Nanobeton - Nanoconcrete

Dekorativní deska z nano betonu s High-Energy Mixing (HEM)
Dvouvrstvá dlažba, pigmentovaná vrchní vrstva z HEM nanobetonu

Nanobeton (také hláskováno nano beton nebo nano-beton) je forma beton který obsahuje portlandský cement částice, které nejsou větší než 100 μm[1] a částice oxidu křemičitého ne větší než 500 μm, které vyplňují dutiny, které by se jinak vyskytovaly v normálním betonu, čímž podstatně zvyšují pevnost materiálu.[2] Je to produkt vysokoenergetického míchání (HEM) cementu, písku a vody.

Úloha nanočástic

Začlenění ultrajemných částic do portlandsko-cementové pasty v betonové směsi mění vlastnosti a výkonnost betonu snížením prázdného prostoru mezi cementem a kamenivem ve vytvrzeném betonu. To zlepšuje pevnost, trvanlivost, smršťování a lepení k ocelovým výztužným prutům.[2]

Výroba

Aby bylo zajištěno, že míchání je dostatečně důkladné na to, aby vznikl nanobeton, musí míchačka aplikovat na směs celkovou směšovací sílu 30–600 wattů na kilogram směsi. Toto míchání musí pokračovat dostatečně dlouho, aby poskytlo síť specifická energie vynaloženo na mix nejméně 5 000 joulů na kilogram směsi.[Citace je zapotřebí ] a může být zvýšena na 30–80 kJ na kilogram. A superplastifikátor Potom se přidá k aktivované směsi, která se může později smíchat s agregáty obvyklým způsobem míchačka na beton. V procesu HEM zajišťuje intenzivní míchání cementu a vody s pískem rozptyl a absorpci energie směsí a zvyšuje smykové napětí na povrchu částic cementu. Ve výsledku se teplota směsi zvýší o 20–25 stupňů Celsia. Toto intenzivní míchání slouží k prohloubení procesu hydratace uvnitř cementových částic. Koloid velikosti nano Hydrát křemičitanu vápenatého Tvorba (C-S-H) se několikrát zvýšila ve srovnání s konvenčním mícháním. Obyčejný beton se tak transformuje na nanobeton. Počáteční přirozený proces hydratace cementu s tvorbou koloidních globulí o průměru asi 5 nm[3] se šíří do celého objemu matrice cement - voda, protože energie vynaložená na směs.[4]Kapalnou aktivovanou vysokoenergetickou směs lze samostatně použít k odlévání malých architektonických detailů a dekorativních předmětů, nebo napěnit (rozšířený ) pro lehký beton. HEM Nanoconcrete tvrdne za nízkých a nízkých teplot, protože kapalná fáze uvnitř nanopórů gelu C-S-H nezamrzá při teplotách od -8 do -42 stupňů Celsia.[5] Zvýšený objem gelu se zmenšuje kapilarita v pevných a porézních materiálech.

Reference

  1. ^ Tiwari, AK; Chowdhury, Subrato (2013). „Celkový pohled na aplikaci nanotechnologií ve stavebních materiálech“. Sborník z Mezinárodního sympozia o strojírenství za nejistoty: Posuzování a řízení bezpečnosti (ISEUSAM-2012). Cakrabartī, Subrata; Bhattacharya, Gautam. Nové Dillí: Springer Indie. str. 485. ISBN  978-8132207573. OCLC  831413888.
  2. ^ A b M. M. Saravanan *, M. Sivaraja (2016-05-10). „STUDIE A VÝVOJ VLASTNOSTÍ NANO-BETONU“. doi:10,5281 / zenodo.51258. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  3. ^ Raki, Laila; Beaudoin, James; Alizadeh, Rouhollah; Makar, Jon; Sato, Taijiro (2010). „Nanověda a nanotechnologie o cementu a betonu“. Materiály. 3 (2): 918–42. Bibcode:2010Mate .... 3..918R. doi:10,3390 / ma3020918. ISSN  1996-1944. PMC  5513515.
  4. ^ Fridman, Vladen (1. března 2018). "Nanobeton". Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  5. ^ R.A. Olson; et al. (1995). „Interpretace impedanční spektroskopie cementové pasty pomocí počítačového modelování. Část III Mikrostrukturální analýza zmrazené cementové pasty“. Journal of Materials Science. 30: 5081. doi:10.1007 / BF00356052. S2CID  136878872.