И. и др. Применение модифицирующих нанодобавок для повышения прочности фибробетонов // Известия вузов. Строительство. - 2009. - №8. - С. 17-20.
42. Низина Т.А., Пономарев А.Н., Кочетков С.Н.и др. Результаты экспериментальных исследований цементных композитов, модифицированных водорастворимыми аддуктами нанокластеров углерода // Вестник Волжского регионального отделения РААСН. - 2011. - Вып. 14. -С. 117-120.
43. Низина Т.А., Кочетков С.Н., Пономарев А.Н. и др. Оценка эффективности влияния наномодификаторов на прочностные и реологические характеристики цементных композитов в зависимости от вида пластифицирующих добавок // Региональная архитектура и строительство. -2013. - №1. - С. 43-49.
44. Li G.Y.,Wang P.M., Zhao X. Mechanical behavior and microstructure of cement composites incorporating surface-treated multi-walled carbon nanotubes // Carbon. - 2005. - N 43. - P. 1239-1245.
149
45. De Ibarra Y.S., Gaitero J.J., Campillo I. Atomic force microscopy and nanoindentation of cement pastes with nanotube dispersions // Phys. Status Solidi A. - 2006. - N 203. - P. 1076-1081.
46. Xiang X.J., Torwald T.L., Staedler T. et al. Carbon Nanotubes as a new reinforcement material for modern cement-based binders // In Proceedings of 2nd International Symposium on Nanotechnology in Construction. - NICOM2. -P. 209-214.
47. Cwirzen A., Habermehl-Cwirzen K., Penttala V. Surface decoration of carbon nanotubes and mechanical properties of cement/carbon nanotube composites // Adv. Cem. Res. - 2008. - N 20. - P. 65-73.
48. Li G.Y. [et al.]. Mechanical behavior and microstructure of cement composites incorporating surfacetreated multi-walled carbon nanotubes // Carbon. - 2005. -N43. - P. 1239-1245.
49. Li G.Y. [et al.].Pressure-sensitive properties and micro-structure of carbon nanotube reinforced cement composites // Cement and Concrete Composites. -2007. - N 29. - P. 377-382.
50. Makar J.M., Margeson J., Luh J. Carbon nanotube/cement composites-early results and potential applications // Construction Materials. In Proceedings of ConMat'05 and Mindess Symposium. - 2005. - P. 32.
51. Makar J.M., Chan G.W. Growth of cement hydration products on single walled carbon nanotubes // J. Am. Ceram. Soc. - 2009. - N 92. - P.1303-1310.
52. Makar J.M., Gopalarishnan K. [et al.]. The effect of SWCNT and other nanomaterials on cement hydration and reinforcement // Nanotechnology in civil infrastructure: a paradigm shift. - 2011. - P. 103-130.
53. Дьячкова Т.П., Ткачев А.Г. Методы функционализации и модифицирования углеродных нанотрубок. - М.: Изд. дом «Спектр», 2013. -152 с.
54. Дьячков П.Н. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применения. - М.: Бином, 2006. - 293 с.
55. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода // УФН. -1995. - Т. 165 (9). - С. 977.
56. Лозовик Ю.Е., Попов А.М. Образование и рост углеродных наноструктур - фуллеренов, наночастиц, нанотрубок и конусов // УФН. -1997. Т. 167 (7). -С. 151.
57. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: учеб. пособие. - М.: Университетская книга; Логос, 2006. - 376 с.
58. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода // УФН. -1995. - Т. 165 (9). - С. 977.
59. Hilding J. et al. Dispersion of carbon nanotubes in liquids // Journal of Dispersion Science and Technology. - 2003. - N 24. - P. 1-41.
60. Hunashyal A. [et al.]. Experimental investigation of the effect of carbon nanotubes and carbon fibres on the behaviour of plain cement composite beams // The IES Journal Part A: Civil & Structural Engineering. - 2011. - N 4. - P.29-36.
61. Shah S.P. [et al.]. Nanoscale modification of cementitious materials // Proceedings of the 3rd international symposium on nanotechnology and construction (NICOM 2009). - 2009. - P. 125-130.
62. Юдович М.Е., Пономарев А.Н., Великоруссов П.В. и др. Регулирование свойств пластичности и прочности бетонов // Строительные материалы. -2007. - № 1 - С. 56-57.
63. Юдович Б.Э., Зубехин С.А., Фаликман В.Р. и др. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы // Цемент и его применение. - 2006. - № 4. - С. 80-84.
