Газобетон d500: Газобетонный блок D500 (Д500) — характеристики, цена, где купить стеновой блок от Xella YTONG 👷

Автоклавный газобетон (AAC) или автоклавный ячеистый бетон (ACC) можно использовать для производства строительных блоков из мелких заполнителей, цемента и расширительного агента, который заставляет свежую смесь подниматься, как тесто для хлеба.Как правило, на заводе материал формуют и разрезают на детали с точными размерами. Полученные после этого затвердевшие блоки или панели из автоклавного газобетона можно соединить с помощью раствора с тонким слоем.

Дополнительная информация и определения автоклавного ячеистого бетона (AAC) или автоклавного ячеистого бетона (ACC) доступны, например, Европейской ассоциацией автоклавного газобетона (EAACA).

Из-за химической природы эпоксидного связующего на основе ангидрида, используемого в соответствии с В соответствии с современным уровнем техники, до сих пор армированные строительные блоки из автоклавного газобетона не были устойчивы к щелочам и высоким рабочим температурам.Отверждение бетона в течение первых 28 дней проводят в сильно щелочной реакционной среде с экзотермическим эффектом (до 60 ° C), которая является вредной средой для физико-механических свойств композиционного материала на основе изометилтетрафталевого ангидрида (IMTGPA).

Неожиданно было обнаружено, что композитные арматурные стержни на основе отвердителя B) намного более устойчивы к щелочам. Армированные строительные блоки из автоклавного газобетона (AAC) и арматура на основе волокнистых носителей и отвердителей B) обладают превосходными физико-механическими свойствами по сравнению с современным уровнем техники.Кроме того, композитные арматурные стержни на основе отвердителей B) могут подвергаться воздействию более высоких температур, чем современные арматурные стержни, и поэтому могут использоваться в строительных блоках для обеспечения повышенной термостойкости.

Изобретение обеспечивает армированный строительный блок из автоклавного ячеистого бетона (AAC),

, отличающийся тем, что

Армированный строительный блок состоит из

арматурных стержней, образованных в основном из

A) по крайней мере с одним волокнистым носителем

и

B) и отвержденный состав, образованный из

B1) по крайней мере одного эпоксидного соединения

и

B2) по крайней мере одного диамина и / или полиамина

• • в стехиометрическом соотношении эпоксидного соединения B1 ) к диамину и / или полиаминовому компоненту В2) 0.От 8: 1 до 2: 1,
  • в качестве матричного материала,
    и
    C), возможно, другие вспомогательные вещества и добавки.

Арматурный стержень образован в основном из A) по меньшей мере одного волокнистого носителя и B) и затвердевшей композиции. Поэтому при производстве арматуры используется волокнистый носитель и отверждаемый (еще не затвердевший) состав. Отверждаемая композиция, используемая для формирования арматурного стержня, может необязательно содержать дополнительные вспомогательные вещества и добавки. Если используются другие вспомогательные вещества и добавки, они предпочтительно присутствуют для армирования.

Строительные блоки настоящего изобретения могут использоваться для различных приложений и обладают положительными свойствами.

• • Компоненты, то есть строительные блоки настоящего изобретения, могут использоваться для стен, полов, потолка и крыш.
  • Легкий материал обеспечивает отличную звуко- и теплоизоляцию и, как и все материалы на основе цемента, является прочным и огнестойким.
  • Для того, чтобы AAC был долговечным, он требует определенного вида отделки, например, модифицированной полимером штукатурки, природного или искусственного камня или сайдинга.
    Подробное описание арматуры, используемой при производстве строительных блоков по настоящему изобретению.

Арматура состоит в основном из

A) по крайней мере одного волокнистого носителя

и

B) и затвердевшей композиции, образованной из

B1) по крайней мере одного эпоксидного компаунда

и

B2) при по меньшей мере, один диамин и / или полиамин

• • в стехиометрическом соотношении эпоксидного соединения B1) к диамину и / или полиаминовому компоненту B2), равному 0.От 8: 1 до 2: 1,
  • в качестве матричного материала,
    , а также
    C), необязательно, другие вспомогательные вещества и добавки.

Арматурный стержень состоит в основном из A) по меньшей мере одного волокнистого носителя и B) и затвердевшей композиции. Поэтому при производстве арматуры используется волокнистый носитель и отверждаемый (еще не затвердевший) состав. Отверждаемая композиция, используемая для формирования арматурного стержня, может необязательно содержать дополнительные вспомогательные вещества и добавки. Если используются другие вспомогательные вещества и добавки, они предпочтительно присутствуют для армирования.

Стехиометрическое отношение эпоксидных соединений B1) к диамину и / или полиамину B2) составляет от 0,8: 1 до 2: 1, предпочтительно 0,95: 1, более предпочтительно 1: 1. Стехиометрическое соотношение рассчитывается следующим образом: стехиометрическая реакция означает, что одна оксирановая группа в эпоксидной смоле реагирует с одним активным атомом водорода в амине. Стехиометрическое соотношение эпоксидного компонента B1) к аминному компоненту B2), например, 0,8: 1 означает (эпоксидный эквивалент [г / экв] × 0,8) до (H-активный эквивалент амина [г / экв] × 1).

После нанесения и отверждения состава B), предпочтительно путем термической обработки, арматура становится нелипкой, и поэтому с ней можно очень эффективно обращаться и обрабатывать в дальнейшем. Композиции B), используемые в соответствии с изобретением, обладают очень хорошей адгезией и распределением на волокнистом носителе.

Композиции B), используемые в соответствии с изобретением, являются жидкими и, следовательно, подходят без добавления растворителей для пропитки волокнистого материала, экологически чистые и недорогие, имеют хорошие механические свойства, могут обрабатываться простым способом и обладают хорошей атмосферостойкостью. после застывания.

Согласно изобретению арматура обладает исключительной химической стойкостью, особенно к щелочной среде бетона.

Волокнистый носитель A)

Волокнистый носитель состоит из волокнистого материала, также часто называемого армирующими волокнами. Обычно подходит любой материал, из которого состоят волокна, но предпочтение отдается использованию волокнистого материала из стекла, углерода, пластмасс, таких как полиамид (арамид) или полиэстер, натуральных волокон или материалов из минеральных волокон, таких как базальтовые волокна или керамические волокна ( оксидные волокна на основе оксидов алюминия и / или оксидов кремния).Также можно использовать смеси типов волокон, например комбинации арамидных и стеклянных волокон или углеродных и стеклянных волокон.

Стекловолокно является наиболее часто используемым типом волокна из-за своей относительно невысокой стоимости. В принципе, здесь подходят все типы армирующих волокон на основе стекла (стекло E, стекло S, стекло R, стекло M, стекло C, стекло ECR, стекло D, стекло AR или полые стеклянные волокна). Углеродные волокна обычно используются в композитах с высокими эксплуатационными характеристиками, где другим важным фактором является более низкая плотность по сравнению со стекловолокном с одновременно высокой прочностью.Углеродные волокна — это промышленно производимые волокна, состоящие из углеродсодержащих исходных материалов, которые путем пиролиза превращаются в углерод в графитоподобной структуре. Различают изотропные и анизотропные типы: изотропные волокна имеют только низкую прочность и меньшее промышленное значение; анизотропные волокна обладают высокой прочностью и жесткостью с одновременно низким удлинением при разрыве. Под натуральными волокнами здесь понимаются все текстильные волокна и волокнистые материалы, которые получают из растительного и животного материала (например, древесные волокна, волокна целлюлозы, хлопковые волокна, волокна конопли, волокна джута, волокна льна, волокна сизаля и волокна бамбука).Как и углеродные волокна, арамидные волокна демонстрируют отрицательный коэффициент теплового расширения, то есть становятся короче при нагревании. Их удельная прочность и модуль упругости заметно ниже, чем у углеродных волокон. В сочетании с положительным коэффициентом расширения матричной смолы можно производить компоненты с высокой стабильностью размеров. По сравнению с пластиками, армированными углеродным волокном, прочность на сжатие композитов из арамидного волокна намного ниже. Известными торговыми марками арамидных волокон являются Nomex® и Kevlar® от DuPont или Teijinconex®, Twaron® и Technora® от Teijin.Особенно подходящими и предпочтительными носителями являются носители из стекловолокна, углеродных волокон, арамидных волокон или керамических волокон. В контексте изобретения все упомянутые материалы подходят в качестве волокнистых носителей. Обзор армирующих волокон содержится в «Composites Technologies», Паоло Эрманни (версия 4), сценарий лекции в ETH Zürich, август 2007 г., глава 7.

