Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Научная статья на тему «Применение нанотехнологий в архитектуре и строительстве»

В статье рассмотрены наиболее применяемые нанотехнологии в современном строительстве. Выбрано пять материалов. В данной статье видна необходимость введения нанотехнологий в современное строительство, так как использование нанотехнологий расширяет возможности в строительстве и архитектуре.

Помощь в написании статьи

Строительный сектор имеет дело с огромным количеством сырья и различные инновационные материалы уже находят применение в современном строительстве и начинают вносить свою долю в формирование архитектуры будущего. Но пока фактическое использования нанотехнологий в строительстве является довольно ограниченным, поскольку инновационные идеи в большинстве своем ориентированы на поверхностные эффекты, а не на формирование новых структур строительных матералов. Тем не менее, достижения фундаментальных исследований в области нанотехнологий постепенно находят свой путь в строительную отрасль. Уже используются конструкционные композиционные материалы с уникальными прочностными характеристиками, новые виды арматурных сталей, уникальные нанопленки для покрытия светопрозрачных конструкций, самоочищающиеся и износостойкие покрытия, паропроницаемые и гибкие стекла и многое другое. Нанотехнологии уверенно завоевывают мир. Сегодня по всему миру один за другим создаются новые нанотехнологические центры, обладающие мощной материально-технической и финансовой базой.

Одним из актуальных направлений разработок является применение ультрадисперсных, наноразмерных частиц для создания высокопрочных и долговечных бетонов. Работы здесь проводят крупнейшие европейские компании – «Зика» (Швейцария), BASF (Германия), «Майти» (Япония), «Элкем» (Норвегия) [3].

Т1. Углеродная лента FibARM Tape Twill— двунаправленная углеродная ткань для системы внешнего армирования. Уникальные свойства углеродного волокна — высокие прочностные характеристики и абсолютная стойкость ко всем агрессивным средам — дали принципиальную возможность разработать инновационную систему усиления. Она позволяет восстанавливать и увеличивать несущую способность конструкции в сжатые сроки и меньшими трудозатратами по сравнению с традиционными способами, а также значительно увеличивает срок службы конструкции. Возможно изготовление углеродной ткани плотность 240, 300 и 450 г/м2.

Основные достоинства: обширная область применения, универсальна в применении, в том числе в угловых соединениях, а так же на закругленных поверхностях; легкость, система усиления не создает дополнительной нагрузки на конструкцию; исключительная стойкость к коррозии; тонкий слой, даже если ткань наносится в несколько слоев, минимальные трудовые и временные затраты на проведение работ; возможность выполнения ремонтных работ без прекращения эксплуатации усиливаемого здания или сооружения; отсутствие дополнительных затрат при последующей эксплуатации.

Метод получения. Ткани FibARM Tape делают из углеродных волокон, получаемых путем высокотемпературного воздействия в инертной среде на органические волокна. Двунаправленные или, как их еще называют, равнопрочные ткани представляют собой переплетение углеродных нитей по основе и утку под углами 0° и 90° с повторяющимся рисунком.

Применение. Система усиления конструкций на основе углеродного волокна, наносимая снаружи с пропиткой на эпоксидной основе. Увеличение несущей способности конструкций из железобетона, кирпича и дерева.

Лента должна аккуратно укладываться на слой предварительно нанесенного адгезива без складок и излишнего натяжения. После укладки осуществляется прикатка ленты в обоих направлениях укладки волокон. Поскольку в процессе прикатки происходит пропитка ленты, она должна осуществляться равномерно по всей поверхности ленты. Не допускается наличие складок и отслоений. После пропитки лента должна быть слегка липкой на ощупь, но без явно видимого присутствия адгезива. Излишки адгезива необходимо аккуратно удалить.

Таблица 1.

Технические характеристики FibARM Twill [2]

Гарантийный срок хранения – 3 года со дня изготовления. По истечении гарантийного срока углеродные ткани могут быть использованы после повторных испытаний на соответствие требованиям технических условий.

Условия хранения и транспортировки. Транспортировка и хранение тканей должны осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 25388 со следующим дополнением: углеродные ткани должны храниться в упакованном виде при температуре не ниже 10 °С и влажности не выше 85 % [2].

