Нанотехнологии в строительстве - Ремонт и Строительство.
Нанотехнологии в строительстве - Ремонт и Строительство.
Не так давно на проходившей в Москве выставке CityBuild состоялся круглый стол на тему «Нанотехнологии в строительстве», где собравшиеся с энтузиазмом узнали о практике внедрения нанотехнологий при производстве бетона, стекла, и других строй материалов.
По воззрению профессионалов, верхняя планка при разработке бетонов - сделать материал не только лишь надежным, гидронепроницаемым, долговременным, но также к тому же самоочищающимся. Идея очень верная, хотя больше похожа на мечту. Такие помыслы приходят в голову, когда идешь по старенькому району Москвы, и видишь отштукатуренные фасады с прелестной лепниной, которые последний раз мыли и обновляли если не при царе, то скоро после него…
А вот у строения, построенного в Риме из белого бетона (поточнее это железобетон, но железа не видно), приобретенного с внедрением нанотехнологий, таких заморочек быть не может, так как бетон имеет функцию самоочищения. В состав цемента входят микрочастицы диоксида титана. Поверхность бетона, замешанного на белоснежном наноцементе, способна самоочищаться благодаря фотокатализу.
Правда, в чистке строения также участвует солнечный свет: в лучах солнца диоксид титана работает как катализатор, ускоряющий хим реакцию. В итоге загрязнители распадаются на кислород, соли, воду и другие вещества. Эффект заключается в том, что в итоге хим реакции поверхность бетона становится гидрофильной, водоотталкивающей, а грязь, «разложенная» методом катализации, отторгается от поверхности и просто смывается дождиком. И так повсевременно, так как солнечный свет и дождики – это обычные постоянные явления природы, и, в тоже время, «самоочистители» для строения из нанобетона.
Необходимо отметить, что опыты с самоочищающимися поверхностями построек пока проводят, в главном, за границей. Во всяком случае, готовых объектов не так много. Для примера специалисты приводят Большой Государственный театр в Пекине, имеющий под сферическим куполом, построенным из стекла и бетона, театр, оперу и концертный зал, другими словами три самостоятельные площадки.
Не считая того, под общей сферической кровлей размещены выставочные залы, магазины и рестораны. Но Пекинский Государственный театр примечателен не только лишь самобытной архитектурой и «вместительностью жанров», да и самоочищающейся поверхностью купола. Его прозрачная куполообразная кровля всегда чиста, так как покрыта узкой пленкой, изготовленной из микрочастиц диоксида титана. Купол самоочищается «по той же схеме», что и здание из белоснежного бетона. В лучах солнца происходит фотокатализ, а потом всю грязь, разложенную в итоге хим реакции «на частички», смывает очередной дождик.
К этому стоит добавить, что здание театра выстроено в центре искусственного озера, а стеклянная поверхность кровли-купола, в итоге постоянного самоочищения, всегда остается прозрачной. Через мультислойное теплоизоляционное стекло, которым выложен весь купол, можно узреть, что происходит снутри. Все это смотрится замечательно, тем паче что действо разворачивается посредине искусственного озера.
По воззрению профессионалов, создание наностекла и самоочищающегося нанопокрытия для стекол – направление очень перспективное. Оно, непременно, будет обширно развиваться. Уже на данный момент на рынке появились окна, которые не надо мыть, так как в итоге обрисованных выше реакций всю грязь смывает дождевая вода. Правда, сейчас и дождик не очень незапятнанный, но в любом случае он зальет даже вымытое стекло, и нет никакой способности мыть окна после каждого дождика.
Мыть окна – это не самое сложное. Больше в Москве и других больших городках возникает зданий-«аквариумов», которые имеют стопроцентно прозрачный фасад. Очевидно, там применены не обыкновенные стекла, а материал особенной прочности, но его светопрозрачность ко многому обязует. Налет грязищи на стекле сводит на нет пафосную респектабельность прозрачных построек. Их нужно повсевременно мыть, а это очень недешево и трудно. А поэтому самоочищающееся нанопокрытие для прозрачных фасадов – это гарантия их востребованности в градостроительстве.
Не считая фасадов еще есть одна область, где необходимы повсевременно незапятнанные стекла – солнечные батареи. Их, обычно, устанавливают на кровле, нередко на скатной кровле особняков, а поэтому для «обычный хозяйки» солнечные коллекторы не очень доступны. В тоже время налет грязищи очень понижает эффективность солнечных батарей. Спецы считают, что в последнее время производители солнечных коллекторов будут интенсивно использовать наноэффект самоочищения при производстве продукции, так как в Израиле открыта очень многообещающая методика производства «солнечных» стекол.