Материал-носитель, используемый с предпочтением в соответствии с изобретением, отличается тем, что волокнистые носители состоят из стекла, углерода, пластмасс (предпочтительно из полиамида (арамида) или полиэфира), материалов из минеральных волокон, таких как базальтовые волокна или керамические волокна, по отдельности или в виде смесей волокон различных типов.

Особое предпочтение отдается стекловолокну любой геометрии, особенно круглому стекловолокну, в форме сплошных или полых стержней.

Особое предпочтение отдается прочным стержням с профилированием поверхности для прочного закрепления в бетоне, например, с помощью навивки резьбы или фрезерования кольцевой или спиральной канавки.

На стержни можно дополнительно нанести верхнее покрытие.

Матричный материал B)

Эпоксидные соединения B1)

Подходящие эпоксидные соединения B1) описаны, например, в EP 675185.

Полезные соединения — это множество соединений, известных для этой цели, которые содержат более одной эпоксидной группы, предпочтительно две эпоксидные группы на молекулу. Эти эпоксидные соединения могут быть насыщенными или ненасыщенными и быть алифатическими, циклоалифатическими, ароматическими или гетероциклическими, а также иметь гидроксильные группы. Они могут дополнительно содержать такие заместители, которые не вызывают каких-либо проблемных побочных реакций в условиях смешивания или реакции, например алкильные или арильные заместители, эфирные фрагменты и тому подобное.Они предпочтительно представляют собой глицидиловые эфиры, которые являются производными многоатомных фенолов, особенно бисфенолов и новолаков, и которые имеют молярные массы, основанные на числе эпоксидных групп ME («веса эпоксидных эквивалентов», «значение EV») от 100 до 1500, но особенно между 150. и 250, г / экв.

Примеры многоатомных фенолов включают: резорцин, гидрохинон, 2,2-бис (4-гидроксифенил) пропан (бисфенол A), смеси изомеров дигидроксидифенилметана (бисфенол F), 4,4′-дигидроксидифенилциклогексан, 4,4′-дигидрогексан. -3,3′-диметилдифенилпропан, 4,4′-дигидроксидифенил, 4,4′-дигидроксибензофенон, бис (4-гидроксифенил) -1,1-этан, бис (4-гидроксифенил) -1,1-изобутан, 2, 2-бис (4-гидрокси-трет-бутилфенил) пропан, бис (2-гидроксинафтил) метан, 1,5-дигидроксинафталин, трис (4-гидроксифенил) метан, бис (4-гидроксифенил) эфир, бис (4-гидроксифенил) сульфон, среди прочего, и продукты хлорирования и бромирования вышеупомянутых соединений, например тетрабромбисфенол А.Особое предпочтение отдается использованию жидких диглицидиловых эфиров на основе бисфенола A и бисфенола F, имеющих эпоксидный эквивалентный вес от 150 до 200 г / экв.

Также можно использовать полиглицидиловые эфиры многоатомных спиртов, например диглицидиловый эфир этан-1,2-диола, диглицидиловый эфир пропан-1,2-диола, диглицидиловый эфир пропан-1,3-диола, диглицидиловый эфир бутандиола, пентандиол диглицидиловый эфир (в том числе диглицидиловый эфир неопентилгликоля), диглицидиловый эфир гександиола, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, диглицидиловый эфир дипропиленгликоля, диглицидиловые эфиры высших полиоксиалкиленгликоля, диглицидиловые эфиры высших полиоксиэтиленгликоля, диглицидиловый эфир диглицидилпропиленгликоля и полиоксиэтиленгликоля, сополимер диглицидилпропиленгликоля и полиоксиэтиленгликоля, сопутствующий эфир полиоксиэтиленгликоля и пропиленгликпропиленгликольпропилена простые эфиры, диглицидиловый эфир полиокситетраметиленгликоля, полиглицидиловые эфиры глицерина, гексан-1,2,6-триола, триметилолпропана, триметилолетана, пентаэритрита или сорбита, полиглицидиловые эфиры оксиалкилированных царапин, триметилполиэтиловый эфир глицерина, среди прочего), диглицидиловые эфиры циклогександиметанола, бис (4-гидроксициклогексил) метана и 2,2-бис (4-гидроксициклогексил) пропан, полиглицидиловые эфиры касторового масла, триглицидилтрис (2-гидроксиэтил) изоцианурат.

Другие полезные компоненты B1) включают: поли (N-глицидил) соединения, получаемые дегидрогалогенированием продуктов реакции эпихлоргидрина и аминов, таких как анилин, н-бутиламин, бис (4-аминофенил) метан, м-ксилилендиамин или бис (4 -метиламинофенол) метан. Поли (N-глицидил) соединения также включают триглицидилизоцианурат, триглицидилуразол и их олигомеры, N, N’-диглицидилпроизводные циклоалкиленмочевины и диглицидилпроизводные гидантоинов среди прочего.

Кроме того, также можно использовать полиглицидиловые эфиры поликарбоновых кислот, которые получают реакцией эпихлоргидрина или подобных эпоксидных соединений с алифатической, циклоалифатической или ароматической поликарбоновой кислотой, такой как щавелевая кислота, янтарная кислота, адипиновая кислота, глутаровая кислота. фталевая кислота, терефталевая кислота, тетрагидрофталевая кислота, гексагидрофталевая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота и высшие диглицидилдикарбоксилаты, например димеризованная или тримеризованная линоленовая кислота.Примерами являются диглицидилладипат, диглицидилфталат и диглицидилгексагидрофталат.

Следует дополнительно упомянуть глицидиловые эфиры ненасыщенных карбоновых кислот и эпоксидированные сложные эфиры ненасыщенных спиртов или ненасыщенных карбоновых кислот. В дополнение к полиглицидиловым эфирам можно использовать небольшие количества моноэпоксидов, например метилглицидиловый эфир, бутилглицидиловый эфир, аллилглицидиловый эфир, этилгексилглицидиловый эфир, длинноцепочечные алифатические глицидиловые эфиры, например цетилглицидиловый эфир и стеарилглицидиловый эфир. простой эфир, моноглицидиловые эфиры смеси высших изомерных спиртов, глицидиловые эфиры смеси спиртов с C12 по C13, фенилглицидиловый эфир, крезилглицидиловый эфир, п-трет-бутилфенилглицидиловый эфир, п-октилфенилглицидиловый эфир, п-фенилфенилглицидиловый эфир глицидиловые эфиры алкоксилированного лаурилового спирта, а также моноэпоксиды, такие как эпоксидированные мононенасыщенные углеводороды (оксид бутилена, оксид циклогексена, оксид стирола), в массовых пропорциях до 30%, предпочтительно от 10% до 20%, в расчете на массу полиглицидиловые эфиры.

Подробный перечень подходящих эпоксидных соединений можно найти в справочнике «Epoxidverbindungen and Epoxidharze» [Эпоксидные соединения и эпоксидные смолы], составленном AM Paquin, Springer Verlag, Berlin 1958, Глава IV, и в «Справочнике по эпоксидным смолам» Ли Невилла ”, 1967, Chapter 2.

Подходящие эпоксидные соединения B1) предпочтительно включают глицидиловые эфиры и глицидиловые эфиры, алифатические эпоксиды, диглицидиловые эфиры на основе бисфенола A и / или бисфенола F и глицидилметакрилаты. Другими примерами таких эпоксидов являются триглицидилизоцианурат (TGIC, торговое название: ARALDIT 810, Huntsman), смеси диглицидилтерефталата и триглицидилтримеллитата (торговое название: ARALDIT PT 910 и 912, Huntsman), глицидиловые эфиры кислоты VersaticARDURA (торговое название: E10, Shell), 3,4-эпоксициклогексилметил 3 ‘, 4’-эпоксициклогексанкарбоксилат (ECC), этилгексилглицидиловый эфир, бутилглицидиловый эфир, пентаэритритилтетраглицидиловый эфир (торговое название: POLYPDX R 16, UPPC AG) и другие продукты, не содержащие полипокс. эпоксидные группы.

Также можно использовать смеси указанных эпоксидных соединений.

