- Sobolev K. and Ferrada-Gutiérrez M., How Nanotechnology Can Change the Concrete World: Part 1. AMERICAN CERAMIC SOCIETY BULLETIN, No. 10, 2005, pp. 14-17.
- Sobolev K. and Ferrada-Gutiérrez M., How Nanotechnology Can Change the Concrete World: Part 2. AMERICAN CERAMIC SOCIETY BULLETIN, No. 11, 2005, pp. 16-19.
SobolevP1.pdf (411.41 КБ.) | |
SobolevP2.pdf (1015.73 КБ.) | |
Полагаю, что нужно пересмотреть отношение к бетону - и рассматривать его как
SMART MATERIAL
Пару лет назад мне на глаза попалась статья - "Исследование структуры бетона методом диффузного рассеяния нейтронов" (!!!).Я была удивлена, что такие тонкие методы, оказывается, используются для изучения процесса застывания бетона. Но - наверное это оправдано, ведь от того сколько воды останется в бетоне (как говорилось в статье) зависит его прочность и др. свойства. А если из этого бетона построены дамбы или гидроэлектростанции - то от этих свойств бетона напрямую будут зависеть жизни людей.. и необходимость таких исследований неоспорима.
Что же касается научных "переоткрытий" - то мне припоминается, что капрон был открыт немецким химиком (увы, забыла фамилию) где-то в середине 19 (!) века, но в научных кругах того времени посчитали, что это бесполезное открытие...
И контр-пример - открытие лазера посчитали "the discovery to wait for its' application" (Nobelprize.org) - ошиблись (!)
Но кроме армирования применение наны в цементе/бетоне может быть направлено на управлением кинетикой схватывания (формированием CSH - геля). УД кремнезем - как раз из этой оперы, как и всякоразные (супер)пластификаторы.
Ковырял я как-то аэродромную плиту. Обычная арматура там есть, какой-либо специальной - нету. Да и быть её там не может, потому что в бетоне металл ржавеет. Обычная арматура сильно калёная и оксидированная, ей это не страшно. Прочий металл сгниёт и порвёт бетон (так как объём ржавчины много больше чем объём исходного металла)
Возможное исключение - монолитные взлётные полосы для особо тяжёлых самолётов. И то вряд ли.
----- Но - наверное это оправдано, ведь от того сколько воды останется в бетоне (как говорилось в статье) зависит его прочность и др. свойства. А если из этого бетона построены дамбы или гидроэлектростанции - то от этих свойств бетона напрямую будут зависеть жизни людей.. и необходимость таких исследований неоспорима. ------
С подобным успехом можно доказать всему миру, что надо применять ПЦР диагностику для доказательства что клавиши компьютерной клавиатуры заселены микробами и являются рассадником заразы.
Насчёт воды в бетоне - ПУРГА. Давно известно, что бетон в процессе твердения полезно слегка поливать водой. И вообще вода ему нужна только вначале (первые сутки-двое). Потом - скорее вредна.
По поводу самих статей. Первая - сплошная вода. Многа букафф и мало смысла. Сплошные восторженные ахи. Вторая поконкретнее (забавная транслитерация с/на английский получается), но ничего особенного в ней нет. В таблице (Table 1) - ошибки по данным усадки бетона. В прочности полученного бетона тоже ничего особенного. Хороший марочный бетон типа М200 - М500. С Гайей конечно значительно получше, но не суперэксклюзив. Советские спецбетоны имели прочность до 1800 (в данных статьи - 180 МПа)
Это вообще довольно забавно:
Nanoparticles favor the formation of small-sized crystals (such as calcium hydroxid ...
Так вот и вижу, как в бетоне растут кристаллы гашёной извести
а книжку какую-нибудь умную про химию цемента почитать???? Это я о
"Это вообще довольно забавно:
Nanoparticles favor the formation of small-sized crystals (such as calcium hydroxid ...
Так вот и вижу, как в бетоне растут кристаллы гашёной извести"
ведь растут же!!!!!!!! Именно они. И жидкая фаза твердеющего цемента ближе всего по химическому составу к насышенному раствору Ca(OH)2... Это в той области (по понятным причинам тщательно исследованной) просто азы...