64. Кузьмина В.П. Нанобетоны в строительстве // Научный Интернет-журнал «Нанотехнологии в строительстве». - 2010. - № 1. - С. 63-70.
65. Пыкин А.А. Высокоэффективный мелкозернистый бетон с добавкой углерод-кремнеземистого наномодификатора: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Белгород, 2012. - 24 с.
66. Войтович В.А. Строительные наноматериалы // Руководитель
строительной организации. - 2011. - №2.
151
67. Пономарев, А.Н. Перспективные конструкционные материалы и технологии, создаваемые с применением нанодисперсных фуллероидных систем // Вопросы материаловедения. - 2001. - Т. 26, № 2. - С. 65.
68. Комохов П.Г. Нанотехнология радиационностойкого бетона// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2006. -№5(88). - С. 22-23.
69. Комохов П.Г., Сватовская Л.Б., Соловьева В.Я., Сычева А.М. Высокопрочный бетон на основе элементов нанотехнологии по методу золь-гель // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения. - Х Академические чтения РААСН. - М., 2006. - С. 8-9.
70. Яковлев Г.И., Плеханова Г.И., Маева И.С., Макарова И.С., Керене Я., Фишер Г.Б. Поризованные фторангидритовые композиции с нанодисперсным армированием смесей // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения. -Х Академические чтения РААСН. - М., 2006. - С. 477-480.
71. Мищенко С.В., Ткачев А.Г. М717 Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. - М.: Машиностроение, 2008. - С. 141.
72. ГОСТ 9128-84. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. - Электрон. текстовые дан. - Режим доступа: http: //www.ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/3/3752/index.php. -Загл. с экрана.
73. Дьячков П.Н. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применение. - М.: Бином, 2011. - 488 с.
74. Елецкий А. В. Сорбционные свойства углеродных наноструктур // Успехи физических наук. - 2004. - Т. 174, № 11. - С. 1191-1231.
75. Запороцкова, И. В. Углеродные и неуглеродные наноматериалы и композитные структуры на их основе: строение и электронные свойства. -Волгоград : Изд-во ВолГУ, 2009. - 469 с.
76. Пат. 2515007 С1 Российская Федерация. Способ упрочнения асфальтового дорожного покрытия углеродным наноматериалом / И.В. Запороцкова, Б.Н. Сипливый. - Зарегистр. в Гос. реестре изобрет. РФ; опубл. 10.05.14, Бюл. № 13.
77. Портал Администрации Волгоградской области. - Электрон. текстовые дан. - Режим доступа: http://www.volganet.ru. - Загл. с экрана. Управление экономическим развитием.
78. Транспортная стратегия РФ на период до 2030 года. - Электрон. текстовые дан. - Режим доступа: http://www.mintrans.ru/documents/detail.php? ELEMENT_ID=19188. - Загл. с экрана.
79. Федеральные целевые программы России. - Электрон. текстовые дан. -Режим доступа: http://fcp.economy.gov.ru/. - Загл. с экрана.
80. Харрис, П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века / П. Харрис. - М.: Техносфера, 2003. - 364 с.
81. Шестаков Н.И. Модифицированный асфальтобетон с углеродными нанодобавками: дис. ... канд. техн. наук. - Улан-Удэ, 2015.
82. Унгер Ф.Г. Фундаментальные аспекты химии нефти / Ф.Г. Унгер, Л.Н. Андреева. - Новосибирск: Наука. Сиб отд. РАН, 1995. - 192 с.
83. Унгер Ф.Г. Масс- и радиоспектральное исследование группового состава и надмолекулярной структуры нефтей и нефтепродуктов: автореф. дис. ... д-ра хим. наук. - М., 1984. - 32 с.
84. Синицын Н., Дубровская Л. Прекрасный век для нанотэк // Вестник строительного комплекса». -2007. - № 8. - С. 50-51.
85. Грязнов Н. С. Пиролиз углей в процессе коксования. - М.: Металлургия, 1983. - 184 с.
86. Вурзель Ф.Б., Полак Л.С. Плазмохимия. - М.: Знание, 1985. - 48 с.
87. Жуков М.Ф., Калиненко Р.А., Левицкий А.А., и др. Плазмохимическая переработка угля. -М.: Наука, 1990. -201 с.
88. Буянтуев С.Л., Бадмаев Л.Б. Газификация угля в плазменных реакторах.