Используемый более предпочтительно эпоксидный компонент B1) включает полиэпоксиды на основе диглицидилового эфира бисфенола A, диглицидилового эфира бисфенола F или циклоалифатических типов. Предпочтительно, эпоксидные смолы, используемые в отверждаемой композиции B) изобретения, выбираются из группы, включающей эпоксидные смолы на основе диглицидилового эфира бисфенола A, эпоксидные смолы на основе диглицидилового эфира бисфенола F и циклоалифатических типов, например 3,4-эпоксициклогексилэпоксиэтана или 3 , 4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат, причем особое предпочтение отдается эпоксидным смолам на основе бисфенола A и эпоксидным смолам на основе бисфенола F.

Согласно изобретению также можно использовать смеси эпоксидных соединений в качестве компонента B1).

Амины B2)

Ди- или полиамины B2) известны в литературе. Это могут быть мономерные, олигомерные и / или полимерные соединения.

Мономерные и олигомерные соединения предпочтительно выбирают из группы диаминов, триаминов, тетраминов.

Для компонента B2) предпочтение отдается использованию первичных и / или вторичных ди- или полиаминов, особенно предпочтительно первичных ди- или полиаминов.Аминогруппа ди- или полиаминов В2) может быть присоединена к первичному, вторичному или третичному атому углерода, предпочтительно к первичному или вторичному атому углерода.

Используемые компоненты B2) предпочтительно представляют собой следующие амины, по отдельности или в смесях:

• • алифатические амины, такие как полиалкиленполиамины, предпочтительно выбранные из этилен-1,2-диамина, пропилен-1,2-диамина, пропилена. -1,3-диамин, бутилен-1,2-диамин, бутилен-1,3-диамин, бутилен-1,4-диамин, 2- (этиламино) этиламин, 3- (метиламино) пропиламин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, пентаэтиленгексамин , триметилгексаметилендиамин, 2,2,4-триметилгексаметилендиамин, 2,4,4-триметилгексаметилендиамин, 2-метилпентандиамин, гексаметилендиамин, N- (2-аминоэтил) этан-1,2-диамин, N- (3-аминопропил) пропан-1 , 3-диамин, N, N ″ -1,2-этандиилбис (1,3-пропандиамин), дипропилентриамин, дигидразид адипиновой кислоты, гидразин;
  • оксиалкиленполиамины, выбранные из полиоксипропилендиамина и полиоксипропилентриамина (например,грамм. Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400, Jeffamine® T-403, Jeffamine® T-5000), 1,13-диамино-4,7,10-триоксатридекан, 4,7-диоксадекан-1,10-диамин ;
  • циклоалифатические амины, выбранные из изофорондиамина (3,5,5-триметил-3-аминометилциклогексиламин), 4,4′-диаминодициклогексилметана, 2,4′-диаминодициклогексилметана и 2,2′-диаминодициклогексилметана, отдельно или в смесях изомеров 3,3′-диметил-4,4′-диаминодициклогексилметан, N-циклогексил-1,3-пропандиамин, 1,2-диаминоциклогексан, 3- (циклогексиламино) пропиламин, пиперазин, N-аминоэтилпиперазин, диамин TCD (3 (4) , 8 (9) -бис (аминометил) трицикло [5.2.1.0 ^2,6 ] декан),
  • аралифатические амины, такие как ксилилендиамины;
  • ароматических аминов, выбранных из фенилендиаминов, фенилен-1,3-диамина, фенилен-1,4-диамина, 4,4′-диаминодифенилметана, 2,4′-диаминодифенилметана, 2,2′-диаминодифенилметана, отдельно или в смесях изомеры;
  • отвердители аддуктов, которые являются продуктами реакции эпоксидных соединений, особенно простых глицидиловых эфиров бисфенола A и F, с избытком амина;
  • полиамидоаминовые отвердители, которые получают конденсацией моно- и поликарбоновых кислот с полиаминами, особенно конденсацией димерных жирных кислот с полиалкиленполиаминами;
  • отвердители на основе Манниха, которые получают реакцией одно- или многоатомных фенолов с альдегидами, особенно с формальдегидом, и полиаминами;
  • Основания Манниха, например, на основе фенола и / или резорцина, формальдегида и м-ксилилендиамина, а также N-аминоэтилпиперазин и смеси N-аминоэтилпиперазина с нонилфенолом и / или бензиловым спиртом, феналкамины, которые получают в реакции Манниха из карданолов. , альдегиды и амины.

Также возможно использовать смеси вышеупомянутых ди- или полиаминов в качестве компонента В2).

Предпочтение отдается использованию диаминов в качестве компонента B2), выбранных из изофорондиамина (3,5,5-триметил-3-аминометилциклогексиламин, IPD), 4,4′-диаминодициклогексилметана, 2,4′-диаминодициклогексилметана, 2,2 ′ -диаминодициклогексилметан (также называемый PACM), отдельно или в смесях изомеров, смесь изомеров 2,2,4-триметилгексаметилендиамина и 2,4,4-триметилгексаметилендиамина (TMD), отвердители аддуктов на основе продуктов реакции эпоксидных соединений и вышеупомянутых аминов или комбинаций вышеупомянутых аминов.Также можно использовать смеси этих соединений.

Особое предпочтение отдается изофорондиамину (3,5,5-триметил-3- (аминометил) циклогексиламин, IPD) и / или комбинации изофорондиамина и смеси изомеров 2,2,4-триметилгексаметилендиамина и 2,4,4-триметилгексаметилендиамин (TMD) и / или отвердители аддуктов на основе продукта реакции эпоксидных соединений и вышеупомянутых аминов или комбинаций вышеупомянутых аминов.

Помимо ди- и полиаминов B2), можно использовать ди- и полиамины вместе со скрытыми отвердителями в качестве компонента B2).Используемый дополнительный скрытый отвердитель может быть в принципе любым соединением, известным для этой цели, т.е. любым соединением, которое инертно по отношению к эпоксидной смоле ниже определенной предельной температуры 80 ° C, но быстро реагирует со сшиванием смолы, как только эта температура плавления достигает превышено. Предельная температура для используемых скрытых отвердителей предпочтительно составляет по меньшей мере 85 ° С, особенно по меньшей мере 100 ° С. Соединения такого типа хорошо известны и также имеются в продаже.

Примерами подходящих скрытых отвердителей являются дициандиамид, цианогуанидины, например соединения, описанные в U.С. Пат. US 4859761 или EP-A-306451, ароматические амины, например 4,4- или 3,3-диаминодифенилсульфон, или гуанидины, например 1-о-толилбигуанид, или модифицированные полиамины, например Ancamine TM 2014 S ( Anchor Chemical UK Limited, Манчестер).

Подходящими скрытыми отвердителями также являются N-ацилимидазолы, например 1- (2,4,6-триметилбензоил) -2-фенилимидазол или 1-бензоил-2-изопропилимидазол. Такие соединения описаны, например, в патентах США No. № 4436892, Патент США. № 4,587,311 или патенте JP 743,212.

Другими подходящими отвердителями являются комплексы имидазолов на основе солей металлов, как описано, например, в патентах США No. №3,678,007 или патенте США. US 3677978, гидразиды карбоновых кислот, например дигидразид адипина, изофталевый дигидразид или антраниловый гидразид, производные триазина, например 2-фенил-4,6-диамино-s-триазин (бензогуанамин) или 2-лаурил-4,6-диамино- s-триазин (лаурогуанамин) и меламин и его производные. Последние соединения описаны, например, в патентах США No.№ 3,030,247.

В качестве подходящих латентных отвердителей также описаны цианоацетильные соединения, например, в патенте США No. US 4283520, например неопентилгликоль бис (цианоацетат), N-изобутилцианоацетамид, гексаметилен-1,6-бис (цианоацетат) или циклогексан-1,4-диметанол бис (цианоацетат).

Подходящими скрытыми отвердителями также являются соединения N-цианоациламида, например N, N-дицианоадипамид. Такие соединения описаны, например, в патентах США No. № 4529821, Патент США. № 4,550,203 и U.С. Пат. № 4618712.

Другими подходящими латентными отвердителями являются ацилтиопропилфенолы, описанные в патенте США No. US 4694096 и производные мочевины, раскрытые в патентах США No. № 3386955, например, толуол-2,4-бис (N, N-диметилкарбамид).

Предпочтительными скрытыми отвердителями являются 4,4-диаминодифенилсульфон и особенно дициандиамид. Вышеупомянутые скрытые отвердители могут присутствовать в количестве до 30% по массе в расчете на общую аминовую композицию (компонент В2).