В базе технологии лежит метод упорядочения микроскопичных (поточнее говоря, в обыденный микроскоп их вообщем не видно) пептидных нанотрубок. Дело в том, что трубки имеют плоскую поверхность, которая совсем не намокает. Если собрать поверхности пептидных нанотрубок в единый слой, то капли воды будут скатываться, совсем не оставляя следа, но завлекая за собой частички пыли. Как сказано выше, процесс очищения происходит не только лишь с пылью, да и с въевшейся грязюкой, которую самоочищающаяся наноповерхность расщепляет на отдельные частички в процессе катализа.
Но израильские ученые работали по узко спец дилемме: в пустынных районах Израиля много солнца, сильно много солнечных батарей, так как там это основной источник энергии, и предостаточно песочной пыли, которую ветер наметает на стеклянную поверхность коллекторов. А поэтому ненамокающая поверхность, которую можно получить при помощи пептидных нанотрубок, как раз и должна решить делему чистки солнечных батарей.
Углепластики
Один из композиционных наноматериалов, выпуск которых удачно освоен в Рф, – это углепластик. Материал имеет различное применение, а именно его употребляют для производства подшипников и других устройств, но строительная ветвь также взяла углепластик на вооружение. В рамках подготовки к Олимпиаде, в Сочи из углепластика выстроили мост.
Основная достопримечательность сооружения заключается в том, что мост прекрасен при включенной подсветке. В особенности впечатляют прозрачные перила, отсвечивающие алмазами. Очевидно, зернышек алмазов там нет, так как в состав материала включены наноалмазы. По оценке профессионалов, каркас необыкновенного моста выполнен из композитного материала, в состав которого входят нанотрубки и медь. Медные включения присваивают углепластику огнестойкость, а углеродные трубки уменьшают деформацию материала.
К этом стоит добавить, что конструкция имеет маленький вес. Мост предназначен только для пешеходов, имеет износоустойчивое покрытие, содержащее углеродные волокна и нанокарбиды. По воззрению профессионалов, производители наноматериалов сделали грамотный шаг в сторону развития нанотехнологий. Новый мост - это и подарок городку Сочи к Олимпиаде, и собственного рода демонстрация имеющихся достижений в области нанотехнологий в строительной отрасли.
Пеностекло
Пеностекло – это очередной наноматериал, который больше отвоевывает свою нишу на строительном рынке. Как часто бывает, новый материал стартовал в западных странах. Пеностекло - это теплоизолятор, который имеет функции стекла, также ряд преимуществ по сопоставлению с обширно всераспространенными теплоизоляторами. А именно, специалисты отмечают отличия российского пеностекла от западных образцов. В Рф наладили создание пеностекла из стеклобоя, что значительно удешевляет продукцию, так как пеностекло можно создавать из отходов стекольной индустрии.
Битое стекло смешивает с реагентами, и размельчают до настолько маленькой фракции, что материал попадает в разряд нано. Полученную массу нагревают, после этого на поверхности появляется тончайшая нанопленка. Она, во-1-х, присваивает материалу необыкновенную крепкость, а во-2-х, позволяет пеностеклу «дышать», что совсем не типично для обыденных стекол, но характерно теплоизоляционным материалам. Но специалисты подчеркивают, что не всякое пеностекло пропускает пар. «Умение дышать» – это нужное качество для ограждающих конструкций, но в неких случаях нужны другие характеристики пеностекла.
Этот материал выпускают с огромным спектром плотностей. В пеностекле заключено неограниченное количество микроскопичных ячеек, которые, благодаря особенной технологии производства пеностекла, совсем не усугубляют прочностные свойства материала. Пеностекло может соединять внутри себя характеристики гидро- и теплоизоляционного материала. Его употребляют для утепления кровли, фасадов, на парковках и даже при сооружении плавучих конструкций.
В отличие от обычных, более всераспространенных теплоизоляторов (пенополистирола и минеральной ваты), которые обычно обкладывают мембраной либо другими влагозащитными пленками, чтоб они не отсыревали, и не теряли собственных эксплуатационных свойств, пеностекло в схожей «заботе» не нуждается, так как сам по для себя теплоизолятор водонепроницаем.
Специалисты уточняют, что пеностекло представляет собой легкий и крепкий мелкопористый материал. Образно говоря, это «мелкораздробленная» стеклянная пена, которая в неких случаях (как сказано выше) имеет дробление до размеров нано. Хотя, очевидно, настолько маленькая фракция пеностекла больше нужна для самоочищающихся поверхностей, а «просто теплоизолятор» может иметь и другие свойства.