Т2. Композитная арматура ROCKBAR– композиционный материал, состоящий из стеклянного (базальтового) наполнителя и синтетического полимерного связующего. Армирующим наполнителем служат в основном стеклянные (базальтовые) волокна в виде нитей, жгутов (ровингов). Стекловолокно (базальтоволокно) обрабатывается связующим (полиэфирная, эпоксидная смолы и т.д.) для повышения прочности на сдвиг, сопротивляемости влаге и химическому воздействию.

Применение композитной арматуры ROCKBAR® увеличивает срок службы конструкции и межремонтный период за счет: высокой коррозионной стойкости в кислых, щелочных и других агрессивных средах; ддолговечности; высокой прочности при растяжении; низкой плотности; низкой теплопроводности; абсолютной экологичности и пожаробезопасности.

Композитная арматура ROCKBAR® прошла коррозионные и физико-механические испытания в различных университетах мира.

Таблица 2.

Характеристики арматуры ROCKBAR® [2]

В соответствии с проектными решениями арматуру ROCKBAR® следует применять в: жилищно-гражданском строительстве (фундаменты зданий и сооружений, ремонт и усиление несущей способности кирпичных и железобетонных конструкций); промышленном строительстве (армирование бетонных емкостей, хранилищ очистных сооружений, крышек канализационных колодцев, элементы инфраструктуры химических производств, армирование бетонных полов, конструкции гидротехнических сооружений); дорожном строительстве (укрепление дорожного полотна, опоры контактной сети, плиты дорожные, аэродромные, серобетонные); мостостроении и ремонте мостов (плиты мостового настила, мостовые ограждения, пешеходные дорожки, укрепление береговых сооружений); железнодорожном строительстве (в составе бетонных шпал для высокоскоростных поездов и метрополитена).

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Заказать статью

Т3. Нанопокрытие для дерева и камня «Percenta»– это органическая & неорганическая защита для дерева и камня на водяной основе, разработанная на базе современной нанотехнологии. Самоорганизующиеся антиадгезионные (антиприлипающие) компоненты образуют на поверхности невидимую пленку с гидро – и олеофобными свойствами. «Нанопокрытие для дерева и камня» Percenta можно разносторонне использовать на пористых впитывающих поверхностях.

«Нанопокрытие для бетона и каменных полов» позволяет уже при первой обработке получить невидимую грязеотталкивающую и устойчивую к ультрафиолету защитную пленку, которая защищает обработанную поверхность на длительный период времени. Механический износ поверхности сводится к минимуму.

Преимущества: простое применение; никаких видимых изменений поверхности; срок службы покрытия до 10 лет; поверхности легко очищаются обычной водой; экономия времени и средств; идеальная защита от бактерий; для очистки обработанных поверхностей не нужны химические агрессивные моющие средства.

Области применения: бетонированные въезды; сельское хозяйство; автомастерские; автомойки; производственные помещения и цеха; обелиски, памятники и скульптуры.

Существует два разных вида нанопокрытий для бетона/каменных полов:

1.  Покрытия для бетона и каменных полов (впитывающие поверхности): идеально для всех минеральных камней, которые сильно впитывают воду и подвержены существенной механической нагрузке (натуральный камень, необработанный волокнистый цемент, необработанные песчаник и газобетонные блоки, клинкерный кирпич и облицовочный камень и прочие необработанные каменные плиты и плитки).

2.  Покрытия для бетона и каменных полов (маловпитывающие и невпитывающие поверхности): идеально для всех видов глазурованного минерального камня (глазурованный клинкер, глазурованная черепица, глазурованные каменные плиты и пр.).

Т4. Nanoprof Фотокатализ– это система на базе спирта, защищающая поверхности из стекла и пластмассы при их наружном использовании от налёта (улучшение световой отдачи или соответственно препятствование неконтролируемого капания конденсата). Натирание материалом создаёт на поверхностях тонкую, гидрофильную плёнку в несколько нанометров. Влаголюбивость поверхности создаётся при этом благодаря процессу фотокатализа настоящее время естественным солнечным светом. Поверхностное напряжение в отношении конденсата становится выше значений воздуха / воды, результатом чего является полное прохождение конденсата (растекание) (эффект самоочищения).

