Создание высококачественных композитов строительного назначения с комплексом улучшенных характеристик имеет большое значение для расширения области их практического применения. Нанотехнологии являются одним из перспективных направлений в совершенствовании структуры и свойств строительных материалов. Представлены результаты экспериментального исследования по применению углеродных наноматериалов в качестве модифицирующего агента композитов строительного назначения с целью оценки влияния углеродных наноструктур на физико-механические характеристики легкого бетона. Предлагается решение проблемы равномерного распределения углеродных нанотрубок в матрице композита за счет введения дисперсии углеродных нанотрубок в воду затворения, после ультразвуковой обработки. Результаты испытаний физико-механических свойств композита показали увеличение прочности легкого бетона на сжатие на 68%, а также снижение водопоглощения и пористости. Обнаружено, что диспергированные УНТ улучшают пористую структуру цементной матрицы, обеспечивая дополнительные центры зародышеобразования для формирования кристаллогидратов силиката кальция, что приводит к более плотной микроструктуре. Наблюдается различие в размере пор и распределении пор в немодифицированном и модифицированном легком бетоне, в котором структура более организована. Выявлено, что даже незначительное содержание УНТ (Таунит) (0.0004-0.0012%) от массы цемента может влиять на микроструктуру пор и свойства композита и, соответственно, значительно улучшает физико-механические характеристики легкого бетона.

Nanotechnology is one of the promising directions in improving the structure and properties of building materials. The paper presents the results of an experimental study on the use of carbon nanomaterials as a modifying agent for building composites with the aim of assessing the effect of carbon nanostructures on the physicomechanical characteristics of lightweight concrete. We propose a solution for the uniform distribution of carbon nanotubes in the composite matrix by introducing a dispersion of carbon nanotubes into the mixing water after ultrasonic treatment. The test results of the physicomechanical properties of the composite showed an increase in compressive strength of lightweight concrete by 68%, as well as a decrease in water absorption and porosity. The dispersed CNTs were found to improve the porous structure of the cement matrix, providing additional nucleation centers for the formation of calcium silicate crystalline hydrates, which leads to a denser microstructure. There is a difference in pore size and pore distribution in unmodified and modified lightweight concrete, in which the structure is more organized. It was revealed that even an insignificant concentration of CNTs (Taunit) (0.0004-0.0012%) in proportion to the total weight of cement can affect the pore microstructure and the properties of the composite and, accordingly, significantly improve the physicomechanical characteristics of lightweight concrete.

Материаловедение. Энергетика. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Материаловедение. Энергетика. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020 -. Т. 26, № 2, 2020. — 1 файл (10,3 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j20-67.pdf>.