Nanomodified cement composition

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The focus area of construction materials science is to create materials with better performance characteristics. The most common construction material is concrete that has various purposes. The development of the construction industry leads to the design of increasingly complex structures, whose construction requires high-performance concretes featuring greater reliability.Materials and methods. Reported research data on using various nano-modifying additives for concrete are presented. Co-using carbon nanotubes (CNT) and plasticizer SP-3, as well as adding the nano-modifying additive by the method of ultrasonic dispersion are proposed as a composite additive for concrete.Results. The results of a series of tests are presented. The tests were aimed at studying the effect of a composite additive on the strength characteristics of fine-grained concrete. An increase in the compressive strength of concrete modified with CNTs was detected. Electron microscopy was employed to find that the use of nanomaterials changes the structure of concrete at micro- and nano-scale levels.Conclusions. Electron microscopy studies show the presence of fine-grained concrete areas modified with carbon nanotubes. However, this nano-modifying additive does not spread throughout the entire mixture. Therefore, additional actions should be considered to make the components spread throughout the mixture. The use of different type of mixers can have a positive effect on the dispersion of CNTs.

About the authors

D. A. Lyashenko

Volgograd State Technical University (VSTU)

Email: dmitiry.lyashenko@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-6688-0293

V. A. Perfilov

Volgograd State Technical University (VSTU)

Email: vladimirperfilov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9196-7572