А вода в бетоне - это важно. Именно система пор и заполнение их водой отвечают за, например, морозостойкость. И, опять же, по понятным причином это исследовалось давно, тщательно и с практическими результатами. Целыми НИИ.
С ходу вспоминается "Общий курс строительных материалов" и пара книг по химии гидравлических вяжущих. Плюс использование жидкого стекла (Айлер, кажется), хотя это уже не в тему. По памяти, при твердении цемента образуются алюмосиликаты кальция плюс эттрингит. Но вообще читал я это давно, не вредно бы и повторить.
Наталья, а Вы этот патент внимательно читали? Там помимо фосфора ещё хром, ванадий, никель и кремний. Даже без фосфора это уже почти нержавейка (ЕМНИП её легируют никелем и хромом)
Кремний входит в состав кислотоупорных сталей. Кроме того, настораживает то, что они варили сплав в графитовом тигле, но в нём только 1% углерода. Это... необычно. Вообще, к патентам надо относится с опаской. Работающих методик/технологий там обычно нет.
----- Да, а Вы считаете себя способными увидеть армирующую нано (или даже микро) арматуру? Невооруженным глазом?
-----
Смотря какие у неё параметры. Если это широкие (1-2 мм) ленты микронной толщины, то почему бы и нет.
-----
А вода в бетоне - это важно. Именно система пор и заполнение их водой отвечают за, например, морозостойкость. И, опять же, по понятным причином это исследовалось давно, тщательно и с практическими результатами. Целыми НИИ.
-----
Ну а я что написал?
-----
Давно известно, что бетон в процессе твердения полезно слегка поливать водой. И вообще вода ему нужна только вначале (первые сутки-двое). Потом - скорее вредна.
-----
Это если не углубляться в технологию пропарки ЖБ изделий.
Состав клинкера - силикаты щелочные кальция (в первую очередь Ca3SiO5) алюминаты и ферриты кальция.
При реакции с водой - образуются гидроксосиликаты кальция (гелевая фаза) и гидроалюминаты и гидроферриты (кристаллическая фаза). Плюс эттрингит (тоже кристаллическая фаза) В совокупности это и образует цементный камень.
Алюмосиликатов там действительно нет, но присутствие алюминия мне запомнилось. Избыточная известь образуется, но её кристаллизация - это всё-таки большой вопрос. По крайней мере высолов на бетоне я не помню, а они должны образовываться при вымывании извести (она всё-таки неплохо растворима в воде) Кроме того, пишут что известь переходит в карбонат с увеличением объёма на 10 - 11%. Это не есть слишком хорошо.
Что же касается книг по химии бетону (и по другим разделам) - то их можно поискать, используя сервис SCHOLAR,специально созданный для поиска научных публикаций, в том числе и книг. Если повезет - то вы сможете прочитать в книжке именно то, что вас интересует (к сожалению, для бесплатного просмотра доступны не все страницы)
Спасибо за внимание! Вообще-то курс по "строительным материалам" и "минеральным вяжущим веществам" Вам не только "не вредно было бы и повторить", а лучше взять заново, прежде чем рассуждать о роли воды в бетоне и о гидратации цемента. И для этого не обязательно читать "продвинутые статьи" через SCHOLAR, достаточно скачать парочку институтских учебников по теме из библиотеки ИХТИКА и детально изучить. А насчет статей, мне кажется, понятно что статьи популярные, призваны привлечь внимание к проблеме. И в этом смысле они работают превосходно! Хотя умные люди советовали перевести на Русский, напрасно не сделал этого. А теперь конфуз получается: с помощью горе-переводчиков в Таблице 1 осадка конуса (slump) - которая кстати указана правильно - превращается в усадку (shrinkage) о которой и речи нет в статье....
Так что учите "материальную часть", а потом обсудим...
Если нужна более конкретная информация по теме, здесь временная ссылка на труды Американского Института Бетона: http://www.uwm.edu/~sobolev/ACI/
С наилучшими пожеланиями,
К. Соболев
А всё остальное - забавы ради.
Про механохимию - согласен. За ней будущее в строительной керамике.
Ученые из Обнинска создали уникальный цемент с нанодобавками
Только почему-то сразу про самолёты и ракеты, а не дома и мосты
ИМО, один из наиболее высокотехнологичных бетонов и работы там море, в том числе и связанной с нанотехнологиями.