А именно, для пеностекла характерно не плохое шумопоглощение. Как хоть какое стекло, этот материал совсем не горючий, при расплавлении не выделяет газов. Не считая того, пеностекло стабильно к кислотам и разным испарениям, оно не впитывает запахи, а поэтому этот материал неопасен для утепления «химически брутальных» объектов. Специалисты подчеркивают, что пеностекло разрешено к применению на атомных электрических станциях. Не считая того, материал комфортен в эксплуатации, так как пеностекло просто обрабатывается, из него можно изготавливать фасонные изделия фактически хоть какой формы.
Нанодревесина
Естественно, понятие древесная порода с приставкой нано звучит несколько удивительно, если учесть, что дерево – только природный продукт, а не какой-либо композит, намешанный по плану человека. Но нанотехнологии все таки добрались до древесной породы, методом ее измельчения до уровня микрочастиц и сотворения на базе глубоко переработанного материала клееной нанопродукции.
Очевидно, производству нанодревесины предшествовал долгий процесс испытаний. Древесную породу, «растертую в нано», подвергли вакуумной сушке, а потом намешали со специальной пропиткой. Специалисты подчеркивают, что над разработкой и усовершенствованием нанодревесины трудятся многие НИИ, один из результатов вышел таким. Спецы разработали технологию, позволяющую в едином производственном цикле, в процессе вакуумной сушки, пропитки и обработки получать нанокомпозит древесной породы. Не считая того, в рамках технологии, из сибирской лиственницы создают вытяжку особенных веществ: арабиногалактана и дигидрокверцетина.
Здесь необходимо отметить, что вытяжки со сложными наименованиями полезны не только лишь для строительной промышленности, да и в качестве целебного средства. Высочайшая молекулярная масса, способность просто растворяться в воде и создавать раствор с низкой вязкостью делает вытяжки хорошей «подкормкой» для полезной флоры кишечного тракта. Кстати, получение арабинагалактана и дигидрокверцетина также относят к области нанотехнологий, но, очевидно, когда идет речь о лекарствах, предполагают внедрение нано в медицине. Здесь на лицо редчайший случай, когда одни и те же нановещества можно использовать как лекарства (либо как пищевые добавки) и как добавки к строительным материалам.
Спецы подчеркивают, что способность арабиногалактана просто просачиваться через капилляры в растительную либо животную ткань (что и происходит, когда вещество употребляют как лекарственное средство) нужна также в технике и строительстве. Арабиногалактан образует нерастворимые нанокомпозитные комплексы с нерастворимыми молекулами разных веществ.
А поэтому в индустрии нужны клеящие характеристики нанокомпозита, а именно, для пропитки бумаги. Но новенькая разработка позволяет использовать арабиногалактан и дигидрокверцетин (о его свойствах – ниже) для производства деревокомпозитных материалов, изготовленных, к примеру, из лиственницы низкого свойства. Другими словами можно переносить вытяжку, взятую из 1-го, более дорогого древесного материала - в другой, более дешевенький. Благодаря новейшей технологии выходит, что можно «заимствовать» отличные эксплуатационные характеристики у ценной древесной породы и передавать их дешевому древесному сырью.
2-ое вещество дигидрокверцетин, извлекаемое в виде вытяжки из нанодревесины, является сильным антиоксидантом. Дигидрокверцетин обладает способностью захватывать свободные радикалы и био тканях (в том числе, в древесной породе) и таким макаром предотвращать процессы окисления и тления. Не считая того, дигидрокверцетин перекрывает горение материала, а поэтому является одним из компонент, повышающих противопожарные характеристики древесной породы. Не считая того, дигидрокверцетин употребляют, к примеру, для предотвращения био коррозии снутри трубопроводов, также на поверхностях других материалов, где нужно данное свойство.
Специалисты отмечают, что действуя по новейшей технологии, в процессе сушки сибирской лиственницы, два обрисованных выше вещества извлекают в комплексе. А конкретно, извлеченный аква экстракт содержит молекулу дигидрокверцетина, заключенную снутри макромолекулы арабиногалактана. Таким макаром, как сказано выше, после модификации настолько необыкновенный наноматериал используют для пропитки малоценной древесной породы. После этого увеличивается ее качество и стоимость.