Характеристика: разбавление – нет; объём нанесения: около 10–25 мл на кв. м; затвердение / высыхание: минимально коло 1 часа, затем 24 часов для затвердения; температура обработки: + 5 °С до + 25 °С; хранение и стойкость при хранении: смотри сертификат безопасности, оттиск на бутылке или канистре; температура хранения: + 5 °С до + 25 °С; при хранении защищать от прямых солнечных лучей и мороза, хранить хорошо закрытым в оригинальной упаковке. Расход:10 мл. на 1 кв. м.

Т5. Солнечные фотоэлектрические установки (СФЭУ)– предназначены для выработки электроэнергии за счёт фотоэлектрического преобразования прямого солнечного излучения.

Параметрический ряд СФЭУ имеет установленную мощность в диапазоне от 0,5 до 5 кВт. СФЭУ могут быть снабжены инверторами, преобразующими постоянный ток в переменный, и системами накопления электроэнергии.

СФЭУ состоит из концентраторных фотоэлектрических модулей (КФЭМ), расположенных ступенчатым образом на электронно-механической системе слежения за Солнцем, снабжённой датчиком положения Солнца.

Концентраторный фотоэлектрический модуль состоит из фронтальной концентраторной панели, представляющей собой матрицу из линз Френеля, и тыльной электрогенерирующей платы, на которой в фокусах линз расположены фотоэлектрические преобразователи, прикрытые элементами вторичной концентрирующей оптики.

Фотоэлектрические преобразователи изготавливаются из полупроводниковых (соединения А3В5) многослойных наногетероструктур с тремя-пятью каскадами фотоэлектрического преобразования, оптимизированными для эффективного преобразования различных участков солнечного спектра. Наногетероструктуры фотопреобразователей формируются с помощью газофазной эпитаксии из металлорганических соединений.

Конкурентные преимущества продукции: использование фотопреобразователей с КПД более 37 % для преобразования концентрированного солнечного излучения; промежуточное концентрирование до 1000 крат солнечного излучения с помощью линз Френеля с оптическим КПД до 90%, пропорциональное снижение площади и удельной стоимости фотопреобразователей и, как следствие этого, снижение стоимости энергоустановок; увеличение удельного энергосъема до 300 Вт/м2; непрерывное в течение солнечного дня отслеживание положения Солнца с помощью 2-х координатных систем слежения с точностью ±0,1 угл. Град; увеличение более, чем в 2.5 раза количества электроэнергии, вырабатываемой с единицы площади СФЭУ (за счет большей эффективности и слежения за Солнцем) по сравнению со стационарными кремниевыми солнечными батареями; прогнозируемый срок службы систем — более 25 лет [1].

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Таблица 3.

Общие характеристики рассматриваемых нано-материалов

Будущее строительного материаловедения во многом связано с применением нанотехнологических подходов – внедрения процессов формирования структуры современных строительных материалов, предусматривающих их сборку или самосборку, то есть дизайн материала или изделия, который заключается в контролируемом и управляемом воздействии на процесс структурообразования, начиная с наноразмерного уровня. Результатом такого подхода будет получение новых по составу и качественно отличающихся по структуре и свойствам конструкционных, теплоизоляционных, отделочных и других материалов, в полной мере отвечающих современным тенденциям развития архитектурных форм, конструктивных решений и технологии возведения объектов промышленного и гражданского назначения.

Несмотря на то, что новые технологии и материалы уже внедряются в строительную отрасль, их доля еще достаточно мала – менее 1 % [2] в общем объеме материалов строительного сектора.

Список литературы:

http://www.kz.all.biz(дата обращения: 30.03.12)

http://www.nanonewsnet.ru(дата обращения: 04.03.12)

http://www.rusnanonet.ru(дата обращения: 10.04.12)

Молодец поздравляю очень хорошоОдно скажу дерзай!науке нужны такие люди))

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Поставьте оценку первым.

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

1005

Закажите такую же работу

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке