Experimental Ожидаемые результаты Повышение прочности и трещиностойкости пенобетона и других бетонных изделий (в 1,6-2 раза). При этом массовая доля добавки составляет менее 0,001 % по массе. Снижение плотности пенобетона на 8–10% при одновременном повышении физико-механических показателей Уменьшение содержания цемента в пенобетоне при неизменной прочности. Улучшение теплоизоляционных свойств пенобетона в 1,5 – 2,0 раза. Уменьшение расхода пенобетона при неизменных теплоизоляционных показателях. Экспериментальное исследование наномодифицированного пенобетона Исследование механических свойств состава смеси Цемент, кг Известь, кг Песок, кг Зола, кг В/В, В=Ц+З+Изв, % Пенообра- зователь, кг ,43, ,423,1 3*3* ,43,1 4* ,423,1 ООО СК «Выдрица» Производство пенобетона на основе переработки золошлаковых отходов твёрдотопливных ТЭС модифицированных наноразмерными компонентами Производство пенобетона на основе переработки золошлаковых отходов твёрдотопливных ТЭС модифицированных наноразмерными компонентами Научные руководители направления: Чернаков В.А., д.т.н., профессор ПГУПС; Соловьева В.Я., д.т.н., профессор ПГУПС; Сурков В.Н., инженер Цель и содержание проекта К основной проблеме современного строительного материаловедения относят получение высококачественных бетонов. Решение этой проблемы может быть осуществлено, в первую очередь, за счет модифицирования структуры цементного камня, обеспечения в большей степени использования заложенного потенциала прочности кристаллогидратов, повышения качества совместной работы всех компонентов бетона. Одним из перспективных направлений исследований в области улучшения качества бетонов является реализация в их производстве нанотехнологий. Основная цель проекта – решение научно-исследовательских и практических проблем по утилизации золошлакоых отходов твёрдотопливных ТЭС и оздоровления экологии путём организации инновационного производства композиционных строительных материалов на основе дисперсно армированного цементного пенобетона модифицированного наноразмерными наполнителями (фуллеренами и углеродными нанотрубками), обладающими улучшенными эксплуатационными свойствами, получение безклинкерного зольного вяжущего. Углеродные нанотрубки являются наиболее перспективным компонентом для использования в качестве высокопрочной нанодисперсной арматуры в пористых кристаллогидратных композиционных материалах. Распределяясь в стенках пор в структуре цементного пенобетона, нанотрубки играют роль центров направленной кристаллизации, что приводит, с одной стороны, к появлению фибрилярной структуры в стенках пор обеспечивая ее непрерывность и сплошность, а, с другой стороны, к появлению упрочняющей структурно-ориентированной надмолекулярной оболочки вокруг нанотрубки. Проведенные исследования показали,что введение углеродных наноструктур в композиционный материал изменяет физико- механические характеристики самого материала. Для увеличения прочности материала на основе минеральной матрицы достаточны сотые или даже тысячные доли процента вводимых наноструктур от массы цемента. Микроструктура пенобетона: a – без нанотрубок, b – с 0.05 % нанотрубок; микроструктура стенки поры: c – без нанотрубок (стенки перфорированы), d – с 0.05 % нанотрубок (стенки стабилизированы) Исследование микроструктуры наномодифицированного бетона Микрофотографии сколов пенобетона без добавки (а) и с добавкой наноструктур (б) Распределение углеродных нанотрубок в объеме цементного камня Состав сырьевых смесей пенобетона * Состав содержит углеродные нанотрубки Вид образца из наномодифициро- ванного пенобетона Прочность образцов из золосодержащего пенобетона на сжатие (слева) и изгиб (справа) Прочность образцов из пенобетона с составами смесей из табл. на сжатие (слева) и изгиб (справа) Повышение эксплуатационных свойств пенобетона (снижение усадки; однородная, ровная поверхность; более полное заполнение пустот) при минимальной плотности пенобетона (марки D ). Улучшение показателей прочности и долговечности. Решение проблемы утилизации золошлаковых отходов твёрдотопливных ТЭС.