Вспомогательные вещества и добавки C)

В дополнение к компонентам A) и B) (материал носителя и состав смолы) арматура может также включать дополнительные добавки; их обычно добавляют в композицию смолы B).Например, можно добавлять светостабилизаторы, например стерически затрудненные амины или другие вспомогательные вещества, как описано, например, в ЕР 669 353 в общем количестве от 0,05% до 5% по весу. Наполнители и пигменты, например диоксид титана или органические красители, могут быть добавлены в количестве до 30% от веса всей композиции. Для производства реакционноспособных композиций по изобретению дополнительно можно добавлять добавки, такие как выравнивающие агенты, например полисиликоны, для промоторов адгезии, например, на основе акрилата.Кроме того, необязательно могут присутствовать дополнительные компоненты. Вспомогательные вещества и добавки, используемые дополнительно, могут быть агентами передачи цепи, пластификаторами, стабилизаторами и / или ингибиторами. Кроме того, можно добавлять красители, наполнители, смачивающие, диспергирующие и выравнивающие добавки, усилители адгезии, УФ-стабилизаторы, пеногасители и реологические добавки.

Кроме того, могут быть добавлены катализаторы эпоксиаминовой реакции. Подходящие ускорители описаны в: H. Lee and K. Neville, Handbook of Epoxy Resins , McGraw-Hill, New York, 1967.Обычно ускорители используются в количествах не более 10% и предпочтительно в количестве 5% или менее в расчете на общую массу препарата.

Примерами подходящих ускорителей являются органические кислоты, такие как салициловая кислота, дигидроксибензойная кислота, тригидроксибензойная кислота, метилсалициловая кислота, 2-гидрокси-3-изопропилбензойная кислота или гидроксинафтойные кислоты, молочная кислота и гликолевая кислота, третичные амины, такие как бензилдиметиламин (BDMA) , 1,4-диазабицикло [2.2.2] октан (DABCO), триэтиламин, N, N’-диметилпиперазин или аминоэтилпиперазин (AEP), гидроксиламины, такие как диметиламинометилфенол, бис (диметиламинометил) фенол, 2,4,6-трис (диметиламинометил) ) фенол (Ancamine K54), уроны, такие как 3- (4-хлорфенил) -1,1-диметилмочевина (монурон), 3- (3,4-дихлорфенил) -1,1-диметилмочевина (диурон), 3-фенил- 1,1-диметилмочевина (фенурон), 3- (3-хлор-4-метилфенил) -1,1-диметилмочевина (хлортолурон), тетраалкилгуанидины, такие как N, N, N ‘, N’-тетраметилгуанидин (TMG), имидазол и производные имидазола, такие как 1H-имидазол, 1-метилимидазол, 2-метилимидазол, 1-бензил-2-метилимидазол, 2-этил-4-метилимидазол, 2-фенилимидазол, 2-phe нил-4-метилимидазол, 1-винилимидазол, 1- (2-гидроксиэтил) имидазол, 1,2-диметилимидазол, 1-цианоэтилимидазол и их подходящие соли, фенол и производные фенола, такие как трет-бутилфенол, нонилфенол, бисфенол A или бисфенол F, а также органические или неорганические соли и комплексы, такие как бромид метилтрифенилфосфония, нитрат кальция (ускоритель 3130) или карбоксилаты, сульфонаты, фосфонаты, сульфаты, тетрафторбораты или нитраты Mg, Ca, Zn и Sn.

Изобретение также обеспечивает способ производства строительных блоков в соответствии с настоящим изобретением, в котором

по меньшей мере один арматурный стержень, образованный по существу из

A), по меньшей мере, один волокнистый носитель

и

B) и затвердевший состав, образованный из

B1) хотя бы одно эпоксидное соединение

и

B2) хотя бы один диамин и / или полиамин

• • в стехиометрическом соотношении эпоксидного соединения B1) к диамину и / или полиаминовому компоненту B2) 0.От 8: 1 до 2: 1,
  • в качестве матричного материала,
    и
    C) возможно дополнительные вспомогательные вещества и добавки,
    помещается в форму, добавляется пенобетонный раствор и содержимое формы отверждается.

В способе производства согласно настоящему изобретению по меньшей мере один арматурный стержень может быть соединен (скреплен вместе) с другими арматурными стержнями (если они есть) для образования арматурной сетки. Предпочтительно в способе производства согласно настоящему изобретению используется множество соединенных вместе арматурных стержней, например.грамм. с пластиковыми зажимами, чтобы сформировать армирующую сетку перед добавлением раствора в форму, чтобы получить строительные блоки повышенной механической прочности. Форма может быть изготовлена ​​из различного материала. Предпочтительно форма изготовлена ​​из стали. Композиции пористого бетона известны специалисту, а также условия их отверждения.

Применение, упрочнение, температуры, методы, варианты

Арматурные стержни согласно изобретению, состоящие из армированных волокном полимеров, предпочтительно могут быть получены методом пултрузии.Пултрузия — это непрерывный метод производства термореактивных материалов, армированных волокном. Изделия представляют собой условно непрерывные профили равномерного поперечного сечения. Это включает в себя проведение армирующих материалов, таких как обычно ровницы или нарезанные маты, непрерывные маты, холсты и нетканые материалы, по отдельности или в комбинации, через ванну со смолой, удаление излишков смолы, предварительное формование конструкции с помощью соответствующих пазов и затем вытягивание пропитанные волокна через нагретую форму с соответствующим профилем поперечного сечения или, альтернативно, свободно плавающим способом через устройство для закалки и их отверждение.Таким образом, пултрузионная система состоит из следующих компонентов:

• • станция разматывания армирующих волокон
  • пропиточное устройство
  • устройство предварительного формования и подачи
  • пресс-форма (A) или устройство для закалки (B)
  • вытяжная станция
  • отделочная

Станция размотки состоит из шпулярника для ровницы и / или соответствующих станций разматывания для двумерных армирующих материалов.Устройство для пропитки может быть открытой ванной со смолой или закрытым многокомпонентным пропиточным устройством. Устройство для пропитки может быть нагретым и / или иметь циркуляционный блок. После того, как волокна пропитаны системой смолы, пропитанные армирующие материалы пропускаются через отверстия, в ходе которых удаляется избыток смолы и, следовательно, устанавливается заданное объемное содержание волокна. Форма прорезей также непрерывно формирует заготовку почти чистой формы.Определенная таким образом пропитанная волокнистая заготовка затем поступает в нагретую форму. Вытягивание через форму (A) приводит к тому, что пултрузионный профиль принимает свои окончательные размеры и форму. В процессе формования компонент затвердевает. Нагрев осуществляется электрически или с помощью термомасла. Предпочтительно форма оснащена множеством независимо управляемых нагревательных сегментов. Инструменты для пултрузии обычно имеют длину от 75 см до 1,50 м и могут быть цельными или состоящими из двух частей. Станция вытягивания непрерывно вытягивает армирующие материалы с соответствующей станции разматывания, армирующие волокна через блок пропитки, пропитанные волокнистые материалы через отверстие и непрерывно производимую преформу через формовочную форму, где затем полимерная система затвердевает и из которой готовится готовая продукция. профиль выходит в конце.Последним элементом в технологической цепочке является рабочая станция для конфигурации поверхности (например, фрезерный станок), за которой следует станция распиловки, на которой пултрузионные профили затем разрезаются до желаемого размера.

В качестве альтернативы и предпочтительно конфигурация поверхности арматурных стержней может следовать за этапом пропитки и удалением излишков смолы и предшествовать вводу структуры волокна / матрицы в устройство для отверждения (B). В этом случае пропитанная комбинированная прядь волокон после удаления смолы снабжается витыми нитями, намотанными крест-накрест или спиралью.В некоторых случаях поверхность обрабатывают песком. Устройство для отверждения в данном случае представляет собой печь, в которой непрерывно производимая пропитанная смолой волокнистая структура отверждается свободно плавающим способом. Нагревание устройства для закалки или введение тепла в материал можно осуществлять с помощью горячего воздуха, инфракрасного излучения или микроволнового нагрева. Такой аппарат для закалки обычно имеет длину от 2 до 10 м с независимо регулируемыми нагревательными сегментами. Отверждение происходит при температуре от 100 до 300 ° C.; типичная скорость подачи составляет от 0,5 до 5 м / мин.

В конце общего процесса формования (закалка стержней с конфигурацией поверхности), необязательно, также может быть проведен этап покрытия поверхности.

Производство армированного строительного блока из автоклавного газобетона (AAC)

Этап 1: «Влияние температурного фактора на свойства композитной арматуры»

Затвердевший состав был сформирован из

B1) эпоксидного компаунда на основе бисфенола. Диглицидиловый эфир

и

B2)

• • 1.Сравнительный пример:
    • Метилтетрагидрофталевый ангидрид с 2,6-бис (1,1-диметилэтил) -4-метилфенолом в качестве катализатора и 2,2′-оксибисэтанолом; 3-окса-1,5-пентандиол в качестве пластификатора
  • 2. Изобретение:
    • Смесь 98 частей по массе изофорондиамина и смеси 2 частей по массе изомеров 2,2,4-триметилгексаметилендиамина. и 2,4,4-триметилгексаметилендиамин (TMD),
      в стехиометрическом соотношении эпоксидного соединения B1) к компоненту B2) 1,0: 1,1, на стекловолокнах
      , которые были помещены в муфельную печь на 12 часов при 210 ° С.По окончании эксперимента был проведен визуальный осмотр. Видных повреждений не обнаружено, свойства арматуры сохранены (для всех образцов).
      Этап 2: «Армирование автоклавного газобетона композитной арматурой»

Стеклянные композитные арматурные стержни толщиной 5 мм, сформированные в соответствии с этапом 1, и соответственно сформированные базальтовые композиты были скреплены пластиковыми зажимами в виде арматурных решеток и помещали в металлические формы (размеры — 100 × 100 × 100), которые затем заливали ячеистым бетонным раствором расчетной плотности D500.

После схватывания и набора прочности образцы вынимали из форм и подвергали автоклавной обработке в промышленном автоклаве при температуре 190 ° C и давлении 1,24 МПа по следующему режиму:

40 минут — вакуум обработка;

3 часа — повышение давления;

6 часов — поддержание давления;

2 часа — сброс давления.

По завершении автоклавирования образцы вынимали из автоклава и проверяли на прочность на сжатие, содержание влаги и плотность.

Выводы, что было признано преимуществом изобретения:

Воздействие температур выше 100 ° C и воздействие водяного пара и щелочной среды приводит к разрушению покрытий и композита. арматура.

Примеры согласно изобретению комбинации изофорондиамина и смеси изомеров 2,2,4-триметилгексаметилендиамина и 2,4,4-триметилгексаметилендиамина (TMD) на обоих волокнах допускают рабочая температура очень хорошо до 190 ° C.Таким образом, температурный диапазон может быть расширен за счет нанесения покрытий с улучшенными термостойкими свойствами, которые представлены аминным отвердителем на основе комбинации изофорондиамина и смеси изомеров 2,2,4-триметилгексаметилендиамина и 2,4, 4-триметилгексаметилендиамин (TMD) (продукт Vestamin® R 215 производства Evonik).

Пенобетон для 3D-печати: исследование производственных технологий — 3DPrint.com

В недавно опубликованном «Исследовании технологий производства пенобетона, пригодного для 3D-печати пенобетоном» авторы В.Маркин, Г. Сахменко, В. Nerella, M. Nather и V. Mechtcherine больше узнают о прогрессивных материалах для строительства. Бетон изучается во многих исследовательских лабораториях и производителями по всему миру, поскольку они стремятся более эффективно использовать строительные материалы с помощью новых технологий, таких как 3D-печать.

В данном исследовании авторы исследовали пенобетон, созданный смешанным методом вспенивания в условиях турбулентности, а также смешанный метод вспенивания, созданный в кавитационном дезинтеграторе.С добавлением 3D-печати промышленные пользователи теперь могут рассчитывать на повышение эффективности производства, а также на доступность. Однако, как напоминают нам исследователи, 3D-печать в строительной отрасли все еще «находится на ранней стадии».

Автоматизация теперь гораздо более доступна с робототехникой, но вместе с ней появляются новые требования к безопасности и соответствию нормам. Реологические требования тоже могут быть сложными. Однако есть и другие преимущества, такие как уменьшение веса материала, лучшая теплоизоляция, большая универсальность, подходящие механические свойства и многое другое.

«Основная причина, по которой пенобетон является экономичным и экологичным материалом, — это наличие воздушных ячеек до 80% от их общего объема», — констатируют исследователи. «Большой объем воздушных ячеек в пенобетоне часто возникает из-за механической аэрации цементного раствора с использованием пенообразователей».

Для предварительного формования пену и цементный раствор смешивают для создания бетона. При смешанном вспенивании вспенивающий агент добавляется в матричный смеситель, где все ингредиенты смешиваются вместе.В этом исследовании команда использовала смешанное вспенивание с помощью смесителя с интенсивной турбулентностью и дезинтегратора.

«Известно, что интенсивное перемешивание улучшает диспергирование агломерированного цемента и частиц микронаполнителя и способствует ускоренным процессам гидратации в пене», — заявили исследователи.

Различные концепции системы подачи для непрерывной печати пенобетона: (a) Концепция 1: ручное заполнение; b) концепция 2: смешивание и перекачка; c) концепция 3: закачка в интегрированную систему смешивания; (d) Концепция 4: объединяющая и полностью интегрированная система смешивания.

типа II с летучей золой из каменного угля Steament H-4 в качестве вторичного вяжущего материала.

Химический состав цемента и летучей золы.

Производство пены методом смешанного вспенивания с использованием CD- и TM-Mixer было успешным. Анализируя достигнутые плотности, исследователи признали преимущества использования матрицы на основе цемента, но в целом методы и материалы требуют дальнейшего изучения.

«Принимая во внимание этот факт, последующее добавление ускорителя после вспенивания текучей матрицы на основе цемента необходимо изучить для удовлетворения требований к консистенции пригодных для печати пенобетонов, представленных в [7].Измерения водопоглощения показали влияние использованных смесителей и соответствующих различных методов вспенивания на микроструктуру и распределение пор пенобетона ».

3D-печать бетоном представляет огромный интерес как для производителей по всему миру, так и для исследователей. От пенобетонных панелей до использования геополимерного бетона — до армирования таких материалов пластиком, напечатанным на 3D-принтере, многие отрасли промышленности могут извлечь выгоду из исследований и разработок с использованием бетона.

Что вы думаете об этой новости? Сообщите нам свои мысли! Присоединяйтесь к обсуждению этой и других тем 3D-печати на 3DPrintBoard.com.

Обзор используемых мешалок: (а) кавитационный дезинтегратор (КД): 1. корпус; 2. крышка коническая; 3. зубчатые диски; 4. прямоугольная выемка; 5. крыльчатка; 6. вал; 7. впускной патрубок; 8. выходной патрубок; 9. электродвигатель; 10. обойма; 11. вилка; 12. отверстие для утечки и (b) лабораторный турбулентный смеситель (TM): 1. электродвигатель; 2. подшипник; 3. Муфта с компенсацией давления; 4. вертикальный вал.

Механические свойства пенобетона.

Microsoft Word — КЕЗБАН ОЗЛУТАС-кандидатская диссертация

% PDF-1.5 % 1 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать application / pdf

My House

Вот некоторые особенности, которые я бы хотел, чтобы мой дом имел:

как минимум одна гигантская ванна и сауна
ее расположение обеспечивает

отсутствие случайного зрения и слуха повседневной деятельности соседей
способность расти:

Тыквы и другие овощи
фруктовые деревья

прилегающая движущаяся вода (ручей?, Океан?) По эстетическим соображениям

большая кухня с:

Промышленное оборудование для приготовления пищи
Много нержавеющей стали, но без алюминия
Массивная электрическая каменная печь
Холодильная установка с твердотельной термопарой
Самодельные шкафы и ящики для хранения сыпучих продуктов из толстых кусков из дерева, которые очень плотно прилегают

собственный:

электроэнергия (предпочтительно гидроэлектростанция)
пресная вода
очистка сточных вод

Подключение к Интернету
Бетонные или каменные полы с трубами горячей воды (для водяного отопления) и (самодельная?) Керамическая плитка сверху
Наружные стены из железобетонной сетки, построенные из пенопласта, изоляционные бетонные формы, достаточное количество арматуры для сейсмической зоны 4 и покрытия из цемента, связывающего конструкционную поверхность (например,, Q-Bond) снаружи.

Некоторыми примерами ICF типа цементной пены являются
Recycled Styrofaom типа

Растра, изобретенная в Австрии в 1970-х годах, первая в своем роде.
Amazon Gridwall
Perform Wall

Автоклавный газобетон — блоки часто используются с небольшим количеством залитого бетона или без него.

Xella USA (Джорджия)
Xella Mexico (недалеко от границы с Техасом)
Taylor Trading Company

Пенобетон (ячеистый бетон) своими руками (не автоклавный) для изготовления блоков формы.

Goodson Associates
Allied Foam Tech
LiteBuilt Газобетон
Cellular Concrete LLC
Elastizell
Foam Lite Industries, Inc.
Geofill Cellular Concrete
Portafoam
Provoton
Vermillion and Associates

Сейчас мне нравятся композитные стальные балки для изготовления полов.
Некоторые производители

Hambro, подразделение Canam Steel. Хамбро мой любимый, потому что они используют конструкцию (для балок D500), в которой опора для залитого бетона является съемной.
Vulcraft, подразделение Nucor
Vescom
CMC

Мне также нравится идея использовать эти балки для изготовления защищенной мембранной кровли дома. сортировка, описанная в этом PDF-документе от Dow Chemical Co.

Мне также нравится крыша, построенная для проекта Eden в Великобритании, и идея Бакминстера Фуллера о наличие крыши, поддерживаемой не стенами. Проработав несколько лет над домом, идея строительства такой крыши вначале (вероятно, поддерживаемой сборными железобетонными колоннами и растяжками), а затем построить дом под ним — это то, что мне нравится.Сомневаюсь, что смогу использовать зато прозрачный тефлон (ETFE). Возможно, я буду использовать полупрозрачный уретановый винил. Я не знаю этого Я когда-нибудь смогу нагреть весь воздух под такой крышей зимой, особенно если я использую водяное отопление, поэтому я думаю об этом скорее как о защите от ветра и дождя, чем как о чем-то быть соединенными со стенами термически безопасным способом.

Вот пример того, что я хотел бы сделать, если бы у меня были большие суммы денег.Я обратил этот дом в программе 3D-моделирования и анимации (Caligai Truespace) и фрагменты планов 2-го этажа для веб-страницы. Я знаю, что этот рисунок не обязательно структурно реалистично. Я надеюсь адаптировать некоторые идеи в этом к гораздо меньшему, структурно правильный дом престарелых для себя в будущем. В 2011 году я представляю себе дом с геодезической крышей над ним. и соседняя башня, которая выше этой крыши и имеет ветряную мельницу с большими лопастями в голландском стиле, встроенными в верхняя часть, которая также имеет съемные световые люки для астрономии.

Вот обратная ссылка.

Модификация конструкционных материалов многослойными углеродными нанотрубками Научно-исследовательская работа по теме «Материаловедение»

Доступно на сайте www.sciencedirect.com

SciVerse ScienceDirect процедура

Инженерное дело

Разработка процедур 57 (2013) 407 — 413 =

www.elsevier.com/locate/procedia

11-я Международная конференция по современным строительным материалам, конструкциям и технологиям,

МБМСТ 2013

Модификация строительных материалов многостенными

Углеродные нанотрубки

Григорий Яковлева *, Григорий Первушина, Ирина Маева, Ядвыга Кериенеб, Игорь Пудова, Арина Шайбадуллина, Александр Бурьянов, Александр Корженкод, Сергей Сеньков

a Кафедра геотехники и строительных материалов инженерно-строительного факультета Ижевского государственного технического университета им. Калашникова, ул.7, Ижевск, Россия b Кафедра химии и биоинженерии, Факультет фундаментальных наук, Вильнюсский технический университет им. Гедиминаса, ул. Саулетекио, ул. 11, Вильнюс, Литва

c Кафедра строительных материалов инженерно-строительного факультета НИУ МГСУ, ул. 26, Москва, Россия dGRL, «Аркема», Лак, Франция Кафедра строительных материалов, Факультет Государственного национального исследовательского политехнического университета г. Пермь, ул. Комсомольская, д. Пермь, Россия

ELSEVIER

Аннотация

В статье представлены результаты проведенных исследований по модификации традиционных строительных материалов, таких как цементный бетон, ангидритные вяжущие, силикатная краска и антипиреновые покрытия на основе жидкого стекла.Модификация была вызвана дисперсиями многостенных углеродных нанотрубок, равномерно распределенными в связующих матрицах при изготовлении материалов, что привело к модификации структуры и свойств материалов и изделий.

© Авторы, 20133, опубликовано Elsevier Ltd.

Отбор и экспертная оценка под руководством Вильнюсского технического университета им. Гедиминаса Ключевые слова: многослойные углеродные нанотрубки, модификация, силикатная краска, связующие матрицы, структура, композиционные материалы.

1. Введение

Покрытие конструкционных композиционных материалов, в основном, определяется как покрытие Oindsr, в настоящее время нанесенное покрытие Oindsra обладает большим потенциалом для улучшения механических характеристик за счет направленного изменения структуры матрицы при модификации с помощью наносистем растянутого углерода.

Исследования, проведенные авторами [1], [2], [3], [4], [5], установили, что добавление дисперсий наночастиц в минеральную матрицу приводит к ее структурированию с образованием новых образований с повышенной плотностью. и сила.

Изменение морфологии новообразований приводит к значительному увеличению механической прочности минеральных композиций, модифицированных сверхмалым количеством многостенных углеродных нанотрубок в пределах 0,02-0,0025% от массы Оиндера [ 6-9].

В то же время в технической литературе недостаточно исследований влияния углеродных нанотрубок на морозостойкость бетона, а также исследований ячеистых бетонов, модифицированных углеродными нанотрубками.Исследования влияния углеродных нанотрубок на поглощение электромагнитных волн фасадными отделочными покрытиями отсутствуют. Более того, углеродные нанотрубки могут не только структурировать минеральные композиционные материалы на основе портландцемента, но и влиять на структуру новообразований в композитах на основе сульфатов кальция (гипс, ангидрит). Огнезащитные составы могут увеличиваться за счет стабилизации вспученного огнезащитного покрытия, добавленных углеродных нанотрубок.

* Автор, ответственный за переписку

Электронный адрес: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]

1877-7058 © 2013 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd.

Отбор и экспертная оценка под ответственностью Вильнюсского технического университета им. Гедиминаса doi: 10.1016 / j.proeng.2013.04.053

Согласно перечисленным задачам в данной работе представлен анализ возможных областей применения углеродных нанотрубок для модификации традиционных конструкционных материалов с целью улучшения их физико-технических свойств.

2. Материалы и методы исследования

Были изготовлены многослойные углеродные нанотрубки Graphistrength ™ французской корпорации «Аркема», состоящие из нескольких слоев нанотрубок диаметром 10-15 нм, длиной 1-15 мкм и средней плотностью 50-150 кг / м3. используется в качестве добавки, модифицирующей строительные материалы, с целью изменения структуры и свойств связующего.

Благодаря высокоразвитой поверхности углеродных нанотрубок 300 м2 / г можно создать материал с относительно большим количеством поверхностных функциональных групп.В процессе синтеза они сливаются в клубки или гранулы размером до 400-900 микрон, обладая высокой поверхностной энергией.

В этом случае наночастицы трудно разделить на одиночные наноструктуры в водной дисперсионной среде (рис. 1а, б), а их диспергирование требует специальной технологии. Основной задачей при работе с углеродными нанотрубками является дезинтеграция кластеров и крупных агломератов, образующихся в результате синтеза, а также поддержание их стабилизации в водной суспензии и стабильности суспензий нанотрубок при хранении [10].

Рис. 1. Многослойные углеродные нанотрубки в среде карбоксиметилцеллюлозы (CW2-45): (а) — подвергнутые агрегаты, (б) — отдельные склеенные нанотрубки

CW2-45, содержащую 45% многослойных углеродных нанотрубок и карбоксиметилцеллюлозу. Маточную смесь CW2-45 диспергировали в водной среде в высокоскоростной шаровой мельнице. Концентрация нанотрубок в полученной дисперсии составила 2%. Дисперсию загружали при перемешивании композиций с горячей водой [11].Микроструктуру связывающих матриц в исследуемых материалах анализировали с помощью растрового электронного микроскопа XL 30 ESEM-FEG от компании PHILIPS и JSM JC 25S от компании JEOL.

3. Обсуждение результатов исследования

Дисперсия углеродных нанотрубок вызывает структурирование цементной матрицы в плотных бетонах и образование плотной бездефектной оболочки на поверхности твердой фазы, включающей частицы цемента и наполнителя, что обеспечивает лучшее сцепление с их поверхностью.

Анализ микроструктуры модифицированных цементных бетонов при большом увеличении показал, что в зоне контакта цементной матрицы без модифицированных углеродных нанотрубок находятся кристаллы гидросилиакта кальция рыхлоупакованной структуры, а в зоне контакта имеются структурные дефекты (рис. 2а). ).

Рис. 2. Морфология новообразований в межфазном слое на границе агрегата: (а) — рыхлая цементная матрица без углеродных нанотрубок, (б) — модифицированная цементная матрица

Структурирование цементной матрицы после добавления дисперсии углеродных нанотрубок приводит к образованию плотного покрытия толщиной от 1 до 5 мкм с морфологией кристаллогидратов, перпендикулярно ориентированной к поверхности твердой фазы (рис.2б)

Цементные бетоны, модифицированные дисперсией многослойных углеродных нанотрубок, изготовлены при изготовлении опытно-промышленной партии предварительно напряженных бетонных опор для высоковольтных линий электропередачи 0,4-10 кВ и длиной 9 метров.

Проведенные испытания модифицированного бетона из опытной партии бетонных опор показали повышение морозостойкости бетона с F150 до F400 (рис. 3б), прочности на 46% и водонепроницаемости с W6 до W14 и повышение его трещиностойкости.

Представленные результаты физико-механических свойств бетона приводят к увеличению прочности бетонных изделий.

Проведено исследование влияния дисперсий многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) на структуру новообразований кристаллогидратов в межпористых стенках автоклавного ячеистого бетона. Проведенные исследования микроструктуры и рентгенофазовый анализ гидросиликатов кальция, образующихся при автоклавной обработке силикатного ячеистого бетона, модифицированного МУНТ, показали изменение морфологии новообразований и образование гидросиликатов кальция повышенной основности, что привело к их усилению. физико-технических свойств автоклавного ячеистого бетона [12].

Рис. 3. Микроструктура плотного цементного бетона после испытаний на морозостойкость: (а) — эталонный образец с индексом морозостойкости F200, (б) — испытательный образец бетона с углеродными нанотрубками (морозостойкость F400)

Содержание модифицирующих многослойных углеродных нанотрубок принималось с учетом количества, установленного для приготовления тяжелых цементных бетонов [13] (и составляло 0,006% от массы вяжущего. Обеспечивалось равномерное распределение частиц в приготовленной ячеистой бетонной смеси. к предварительному смешиванию суспензии алюминия и дисперсии МУНТ.

Изображения микроструктуры модифицированного ячеистого бетона и анализ работ [14], [15], [16] позволяют предположить, что углеродные нанотрубки служат центрами кристаллизации гидросиликатов кальция в твердеющих ячеистых бетонах и стимулируют структурообразование твердения. известково-силикатное связующее с высокой степенью кристалличности по сравнению с обычным контрольным образцом [17] и повышение кристалличности наблюдаются в стенках пор (рис. 4а), при этом наряду с кристаллическими новообразованиями появляются аморфные (рис.4б), обеспечивающие дополнительное уплотнение и упрочнение стенок пор в ячеистом бетоне.

Рис. 4. Микроструктура ячеистого бетона, модифицированного дисперсией МУНТ: (а) — общий вид межпористой стенки при увеличении в 1000 раз, (б) — фрагмент микроструктуры с новообразованиями с перепутанными волокнами при увеличении в 10000 раз

Проведенный анализ микроструктуры подтверждает ускорение гидратации силикатно-известкового связующего с образованием плотных кристаллических блоков (рис.5а), состоящий из пластин гидроксида кальция. При этом возникает композитная структура, включающая блоки пластин гидроксида кальция, игольчатые кристаллы гидросиликата кальция, покрытые аморфными новообразованиями (рис. 5б).

Рис. 5. Микроструктура ячеистого бетона, модифицированного углеродными нанотрубками: (а) — образование новообразований повышенной плотности, (б) — композитная структура, включающая блоки пластин гидроксида кальция, кристаллы гидросиликата кальция и аморфные новообразования

Роль аморфной структуры, отмеченная при изучении микроструктуры, сводится к двум факторам: в процессе старения гель тоберморита кристаллизуется с образованием гидросиликатов кальция, в то же время аморфные новообразования уплотняют структуру межпористых стен в ячеистом бетоне, увеличивая механическую прочность продуктов.

Исследуемая структура также включает одиночные перепутанные углеродные нанотрубки, покрытые слоем гидросиликатов кальция (рис. 6б). Изменение морфологии новообразований приводит к значительному увеличению механической прочности автоклавного ячеистого бетона, модифицированного сверхмалым количеством нанотрубок (табл. 1).

Рис. 6. Микроструктура ячеистого бетона, модифицированного углеродными нанотрубками: (а) — фрагмент межпористой структуры стенки, (б) — углеродные нанотрубки (отмечены стрелкой), покрытые слоем гидросиликатов кальция

Таблица 1.Физико-механические параметры модифицированного ячеистого бетона

Наименование Плотность в сухом состоянии, кг / м3 Прочность на сжатие в сухом состоянии, МПа Коэффициент теплопроводности, Вт / м ° C

изделия, дата отливки Изделие с нанотрубками В филиале Завода Ячеистого Бетона № 822 Изделие с нанотрубками В Филиале Завода Ячеистого Бетона № 822 Изделие с нанотрубками В филиале Завода Ячеистого Бетона № 822

Блок D500 544530 2,5 2,3 0,117 0,106

Панель H 15-14 5

Разработан состав защитного покрытия на основе силикатной краски, модифицированной дисперсией многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ), и исследуются его свойства.Из работы [18] известно, что автоклавный газобетон, содержащий углеродное волокно, поглощает электромагнитные волны до -30 дБ в диапазоне частот от 2 ГГц до 18 ГГц. В наших исследованиях добавление 6% MWCNT к силикатному покрытию приводит к структурированию силикатной связующей матрицы с образованием плотного, прочного и долговечного покрытия, способного поглощать электромагнитное излучение, воздействующее на здания и сооружения. Проведенные физико-химические исследования с инфракрасным спектральным анализом, дифференциально-термическим

и сканирующая электронная микроскопия показали значительное изменение структуры и рецептуры состава, модифицированного углеродными нанотрубками (рис.Концентрация WBKflP.ili,%

Рис. 7. (а) — микроструктура скола модифицированного силикатного покрытия, (б) — зависимость поглощения электромагнитного излучения от содержания углеродных нанотрубок

Таким образом, обеспечивается эффективная комплексная защита объектов и человека от воздействия техногенных электромагнитных полей в промышленных, административных и жилых зданиях. Силикатное покрытие также может быть использовано для информационной защиты оборудования и средств связи от несанкционированного доступа к информации из-за поглощения электромагнитного излучения, генерируемого устройствами.

Ангидритные композиционные материалы обладают потенциалом значительного увеличения механической прочности за счет структурирования межфазных слоев по линии «нанодисперсный модификатор — минеральная матрица». Отсутствие модифицирующих нанодисперсных добавок в матрице гидратирующего ангидрита сопровождается кристаллизацией дигидратного гипса с образованием крупных пластинчатых кристаллов традиционной формы (рис. 8а). При модификации ангидрита многослойными углеродными нанотрубками на поверхности наноразмерных частиц наблюдается кристаллизация гипса с образованием кристаллов высокой плотности различной морфологии (рис.8б).

Рис. 8. Микроструктура затвердевшего ангидритного связующего: (а) — контрольный состав, (б) — состав, модифицированный углеродными нанотрубками

Известно, что морфология новообразований оказывает существенное влияние на окончательную структуру кристаллогидратных новообразований. Формирование структуры ангидритной связки с образованием кристаллогидратов повышенной плотности обеспечивалось сверхмалым количеством (до 0,0024% от массы ангидрита) многостенных углеродных нанотрубок [8].

Анализ структуры матрицы модифицированного ангидритного связующего с применением комплекса физико-химических методов исследования показал интенсификацию процессов гидрато- и структурообразования ангидритного связующего с добавлением многостенных углеродных нанотрубок. В этом случае добавление многослойных углеродных нанотрубок резко меняет морфологию новообразований в матрице ангидрита. Получающаяся в результате плотная кристаллическая структура с малым количеством дефектов предопределяет их улучшенные физико-технические свойства, в том числе механическую прочность и водостойкость [20].

Эффективность огнезащитных покрытий на основе жидкого стекла можно значительно повысить, если модифицировать состав многослойными углеродными нанотрубками. При воздействии огня на огнезащитный состав образуется вспучивающееся покрытие с более однородным по высоте и размеру пор слоем (рис. 9а, б).

Известно, что углеродные нанотрубки окисляются только при температурах выше 700 ° C в присутствии кислорода [21].

