ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» НИУ Международная молодежная конференция «Оценка рисков и безопасность в строительстве. Новое качество и надежность строительных материалов и конструкций на основе высоких технологий» Автор: А.С. Иноземцев аспирант института ИСА, каф. ТВВиБ Руководитель: Е.В. Королев д.т.н., профессор, директор НОЦ НТ 2012 г.

ЛЕГКИЙ БЕТОН Специальный ρ ср =200…1000 кг/м 3 B0,35…B10 Конструкционный ρ ср =1100…2000 кг/м 3 B10…B40 керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии); керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии); шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии); шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии); аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне или гравии); аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне или гравии); шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовом щебне или гравии); шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовом щебне или гравии); перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне); перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне); бетон на щебне из пористых горных пород; бетон на щебне из пористых горных пород; термолитобетон (бетон на термолитовом щебне или гравии); термолитобетон (бетон на термолитовом щебне или гравии); вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите); вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите); шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций - ТЭС или на топливном шлаке, гранулированном доменном или электротермофосфорном шлаке). шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций - ТЭС или на топливном шлаке, гранулированном доменном или электротермофосфорном шлаке). По виду пористого заполнителя 2

Классификация конструкционных легких бетон Назначение бетона Средняя плотность, кг/м 3 Предел прочности при сжатии, МПа Удельная прочность, МПа* minmaxminmax Конструкционный –13,6– ,516, ,523, ,725, ,026, ,4028, ,8029, ,127, ,226, ,525,0 Примечание: удельная прочность используется для оценки технической эффективности строительных материалов, рассчитывается по формуле: 3

Область применение легкого бетона 4

ТБ – тяжелый бетон (B40); ВПБ – высокопрочный бетон ( B60); ОВПБ – особовысокопрочный бетон ( B100); ЛБ – легкий бетон (B25); ВПЛБ – высокопрочный легкий бетон ( B40) Удельная прочность бетонов 5

Цель работы: Разработка составов наномодифицированного высокопрочного легкого бетона Задачи Задачи : разработка методики расчета состава и проектирования ВПЛБ по плотности; выбор наполнителя для ВПЛБ; разработка наноразмерного модификатора и методики его применения; исследование основных свойств ВПЛБ. 6

Выбор наполнителя для ВПЛБ ПСМС – полые стеклянные микросферы, ПАСМС – полые алюмосиликатные микросферы, ПЗМС – полые золомикросферы 7

8 Мицелла гидроксида переходного элемента Кремний- кислородный каркас Анионная оболочка Структурная модель наноразмерного модификатора 1. Приготовление раствора прекурсора (хлорид переходного элемента) 2. Перевод истинного раствора в золь (коллоидный раствор гидроксида) 3. Введение каркасообразователя (силикат натрия) Приготовление наномодификатора Аппретирование наполнителя Микросферы

п/п Наименование модификатора R уд, МПа 1.Углеродные нанотрубки50,1 2.Астралены40,8 3.Золь гидроксида железа45,4 4. Комплексный наноразмерный модификатор на основе золь гидроксида железа и золь кремниевой кислоты 48,9 Удельная прочность наномодифицированных легких бетонов 9

ВЫВОДЫ В качестве наполнителя для высокопрочных легких бетонов можно использовать полые микросферы. При этом минимально достижимая средняя плотность легких бетонов будет ограничиваться истиной плотностью самого наполнителя.В качестве наполнителя для высокопрочных легких бетонов можно использовать полые микросферы. При этом минимально достижимая средняя плотность легких бетонов будет ограничиваться истиной плотностью самого наполнителя. Стеклянные и керамические полые микросферы способны обеспечивать высокую прочность и низкую среднюю плотность высокопрочных легких бетонов. Стеклянные и керамические полые микросферы способны обеспечивать высокую прочность и низкую среднюю плотность высокопрочных легких бетонов. Для увеличения прочностных характеристик легких бетонов на основе полых микросфер могут быть использованы как углеродные наноразмерные модификаторы, так модификаторы на основе коллоидных раствор. Эффективность таких модификаторов зависит от индивидуальных параметров добавки, способа нанесения и концентрации. Для увеличения прочностных характеристик легких бетонов на основе полых микросфер могут быть использованы как углеродные наноразмерные модификаторы, так модификаторы на основе коллоидных раствор. Эффективность таких модификаторов зависит от индивидуальных параметров добавки, способа нанесения и концентрации. Применение наноразмерных модификаторов позволяет получить легкие бетоны на полых стеклянных микросферах с удельной прочностью более 50,0 МПа, что позволяет классифицировать их как особовысокопрочные легкие бетоны. Применение наноразмерных модификаторов позволяет получить легкие бетоны на полых стеклянных микросферах с удельной прочностью более 50,0 МПа, что позволяет классифицировать их как особовысокопрочные легкие бетоны. 10

Область применения нано- модифицированного высокопрочного легкого бетона 11

Спасибо за внимание! Доклад окончен. ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» 2012 г.