Цементные композиты с добавками многослойных углеродных нанотрубок

• Автор: Хузин, Айрат Фаритович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Содержание

Принятые условные обозначения

Введение
1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ 13 НАНОСТРУКТУР ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ

1.1. Модифицирование цементной матрицы наноразмер ными

частицами

1.2. Влияние углеродных нанотрубок и добавок на их основе на

процессы гидратации цементных композитах

1.3. Свойства цементных композитов, модифицированных

углеродными нанотрубками.

1.4. Влияние МУНТ на пористость и проницаемость цементного

камня
1.5. Выводы по главе, цели и задачи
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В
ИССЛЕДОВАНИЯХ
2.1. Обоснование выбора исходных материалов и определение их
характеристик
2.1.1. Выбор цементов
2.1.2. Обоснование выбора крупного заполнителя
2.1.3. Выбор мелкого заполнителя
2.2. Обоснование выбора пластифицирующих добавок
2.3. Обоснование выбора многослойных углеродных нанотрубок
2.3.1. Многослойные углеродные нанотрубки «ФУНТ»
2.3.2. Многослойные углеродные нанотрубки «Таунит»
2.3.3. Многослойные углеродные нанотрубки «СгарЫ51теп§1:Ь>
2.4. Методы экспериментальных исследований
2.4.1. Изучение физико-технических свойств цементного камня,

раствора и бетона
2.4.2. Рентгенофазовый анализ
2.4.3. Оптические методы исследования
2.4.4. Анализ поровой структуры цементного камня программным комплексом «Структура»
2.5. Статистическая обработка экспериментальных данных с использованием метода математического планирования эксперимента
2.6. Ультразвуковая диспергация агломератов многослойных углеродных нанотрубок
2.7. Исследование распределения частиц по размерам
2.8. Исследование кинетики тепловыделения при гидратации цементного камня
2.9. Рентгеновская компьютерная томография
3. РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ДОБАВОК, МОДИФИЦИРОВАННЫХ МУНТ И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ
3.1. Разработка эффективного способа диспергирования исходных глобул МУНТ
3.2. Влияние наномодифицированных добавок на кинетику набора прочности цементного камня
3.3. Кинетика тепловыделения цементного камня,
модифицированного МУНТ
3.4. Оптимизация состава и технологии приготовления комплексной добавки
3.5. Исследование пористости цементного камня с наномодифицированной добавкой
Выводы по главе

4. ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ НАНОМОДИФИ-
ЦИРОВАННОЙ ДОБАВКИ НА СТРУКТУРУ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ
4.1 Методика исследования структуры цементного камня на примере
образца без добавок
4.2. Исследование структуры ЦК с добавкой 0,0005% МУНТ «ОгарЬізІтеїщЙі»
4.3. Исследование структуры цементного камня с добавкой 0,05% МУНТ «Огарішіхег^ііі»
4.4. Сравнительная оценка структуры ЦК без МУНТ и с МУНТ
4.5. Рентгенофазовый анализ структуры ЦК Выводы по главе
5. ВЛИЯНИЕ НАНОМОДИФИЦИРОВАННОЙ ДОБАВКИ НА
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОГО РАСТВОРА И
ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО БЕТОНА
5.1. Влияние наномодифицированной добавки на свойства цементнопесчаного раствора
5.2. Влияние наномодифицированной добавки на физикомеханические свойства высокопрочного бетона
5.3. Водонепроницаемость и морозостойкость высокопрочного бетона в присутствии наномодифицированной добавки
5.4. Разработка технологической линии по производству наномодифицированной добавки
5.5. Технико-экономическая эффективность применения
наномодифицированной добавки применительно к производству высокопрочных бетонов для блоков обделки тоннелей метрополитена
Выводы по главе

применением нековалентного метода диспергирования. В работе Сог^а-ОёоШоь [61] зафиксировано увеличение на 45% модуля Юнга цементного композита, модифицированного МУНТ, распределенного с помощью ПАВ. При этом соотношение ПАВ/МУНТ значительно влияет на механические свойства композита. В дополнении к этому, в работе [66] при применении нековалентного метода диспергирования установлено увеличение трещиностойкости цементного камня примерно на 80%. В то время как УНТ лучше всего диспергируются ковалентными методами, нековалентные методы позволяют лучше всего сохранять уникальные свойства углеродных нанотрубок.
В работе отечественных ученых так же проведены исследования по подбору сурфактантов при диспергации УНТ. Так в работе [109] применялись эффективные водоредуцирующие добавки ПФМ-НЛК и С-3 в качестве сурфактантов при распределении УНТ в цементном композите. При этом наименьший достигнутый размер частиц при распределении равен 73,3 нм. Авторами не указываются методы диспергирования и среда, в котором осуществляется распределение компонентов комплексной добавки. Установлено, что введение добавки не влияет на подвижность бетонных смесей, однако при этом повышает прочность бетона в проектном возрасте на 8-10%.
В работе [110] указывается эффективность применения пластифицирующих добавок С-3 и Регапнп на физико-механические характеристики композитов на основе ангидритового вяжущего, позволяющие повышать показатели плотности, прочности и подвижности.
С целью повышения механических свойств цементных композитов проведено множество исследований совместного применения МУНТ к различных макро- и микрочастиц. К примеру, в работе [58] установлено, что введение в цементные системы, содержащие песок и различные добавки, нефункционализированных МУНТ позволяет увеличивать предел прочности
раствора при изгибе на 35%. Модификация этих систем