СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ НОВООБРАЗОВАНИЙ В ЦЕМЕНТНОЙ МАТРИЦЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСПЕРСИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК И НАНОКРЕМНЕЗЕМА
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-2-93-103
Аннотация
Комплексные нанодисперсные системы с многослойными углеродными нанотрубками и нанокремнеземом имеют значительное влияние на процессы гидратации, твердения, набора прочности строительных композитов, предопределяя их долговечность. Исследования с использованием сканирующего электронного микроскопа и Х-лучевого микроанализа с обнаружением в инфракрасном спектре показали, что главный эффект модификации в случае добавления комплексных нанодисперсных систем обеспечивается направленным влиянием процессов гидратации с последующей кристаллизацией новообразований. Установлено, что при добавлении дисперсии углеродных нанотрубок и нанокремнезема формируется структурная матрица в виде чрезвычайно плотной оболочки из кристаллогидратных новообразований на поверхности твердой фазы, что обеспечивает прочную вяжущую матрицу в цементном бетоне. Эффект добавления углеродных нанотрубок анализировался и количественно оценивался исследованием в каждом случае одного образца с нанотрубками и одного без них с помощью наноиндентора и сканирующего электронного микроскопа. Чтобы количественно оценить эффект добавки углеродных нанотрубок на характеристики материала на микромеханическом уровне, необходимо решить сложную задачу. В то же время возможно исследовать поверхность бетонного образца с разрешением в 1 микрон. При этом необходима подготовка образцов для наноиндентирования с исключением всех эффектов дефектности углеродных нанотрубок, показанных сканирующим электронным микроскопом. Вместе с тем, более адекватным методом оценивания в данном случае должен быть пикоиндентор, который комбинирует испытательный метод наноиндентирования с оптическим потенциалом сканирующего микроскопа. Такое оборудование находится в стадии полевых испытаний в Венском техническом университете. Исследование основано на том, что главный эффект модифицирования минеральной вяжущей матрицы с использованием включенных комплексных нанодисперсных систем и нанокремнезема обеспечивается непосредственным влиянием процессов гидратации и последующей кристаллизацией новообразований. Сканирующий электронный микроскоп и Х-лучевой микроанализ с обнаружением в инфракрасном спектре показали, что введение дисперсии многослойных углеродных нанотрубок совместно с нанокремнеземом обеспечивает построение вдоль цементной матрицы очень плотной оболочки вновь образованных гидратов на поверхности твердой фазы. Структурированные поверхностные слои формируют отдельные ячейки в модифицированной цементной матрице, что обеспечивает формирование предельно наполненной системы и предопределяет структуры модифицированной цементной матрицы благодаря формированию пространственной упаковки. Следовательно, основным фактором, повышающим характеристики цементного бетона, модифицированного углеродными нанотрубками и нанокремнеземом, является структурная модификация гидросиликатов кальция относительно композиции и морфологии новообразований.
Для цитирования:
Хрусталев Б.М., Леонович С.Н., Яковлев Г.И., Полянских И.С., Лахайн О., Эберхардштайнер Й., Скрипкинас Г., Пудов И.А., Карпова Е.А. СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ НОВООБРАЗОВАНИЙ В ЦЕМЕНТНОЙ МАТРИЦЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСПЕРСИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК И НАНОКРЕМНЕЗЕМА. НАУКА и ТЕХНИКА. 2017;16(2):93-103. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-2-93-103
For citation:
Khroustalev B.M., Leonovich S.N., Yakovlev G.I., Polianskich I.S., Lahayne O., Eberhardsteiner J., Skripkiunas G., Pudov I.A., Karpova E.A. STRUCTURAL MODIFICATION OF NEW FORMATIONS IN CEMENT MATRIX USING CARBON NANOTUBE DISPERSIONS AND NANOSILICA. Science & Technique. 2017;16(2):93-103. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-2-93-103
Просмотров:
2121
Послать статью по эл. почте 