References

  1. Ashwini R.M., Potharaju M., Srinivas V., Kanaka Durga S., Rathnamala G.V., Paudel A. Compressive and flexural strength of concrete with different nanomaterials : a critical review // Journal of Nanomaterials. 2023. Vol. 2023. Pp. 1–15. doi: 10.1155/2023/1004597
  2. Паламарчук А.А., Шишакина О.А., Кочуров Д.В., Аракелян А.Г. Полимерные бетоны — перспективные строительные материалы // Международный студенческий научный вестник. 2018. № 6. С. 105. EDN YRRQLZ.
  3. Фахратов М.А., Евдокимов В.О., Бородин А.С. Перспективы применения наноструктурированного бетона в строительстве // Инженерный вестник Дона. 2018. № 3 (50). С. 124. EDN MIVHBZ.
  4. Енджиевская И.Г., Демина А.В., Енджиевский А.С., Дубровская С.Д. Оценка взаимодействия добавок в бетоне // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. Т. 24. № 3. С. 128–137. doi: 10.31675/1607-1859-2022-24-3-128-137. EDN WWWUVS.
  5. Ali Askari K.O., Singh V.P., Dalezios N.R., Crusberg T.C. Polymer concrete // International Journal of Hydrology. 2018. Vol. 2. Issue 5. doi: 10.15406/ijh.2018.02.00135
  6. Моисеева В.И., Пирогова Я.В., Тюменцев М.Е., Паньков П.А. Нанотехнологии в области производства строительных материалов // Инновации и инвестиции. 2019. № 11. С. 293–297. EDN UFODHQ.
  7. Dahlan A.S. Impact of nanotechnology on high performance cement and concrete // Journal of Molecular Structure. 2021. Vol. 1223. P. 128896. doi: 10.1016/j.molstruc.2020.128896
  8. Bhatta D.P., Singla S., Garg R. Microstructural and strength parameters of Nano-SiO2 based cement composites // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 46. Pp. 6743–6747. doi: 10.1016/j.matpr.2021.04.276
  9. Пименов А.И., Ибрагимов Р.А., Изотов В.С. Влияние углеродных нанотрубок и способа их введения на свойства цементных композиций // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2014. № 6 (666). С. 26–30. EDN SXHLNH.
  10. Пономарев А.Н. Высококачественные бетоны. Анализ возможностей и практика использования методов нанотехнологии // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 6 (8). С. 25–33. EDN NBMZNP.
  11. Самченко С.В., Земскова О.В., Козлова И.В. Стабилизация дисперсий углеродных нанотрубок при ультразвуковой обработке // Техника и технология силикатов. 2014. Т. 21. № 3. С. 14–18. EDN SNAVPH.
  12. Kopanitsa N.O., Demyanenko O.V., Kulikova A.A., Samchenko S.V., Kozlova I.V., Lukyanova N.A. Influence of activation methods on the structural and technological characteristics of nanomodified cement compositions // Nanotechnologies in Construction A Scientific Internet-Journal. 2022. Vol. 14. Issue 6. Pр. 481–492. doi: 10.15828/2075-8545-2022-14-6-481-492
  13. Галиновский А.Л., Моисеев В.А., Проваторов А.С., Осипков А.С., Яковлев Г.И. Разработка ультраструйной технологии получения суспензий с углеродными нанотрубками // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. № 11 (143). С. 37–43. EDN WXKSGP.
  14. Монина Т.А., Антонов И.И. Современные материалы и технологии в прототипировании. Нанотехнологии и наноматериалы // Декоративное искусство и предметно-пространственная среда. Вестник РГХПУ им. С.Г. Строганова. 2021. № 2–2. С. 20–28. EDN RPZZMQ.
  15. Андреев А.В., Давыдова Н.Н., Буренина О.Н., Петухова Е.С. Улучшение качества мелкозернистого бетона путем механоактивации цемента // Научный журнал КубГАУ. 2013. № 94. С. 451–460. EDN RUYCNX.
  16. Ибрагимов Р.А., Королев Е.В. Интенсификация процессов гидратации при механоактивации вяжущего // Фундаментальные основы строительного материаловедения : сб. докл. Междунар. онлайн-конгресса. 2017. С. 806–808. EDN YLPFNJ.
  17. Пименов С.И., Ибрагимов Р.А. Влияние механохимической активации цементной суспензии на физико-технические свойства цементных композиций // Фундаментальные основы строительного материаловедения : сб. докл. Междунар. онлайн-конгресса. 2017. С. 797–805. EDN MCDMRK.
  18. Ляшенко Д.А., Перфилов В.А., Весова Л.М. Мелкозернистый наномодифицированный бетон // Инженерный вестник Дона. 2022. № 10 (94). С. 369–378. EDN NKKAXY.
  19. Ляшенко Д.А., Перфилов В.А., Лукьяница С.В., Лупиногин В.В. Разработка состава наномодифицированного цемента // Инженерный вестник Дона. 2022. № 5 (89). С. 393–402. EDN AZQKTA.
  20. Usherenko S., Figovsky O. Superdeep penetration as the new physical tool for creation of composite materials // Advanced Materials Research. 2008. Vol. 47–50. Pp. 395–402. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMR.47-50.395' target='_blank'>www.scientific.net/AMR.47-50.395
  21. Figovsky O., Shapovalov L. New nonisocyanate polyurethane coatings // China Coatings Journal (CCJ). 2006. Issue 2. Pp. 49–58.
  22. Kudryavtsev B., Figovsky O., Egorova E. The use of nanotechnology in production of bioactive paints and coatings // J. Scientific Israel-Technological Advantages. 2003. Vol. 15. Pp. 209–215.
  23. Строкова В.В., Череватова А.В., Павленко Н.В., Мирошников Е.В., Шаповалов Н.А. Оценка эффективности применения наноструктурированного вяжущего при получении легковесных ячеистых композитов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. № 4. С. 48–51. EDN OXVZTH.
  24. Жерновский И.В., Осадчая М.С., Череватова А.В., Строкова В.В. Алюмосиликатное наноструктурированное вяжущее на основе гранитного сырья // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 38–41. EDN QCDQDD.
  25. Шестаков Н.И., Урханова Л.А., Буянтуев С.Л., Семенов А.П., Смирнягина Н.Н. Асфальтобетон с использованием углеродных наномодификаторов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. № 6. С. 21–24. EDN ULFTKT.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».