В процессе вспучивания жидкого стекла исключено присутствие кислорода в огнезащитном покрытии, поэтому углеродные нанотрубки используются как компонент, укрепляющий межпористые стенки при образовании пор и стабилизирующий их в жидкофазном состоянии.

Рис. 9. Общий вид состава, нанесенного на деревянную поверхность после воздействия огня (а): 1 — с удаленным вздутым покрытием; 2 — вздутое огнестойкое покрытие; 3 — обугленная деревянная поверхность, не покрытая огнезащитным составом; б) — макроструктура микроскопического среза выпуклого покрытия на деревянной поверхности

Рис.10. Микроструктура скола огнезащитного покрытия без углеродных нанотрубок (а), модифицированного углеродными нанотрубками (б)

Структура вспучивающегося огнезащитного покрытия дополнительно усилена кристаллическими новообразованиями (рис. 10b), которые заполняют межпористое пространство и повышают его прочность, увеличивая толщину вспучивающегося покрытия. Последнее обстоятельство улучшает огнезащитные свойства покрытия, увеличивая время огнестойкости.

4.Вывод

Таким образом, примеры четырех видов строительных изделий из шести, перечисленных в патенте [11], показывают возможность значительного улучшения физико-механических свойств строительных материалов, при этом стоимость изделий увеличивается на 0,5 — 3% в зависимости от об используемой технологии модификации материалов многостенными углеродными нанотрубками.

Таким образом, испытания модифицированного бетона показали повышение морозостойкости бетона с F150 до F400, прочности на 46% и водостойкости с W6 до W14 и повышение его трещиностойкости.

Наблюдается улучшение микроструктуры ячеистого силикатного бетона, модифицированного углеродными нанотрубками, при этом его прочность увеличивается до 30%.

Анализ структуры матрицы модифицированного ангидритного связующего показал интенсификацию процессов гидратации и структурообразования ангидритного связующего с добавлением многостенных углеродных нанотрубок. Добавление многослойных углеродных нанотрубок резко меняет морфологию новых образований в матрице ангидрита.

Модификация силикатного покрытия дисперсией углеродных нанотрубок приводит к поглощению электромагнитного излучения до 70%.

Добавление углеродных нанотрубок в огнезащитные составы на основе жидкого стекла способствует улучшению структуры и повышению эффективности набухшего защитного покрытия при воздействии пламени.

Список литературы

[1] Макар, Дж. М., Бодуан, Дж. Дж., 2003. «Углеродные нанотрубки и их применение в строительной индустрии», Proc.1-го Международного симпозиума по нанотехнологиям в строительстве, 23-25 ​​июня 2003 г., Пейсли, Шотландия, Великобритания, стр. 331-341.

[2] Jiang, X .; Ковальд, Т., Стедлер, Т., Треттин, Р. 2005. «Углеродные нанотрубки как новый армирующий материал для современных вяжущих на основе цемента», Материалы RILEM, 2-й Международный симпозиум по нанотехнологиям в строительстве, 13-16 ноября 2005 г., Бильбао, Испания, стр. 209-213.

[3] Li, Y., Wang, P., Zhao, X., 2005. Механическое поведение и микроструктура цементных композитов, включающих многослойные углеродные нанотрубки с обработанной поверхностью, Carbon 43, стр.1239-1245.

[4] Яковлев, Г., Кериене, Дж., Плеханова, Т., Крутиков, В., 2007. Nanobewehrung von Schaumbeton, Beton- und Stahlbetonbau 102 (2), pp. 120-124.

[5] Абу Аль-Руб, Р.К., Ашур, А.И., Тайсон, Б.М., 2012. О влиянии аспектного отношения армирующих многослойных углеродных нанотрубок на механические свойства вяжущих нанокомпозитов, Строительные и строительные материалы 35, стр. 647 -655.

[6] Макар, Дж.М., Чан, Г., 2009. Рост продуктов гидратации цемента на однослойных углеродных нанотрубках, Журнал Американского керамического общества 92 (6): стр. 1303-1310.

[7] Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Бурьянов А.Ф., Кодолов В.И., Крутиков В.А., Фишер Х.-Б., Керен. Я., 2009. Модификация пористых цементных матриц углеродными нанотрубками, Строительные материалы 3, стр. 99-102.

[8] Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Крутиков В.А., Макарова И.С., Мачулайтис Р., Фишер, Х.-Б., 2008. Целлюлозный бетон на основе фторангидрита, модифицированный углеродными наноструктурами, Строительные материалы 3, стр. 70-72.

[9] Санчес, Ф., Соболев, К., 2010. Нанотехнологии в бетоне — обзор, Строительство и строительные материалы 24 (11), стр. 60-71.

[10] Феделе, Л., Колла, Л., Боббо, С., Барисон, С., Агрести, Ф., 2011. Экспериментальный анализ стабильности различных наножидкостей на водной основе, Nanoscale Research Letters 6, p. 300

[11] Корженко, А., Гавел, М., Гайяр, П., Яковлев, Г.И., Первучин, Г.Н., Орешкин, Д.В., 2012. Procede D’introduction de nanocharges carbonees dans un inorganique durcissable, Патент № 2 969 143. C 04 B 16/12 ( 2012.01), C 04 B 28/00. Бюллетень 12/25 паб. 22.06.12.

[12] Яковлев Г., Кериене Я., Маева И., Хазеев Д., Пудов И., 2012. Влияние дисперсий многостенных углеродных нанотрубок на структуру автоклавного кремнеземного аэробетона, The Intelligent Systems в производстве 2 (20), с.180-186.

[13] Яковлев, Г., Лушникова, А., Первушин, Г., Хасанов, О., 2011. «Модификация цементных матриц углеродными нанотрубками», Тр. XIII Международного конгресса ICCC по химии цемента, 3-8 июля 2011 г., Мадрид, Испания, стр. 304 (CD)

[14] Weitzel, B., Hansen, MR, Kowald, TL, Müller, T., Spiess, HW, Trettin, HFR, 2011. «Влияние многослойных углеродных нанотрубок на микроструктуру CSH-фаз», Тезисы и материалы XII Международный конгресс по химии цемента, 3-8 июля, Мадрид, Испания, с.299 (CD).

[15] Weitzel, B., Hansen, MR, Kowald, TL, Müller, T., Spiess, HW, Trettin, HFR, 2012. «Спектроскопические исследования влияния многостенных углеродных нанотрубок на гидратацию трехкальциевого силиката. и микроструктура фаз гидрата силиката кальция », Тр. 10-го Международного конгресса по прикладной минералогии, 01-05 августа 2011 г., Тронхейм, Норвегия, стр. 765-772.

[16] Лаукайтис, А., Кериене, Дж., Клигис, М., Микульскис, Д., Lekünaite, L., 2012. Влияние механически обработанных добавок углеродного волокна на формирование структуры и свойства автоклавного газобетона, Строительство и строительные материалы 26, стр. 362-371.

[17] Яковлев Г. И., Первушин Г. Н., Орешкин Д. В., 2011. Цементная матрица с углеродными нанотрубками, Промышленное и гражданское строительство, 7, стр. 44-45.

[18] Лаукайтис, А., Синица, М., Балевичиус, С., Левитас, Б., 2008. Исследование поглотителя электромагнитных волн на основе пенобетона, армированного углеродным волокном, с использованием метода временной области, Acta Physica Polonica A 113 ( 3), стр.1047-1050.

[19] Шайбадуллина А.В., Яковлев Г.И., Фишер Х.-Б., Бурьянов А.Ф., 2011. «Роль углеродных нанотрубок в формировании микроструктуры поверхности силиката», Тр. III Международной конференции «Нанотехнологии для экологичного и прочного строительства», 23-25 ​​марта 2011 г., Каир, Египет (CD).

[20] Яковлев, Г. И., Первушин, Г. Н., Маева, И. С., Корженко, А., Бурьянов, А. Ф., Мачулайтис, Р., 2010. Модификация ангидратных композиций с помощью многостенных углеродных нанотрубок, Строительные материалы 7, с.25-27.

[21] Рана, А. К., Рана, С. Б., Кумари, А., Киран, В., 2009. Значение нанотехнологий в строительстве, Международный журнал последних тенденций в инженерии 1 (4), стр. 46-48.

[22] Яковлев, Г. И .; Первушин, Г. Н .; Пудов, И. А .; Дулесова, И.Г .; Бурьянов, А. Ф .; Сабер, М. 2011. Структурирование цементных связующих матриц с помощью многослойных углеродных нанотрубок, Строительные материалы 11: 22-24.