Нанотехнологии в дорожном строительстве
Некие направления внедрения наноматериалов уже имеют свою «историю эксплуатации», так как применение наномодификаторов началось более 5 годов назад. На нынешние денек работают предприятия, и интенсивно расширяется создание по выпуску нанокомпонентов, которые добавляют в дорожное покрытие, после этого оно делается надежным, долговременным и довольно упругим. Интересно, что сырьем для производства наноматериала служат старенькые автопокрышки (не умопомрачительно, что дорожному полотну характерна упругость). Уж вот вправду, бесконечный сырьевой придаток к автодороге. Сколько будут строить дороги, столько в излишке будет отработанных автопокрышек…
И как не пробовали пристроить во «вторую жизнь» отработавшую «машинную обувку». Сколько «украсили» городских дворов, используя выкрашенные «колеса с цветами», заместо роскошных уличных кашпо. Толи не знали коммунальщики куда девать старенькые покрышки от собственных машин, толи серьезно желали недорого и сурово обустроить подведомственные дворы.
И вот, в конце концов, научились размалывать покрышки в труху (другими словами до состояния микрочастиц), изготавливать особый компонент и добавлять его в дорожное покрытие. Но самое главное, уже можно подвести 1-ые итоги. По воззрению профессионалов, дороги, построенные пару лет вспять, выдержали тесты. Их сравнили с трассами, подобными по нагрузке, построенными в тот же период, по строго выдержанной технологии, но без использования нанодобавок. После этого специалисты сделали вывод: «нанодороги» выстояли лучше.
Ассоциировали и отдельные свойства дорожного полотна. По воззрению профессионалов, во-1-х, «нанополотно» на 5-ый год эксплуатации осталось фактически как новое. В среднем, благодаря использованию нанодобавок, долговечность покрытия увеличивается приблизительно на третья часть, по сопоставлению с обыденным асфальтом, созданным для дороги с аналогичной транспортной нагрузкой. При всем этом способность покрытия переносить осенне-зимний период, выдерживать замораживание и оттаивание, приблизительно в 10 раз лучше у того полотна, в которое добавили наномодификатор, изготовленный из отработанных автопокрышек.
Специалисты подчеркивают, что главные недостатки нового дорожного полотна как раз и появляются после вешнего паводка, когда водой другой раз вымывает приличные кусочки асфальта. Тогда все вспоминают классику о исконных русских неудачах, ругают дорожников, также чиновников, потративших экономные средства. Вобщем, средства на ремонт – это особенная неудача русских дорог. Очень нередко их совсем распределяют поближе к озари, когда свежее полотно обильно поливает дождиками.
Естественно, есть скептики, которое убеждают, что «нанодорогу» строили посуху, по строго выдержанной технологии, и если б так строили обыденные дороги, то вид транспортных артерий после пятилетней эксплуатации также веселил глаз. С другой стороны, за последние годы выстроено уже довольно дорог с внедрением наномодификаторов, и не всегда клали полотно в безупречных критериях. Потому спецы считают, что эффект от использования «нанопокрышек» непременно есть.
Вобщем, добавление наномодификаторов в асфальтовое дорожное полотно было только первым шагом, за которым последовало усовершенствование асфальтобетонных покрытий. Особенный акцент изготовлен на магистралях, эксплуатируемых в критериях лишней нагрузки, где движение большегрузных автомобилей имеет высшую интенсивность. Специалисты подчеркивают, что в текущее время, говоря образно, машин больше чем дорог, и не только лишь в Москве. Практически 50 процентов трасс федерального значения перегружены, другими словами «перевыполняют» собственный нормативный ресурс, и, соответственно, миниатюризируется их припас прочности, возникает колея, стремительно разрушается покрытие.
Введение наномодификаторов, в состав которых входят эластомерные микрочастицы (это и есть продукт переработки старенькых автопокрышек) делает асфальтобетон более пластичным. А именно, микрочастицы препятствуют образованию трещинок на дороге, которые (в особенности если это очень нагруженная трасса) подвергаются суровой деформации на извив. Таким макаром, благодаря использованию наномодификатора в составе асфальтобетонных консистенций возрастает крепкость дорожных покрытий, их устойчивость к образованию колеи и растрескиванию. Специалисты считают, что особенный эффект достигается при эксплуатации дороги в зимнее время, потому что при низких температурах наномодификатор еще более понижает усталостное напряжение в асфальтобетонном покрытии.
Источник: remontinfo.ru
- 11 Апреля 2013 | Комментарий: 0
- 07 Апреля 2013 | Комментарий: 0
- 09 Апреля 2013 | Комментарий: 0
- 31 Марта 2013 | Комментарий: 0
- 30 Апреля 2013 | Комментарий: 0
- 28 Марта 2013 | Комментарий: 0
|