// Вестник БГУ. Серия-9. Физика и техника. - Вып. 4. Улан-Удэ, 2005. - С. 21153
89. Добряков Н.С., Таракановский А.А. и др. Конструкции и опыт эксплуатации газогенераторного оборудования энергоустановок. - М.: НИИЭинфорэнергомаш, 1986. Вып. 4. - 44 с.
90. Теснер П.А. Образование углерода из углеводородов газовой фазы. М.: Химия, 1972. - 136 с.
91. Круковский В.К., Колобова Е.А., Любчанская Л.И., Никишков Б.В. Комплексная плазмохимическая переработка твердого углеродсодержащего сырья в среде водяного пара // Плазменная газификация и пиролиз низкосортных углей. - М.: ЭНИН, 1987. - С. 81-90.
92. Кружилин Т.Н., Худяков Т.Н., Целищев П.А. К вопросу о перспективе плазменной газификации низкосортных топлив // Химия твердого топлива. -М.: Наука, 1983. - №2. - С. 88-90.
93. Карпенко Е.И., Буянтуев С.Л., Цыдыпов Д.Б. и др. Экспериментальные исследования по выявлению эффективности использования электродуговой плазмы при термической подготовке угля // Сб. науч. ст. «Плазменные аппараты и технологии в теплоэнергетике». - 1995. - С. 69-85.
94. Головина Е.С. Высокотемпературное горение и газификация углерода. -М.: Энергоатомиздат, 1983. - 176 с.
95. Бабий В.И., Куваев Ю.Ф. Горение угольной пыли и расчет пылеугольного факела. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 208 с.
96. Кружилин Г.Н. Плазменная газификация углей // Вестник АН СССР. -1980. - №4. - С. 69-79.
97. Ибраев Ш.Ш., Сергеев П.В. и др. Характеристики электродугового реактора коаксиального типа, предназначенного для термической переработки пылей Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. - Алма-Ата: Наука КазССР, 1979. - Вып. 11. - С. 135-142.
98. Карпенко Е.И., Устименко А.Б., Мессерле В.Е. Математическая модель процессов воспламенения, горения и газификации пылеугольного топлива в
устройствах с электрической дугой // Теплофизика и аэромеханика. - 1995. -№ 2.
99. Ибраев Ш.Ш. Плазменные реакторы для переработки измельченных материалов. - Алма-Ата, КазНИИЭ, 1989.
100. Ибраев Ш.Ш., Сакипов, З.Б. Электро дуговые реакторы совмещенного типа и методика их расчета. - Алма-Ата: Гылым, 1991.
101. Сергеев П.В., Электрическая дуга в электродуговых реакторах. - Алма-Ата. Наука, 1978. - 140 с.
102. Ибраев Ш.Ш., Сергеев П.В. и др. Характеристики электродугового реактора коаксиального типа, предназначенного для термической переработки пылей Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. - Алма-Ата: Наука КазССР, 1979. - Вып. 11. - С. 135-142.
103. Жуков М.Ф. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны) / М.Ф. Жуков, В.Я. Смоляков, Б.А. Урюков. - М.: Наука, 1973. - 232 с.
104. Жуков М.Ф., Засыпкин И.М. и др. Электродуговые генераторы термической плазмы - Новосибирск: Наука. Сиб. Предпр. РАН, 1999.
105. Буянтуев С.Л., Цыдыпов Д.Б., Доржиев А.Ц. и др. Патент РФ №2171431 от 27 июля 2001 г. Двухступенчатый способ термической подготовки пылевидного топлива и установка для его осуществления.
106. An electric way to make feedstock's // E. Chem. News. 1981. Febr. 4. P. 49.
107. Сакипов З.Б., Мессерле B.E., Ибраев Ш.Ш. и др. Экспериментальное исследование плазменного пиролиза бурых углей // Химия высоких энергий. 1986. - Т. 20, № 1. - С. 61-67.
108. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: Учебн. пособие. - М.: Университетская книга, Логос, 2006. - 376 с.
109. Фуллерены: Синтез и теория образования / Г.Н. Чурилов, Н.В. Булина, А.С. Федоров; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т физики им. Л.В. Киренского; Мин-во образования и науки РФ, Федеральное агентство по образованию, Сиб. федеральный ун-т. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. - 230 с.
110. Волокитин Г.Г. и др. Плазменные технологии в строительстве - Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит, ун-та, 2005. - 291 с.
111. Жуков М.Ф., Карпенко Е.И., Перегудов B.C., Буянтуев С.Л. и др. Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела. - Новосибирск; Наука, 1995. - 304 с.
112. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М.: Физматлит, 2005. - 416 с.
