科学家们提出了可以在负温度条件下浇注的纳米混凝土

时间:2020-03-02 19:48 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

科学家们提出了可以在负温度条件下浇注的纳米混凝土

远东联邦大学军事训练中心(俄罗斯符拉迪沃斯托克)的工程师与鲁丁大学的同事一起开发了一种含有纳米添加剂的混凝土混合物,用于高达10层楼的整体建筑。混凝土浇筑是可能的,在一个非常潮湿的气候和负温度到零下5摄氏度。考虑到这一点,已建成的建筑物在50年内都不需要大的更新。相关文章发表在《建筑与建材》杂志上。

低温浇筑混凝土是建筑行业面临的严峻挑战。如果混凝土中的水结冰,混凝土的流动性就会出现问题,这将影响混凝土的养护,并促进板内块的形成。在零下5度的温度下铸造已经需要特殊的技术。破坏其中一个会导致整体结构的特性降低,从而过早地恶化。

FEFU军事训练中心(MTC)的工程师和RUDN大学的同事们建议在混凝土混合物中加入特殊添加剂(超级增塑剂),这些添加剂的性能可以通过纳米技术得到改善。开发有助于保持混凝土结构在寒冷季节的强度和耐久性,而不是使施工过程更加昂贵。

“这种新型纳米混合物的特性符合土木工程的需要,通常超出了法规的要求。该混合物适用于在潮湿条件下铸造10层以下的民用建筑。这使得它适用于潮湿的大陆、季风和中等寒冷的气候。该混合料固化快,产生的混凝土板结构致密,无结块,孔隙比常规混凝土小。因此,破坏普通混凝土的水分无法渗透到新混凝土中。混凝土板的性能保持不变达50年之久。该研究的作者之一罗曼·费迪乌克中校解释道,他是费福MTC学院的教授,荣获第十三届全俄罗斯竞赛“2018年度工程师”的冠军。

这位科学家接着说,新的混凝土混合物,像以前的发展一样,包含更少的水泥,取而代之的是来自能源生产的灰和使混凝土环境友好的破碎砂的筛分。在此范围内,新掺合料的工艺性能与含高等级水泥的掺合料相同,提高了开发的经济效益。

工程师通过实验确定了改性添加剂的比例;之后,数学模型改进了计算。这种经过验证的混合物具有抗冻性,没有增加流动性,在低温下导致混凝土板内结块(离析)和铸件结构强度下降。此外,工程师在混合物中减少了40%的水,提高了混凝土板的强度和密度。由于纳米添加剂的加入和混凝土颗粒的附加研磨技术,使得纳米材料具有较高的密度和凝胶孔径。一种研磨机也被开发在FEFU。

这种新混合物已经进行了试车。经过实地调研,工程师们修建了一座五层的停车场。混凝土在自然条件下养护28天,温差在5 - 6度之间,养护结果符合国家标准。

作为添加剂,科学家们使用的成分在建筑行业早已广为人知,他们通过纳米颗粒改善了这些成分的性能。因此,他们通过二氧化硅的性能增强了萘甲醛树脂,得到的混凝土更坚固,同时保持了更长时间的操作特性。皂化木树脂和硝酸钠也是混合物的成分。

FEFU MTC是一所开发特种和土木工程智能复合材料的科学学校。学校的主要理念是设计类似于天然材料的人工材料。例如,混凝土应该具有天然石材的强度。这一理论是由俄罗斯建筑与建筑科学学院的通讯成员、V.G. Shukhov Belgorod国立技术大学的Valery Lesovik教授建立的geonics (geoimetics)理论在现代科学中占据了一席之地。来自莫斯科、喀山和俄罗斯远东的工程师们正在研究开发这种方法。新的混凝土设计符合geomimetis的原则,其最终目标是为舒适的人类环境设计新的材料。

在研究的下一阶段,科学家们计划开发一种混凝土混合物,用于在零下15摄氏度的低温下浇筑。

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