113. Сидоров Л.Н. Газовые кластеры и фуллерены СОЖ № 3. С. 65-71,1998.
114. Kratschmer W., Lamb L.D., Fostiropoulos К., Huffman D.R. Nature. - 1990.
- V. 347. - P. 354.
115. Елецкий А. В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода // УФН.
- 1995. Т. 165 (9). - С. 977.
116. Белов Н.Н. и др. Строение поверхности катодного нароста, образующегося при синтезе фуллеренов // Аэрозоли. - 1998. - T.4, N 1. - С. 2529.
117. Мастеров В.Ф. Физические свойства фуллеренов // СОЖ. - 1997. - №1.
- С. 92.
118. Лозовик Ю.Е., Попов A.M. Свойства и нанотехнологические применения нанотрубок// УФН. - 2007. - Т. 177 (7). - С. 786-799.
119. Mordkovich V.Z., Maezawa Т., Takeuchi Y. Formation of various carbon nanoclusters from laser-produced carbon plasma // Fullerenes, Nanotubes, Carbon Nanostructures. - 2004. - V. 12. - № 1-2. - P. 11-16.
120. Смолли P.E. Открывая фуллерены // УФН. - 1998. - Т. 168 (3). - С. 323.
121. Раков Э.Г. Пиролитический синтез углеродных нанотрубок и нановолокон // Рос. хим. журн. - 2004. - Т. 48, № 5. - С. 12-20.
122. Dresselhaus M.S. Future direction in carbon science // Annu. Rev. Master. Sci. 1997. - V. 27. - №1. - P. 1-34.
123. Harris P.J.F., Tsang S.C., Claridge J.B., Green M.L.H. High-resolution electron microscopy studies of a microporous carbon produced by arc-evaporation. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. - 1994. - V. 50. - P. 2799-2802.
156
124. Хайманн Р.Б., Евсюков C.E. Аллотропия углерода // Природа. - 2003. -№ 8. - С. 66-72.
125. Howard J.B., Lafleur A.L., Makarovsky Y. et al. // Carbon. - 1992. - V. 30. № 8. - P. 1183.
126. Kuznetsov V.L., Butenko Yu.V. Synthesis and properties of nanostructure carbon materials: nanodiamond, onion-like carbon and carbon nanotubes // Nanostructures Materials and Coatings in Biomedical and Sensor Applications / Eds. Y.G. Gogotsi, I.V. Uvarova. NATO Sci. Ser. II. Mathematics, Physics and Chemistry. V. 102. Kluwer Academic Book Publ., Dordrecht, Netherlands, 2003. -P. 187-202.
127. Iijima S. Helical Microtubules of graphitic carbon. //Nature. 1991. V. 354. P. 56-58.
128. Водоуголь [Электронный ресурс] / ген. директор Морозов А.Г. Электрон. дан. - Москва, 2012 - Режим доступа: http://vodougol.ru/решения/владельцам-угольных-шахт-и-разрезов/свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус., англ.
129. Филенко В.В., Карпенко С.В., Николаенко К.В. Разработка технологии повторного обогащения мелкозернистых отходов угольных шахт Западной Сибири // Геолого-мшералопчний вюник. - 2010. - № 1-2 (23-24). - С. 78-81.
130. Горная энциклопедия [Электронный ресурс] / Электрон. дан., 2016.-Режим доступа http://www.mining-enc.ru/k/kek/ свободный. - Загл. с экрана. — Яз. рус., англ.
131. Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. - М.: Металлургия, 1994.
132. Лушпа А.И. Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций. - М.: Химия. - 1981. - 65 с.
133. Фиалков А.С. Углеграфитовые материалы. - М.: Энергия, 1979. - 320 с.
134. Березкин В.И. Фуллерены как зародыши сажевых частиц // ФТТ, 2000, т.42, вып.3.
135. Буянтуев С.Л.. Кондратенко А.С., Хмелев А.Б. Использование углеродных наноматериалов полученных плазменной обработкой углей в качестве модифицирующих добавок в бетоны // Материалы IX Междунар. науч.-практ. конф. «Восточное партнерство». - Пшемысел: «№ика 1 studia», 2014. - С. 64-69.
136. Старинский И.В. Сорбционные свойства и состав углей, прошедших обработку в низкотемпературной плазме: автореф. дис. ... канд. техн. наук. -Улан-Удэ, 2007.
137. Буянтуев С.Л., Кондратенко А.С., Дамдинов Б.Б. Способ получения углеродных наноматериалов с помощью энергии низкотемпературной плазмы и установка для его осуществления // Патент на изобретение RU 2488984С2, опубликован 27.07.2013.
138. Буянтуев С.Л., Урханова Л.А., Хмелев А.Б., Лхасаранов С.А, Кондратенко А.С. К вопросу об использовании углеродных наноматериалов, полученных плазмохимическим методом, в качестве модифицирующих добавок в композиты // Вестник ВСГУТУ. - №6. - 2016. - С. 19-26.
139. Будтов В.П. Патент РФ на изобретение №2107536 «Способ выделения фуллеренов из фуллеренсодержащих продуктов» С1, МПК В0Ш11/02, С01В31/00, опубл. 27.03.1998.
140. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость: пер. с англ. 2-е изд. -М.: Мир, 1984. - 306 с.
141. Киселев А.В., Древинг В.П. Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии. - М.: Изд-во МГУ, 1973. - 450 с.
142. ГОСТ 13144-79. ГРАФИТ Методы определения удельной поверхности.
143. Буянтуев С.Л., Кондратенко А.С., Хмелев А.Б. Особенности получения углеродных наноматериалов методом комплексной плазменной обработки углей // Вестник ВСГУТУ. - №3. - 2013. - С. 32-37.
144. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. - М.: Мир, 1982. - 328 с.
145. Ладохина М.Н., Буракова Е.А. Влияние методов диспергирования углеродных наноматериалов на прочность бетонов // Труды ТГТУ: Сб. ст., 2007. - С. 1-3.
146. Некоторые свойства твердотельных фрактальных структур углеродных нановолокон / И.В. Золотухин, И.М. Голев, А.Е. Маркова, Ю.В. Панин, Ю.В. Соколов, А.Г. Ткачев, В.Л. Негров // Письма в ЖТФ. - 2006. - Т. 32. Вып. 5. - С. 28-32.
147. Захаркин Р.Я. Коаксиальный плазматрон с внешним и внутренним соленоидом // Физика, техника и применение низкотемпературной плазмы. -Алма-Ата, 1970.
148. Брон О.Б. Движение электрической дуги в магнитном поле // Электричество». - 1966. - №7.
149. Сергеев П.В., Шепель Г.А. К определению плотности тока электродных пятен электрической дуги // ИФЖ. - 1967. - Т. XII, №2.
150. Сергеев П.В., Шепель Г.А., Габбасова Р.З. Об анодной плотности тока электрической дуги с угольными электродами // ИФЖ, 1967. - Т. XII, №5.
151. Сергеев П.В., Ибраев Ш.Ш., Локша Б.К., Шепель Г.А. О несущей способности дуги, горящей в коаксиальном нагревателе // Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Вып. 10. - Алма-Ата: Наука,КазССР, 1975.
152. Буянтуев С.Л., Старинский И.В. Расчет баланса мощности плазменного реактора для комплексной переработки углей // Вестник БГУ, Серия 9. Физика и техника. Вып. 4. - Улан-Удэ, 2005. - С. 60-66.
153. Ривкин С.Л. Справочник «Термодинамические свойства воздуха и продутов сгорания топлив». - М.: Энергоатомиздат, 1984.
154. Ривкин С.Л. Справочник «Термодинамические свойства газов». - М.: Энергоатомиздат, 1987.
155. Ларионов В.Ф., Кошман В.И., Суворов А.Е. Влияние качества твердого топлива на экономичность работы котлов блоков 200 и 300 МВт // Энергетика и электрификация. - 1986. - №4. - С. 2-6.
159
156. Ривкин С.Л., Александров А.А. Справочник «Теплофизические свойства воды и водяного пара». - М.: Энергия, 1980.
157. Моссэ А.Л., Буров И.С. Обработка дисперсных материалов в плазменных реакторах. - Минск: Наука и техника, 1980.
158. Товаров В.В. Измерение удельной поверхности порошкообразных материалов // Заводская лаборатория. - 1948. - Вып. 14. - С. 68-76.
159. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. - Л.: Химия, 1987. - 264 с.
160. Буянтуев С.Л., Кондратенко А.С., Хмелев А.Б. Особенности получения водоугольных суспензии электроразрядными способами // Вестник ВСГУТУ. 2014. - C. 72-75.
161. Buyantuev S.L., Khmelev A.B., Kondratenko A.S., Baldynova, F.P. Investigation of the electric discharge machining on the stability of coal-water slurries // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2016. - Р. 393-399.
162. Buyantuev S.L., Khmelev A.B., Kondratenko A.S. Changes in the rheological properties and the selection of a mathematical model of the behavior of coal-water slurry during transport and storage // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2016. - Р. 423-428.
163. Buyantuev S.L., Khmelev A.B., Kondratenko A.S., Baldynova FP.Investigation of properties of coal-water slurries produced by electric discharge methods // Journal of Physics: Conference Series. 2015 . - P. 1-5.
164. Buyantuev S.L., Khmelev A.B., Kondratenko A.S. Analysis of characteristics of coal-water slurries obtained by plasma and electric dis-charge methods// ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2014. - P. 2102-2105.
165. Пантелеев В.Г., Егорова О.В., Клыкова Е.И. Компьютерная микроскопия М.: Техносфера, 2005. - 304 с.
166. Чурилов Г.Н., Булина Н.В., Федоров А.С. Фуллерены: синтез и теория образования. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. - 230 с.
167. Коротких Д.Н., Артамонова О.В., Чернышов Е.М. О требованиях к
наномодифицирующим добавкам для высокопрочных цементных бетонов //
160
Нанотехнологии в строительстве: науч. интернет-журнал. - 2009. - № 2. -С. 42-49.
168. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Корженко А. и др. Применение дисперсий многослойных углеродных нанотрубок при производстве силикатного газобетона автоклавного твердения // Строительные материалы. - 2013. - № 2. - С. 25-29.
169. Габидуллин М.Г., Хузин А.Ф., Рахимов Р.З. и др. Ультразвуковая обработка - эффективный метод диспергирования углеродных нанотрубок в объеме строительного композита // Строительные материалы. - 2013. - № 3. -С. 57-59.
170. Королев Е.В., Кувшинова М.И. Параметры ультразвука для гомогенизации дисперсных систем с наноразмерными модификаторами // Строительные материалы. - 2010. - № 9. - С. 85-88.
171. Староверов В.Д. Влияние наноструктурированной воды затворения на свойства цементных композитов // Актуальные проблемы современного строитель-ства:сб.материалов60 Междунар.науч.-техн. конф. молодых ученых. - СПб.: Изд-во СПбГАСУ, 2007. - Ч. I. - С. 178-183.
172. Пономарев А.Н. Высококачественные бетоны. Анализ возможностей и практика использования методов нанотехнологии // Инженерно-строительный журнал. - 2009. - № 6 (8). - С. 25-33.
173. Пономарев А.Н. Перспективные конструкционные материалы и технологии, создаваемые с применением нанодисперсных фуллероидных систем // Вопросы материаловедения. - 2001. - Т. 26, №2. - С. 65.
174. Лященко А.К., Дуняшев Л.В., Дуняшев В.С. Пространственная структура воды во всей области ближнего порядка // Журнал структурной химии. - 2006. - Т. 4. - С. 36-53.
175. Сизов В.П., Королев К.М., Кузин В.Н. Снова об омагниченной воде затворения бетона // Бетон и железобетон. - 1994. - №11. - С. 25-27.
176. Балдынова Ф.П. Поверхностные явления и дисперсные системы. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ. - 2010. - С. 160.
177. Ахметов Н.С., Азизова М.К., Бадыгина Л.И. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии. - М.: Высш. шк., 2003. - 367 с.
178. Артамонова О.В., Сергуткина О.Р. Строительные наноматериалы: тенденции развитий и перспективы // Научный Вестник Воронежского гос. архитектурно-строительного ун-та. - 2013. - №1. - С. 13-23.
179. Ахметов Т.Г. Химическая технология неорганических веществ. - М.: Высш. шк., 2002. - 533 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
УТВЕРЖДАЮ
о учебной работе ВСГУТУ е д-р техн. наук, проф.
П.К. Хардаев
« 0<Г» 16 г.
П.К. Хардаев
СПРАВКА
о внедрении результатов научно- исследовательской работы в
Теоретический положения, результаты экспериментальных исследований и промышленной апробации, полученные при выполнении диссертационной работы Л.Б. Хмелева на тему «Бетоны с модифицирующими добавками, полученными в элсктродуговой плазме», используются в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 08.03.01 «Строительство», профиля подготовки «Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций», магистров по направлению 08.04.01 - «Строительство», профиля подготовки «Технология строительных материалов, изделий и конструкций», что отражено в учебных программах дисциплин: «Панотехнологии в строительстве», «Строительные материалы».
Зав. кафедрой «Производство строительных материалов и изделий» ВСГУТУ,
учебный процесс
д-р техн. наук, профессор
Урханова Л.А.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.