Научная статья на тему 'Применение дисперсий многослойных углеродных нанотрубок при производстве силикатного газобетона автоклавного твердения'

Применение дисперсий многослойных углеродных нанотрубок при производстве силикатного газобетона автоклавного твердения Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
73
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Строительные материалы
ВАК
RSCI
Ключевые слова
МНОГОСЛОЙНЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ / ГАЗОБЕТОН АВТОКЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА / ГИДРОСИЛИКАТЫ КАЛЬЦИЯ / МОРФОЛОГИЯ НОВООБРАЗОВАНИЙ

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Яковлев Г. И., Первушин Г. Н., Корженко А., Бурьянов А. Ф., Керене Я.

Исследована микроструктура гидросиликатов кальция, формирующихся в межпоровых перегородках газобетона автоклавного твердения, модифицированного дисперсией МУНТ. Выявлено изменение морфологии новообразований и формирование гидросиликатов кальция повышенной основности, что привело к повышению физико-технических свойств автоклавного газобетона.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Яковлев Г. И., Первушин Г. Н., Корженко А., Бурьянов А. Ф., Керене Я.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Применение дисперсий многослойных углеродных нанотрубок при производстве силикатного газобетона автоклавного твердения»

УДК 691.332.5:539.2

Г.И. ЯКОВЛЕВ, Г.Н. ПЕРВУШИН, доктора техн. наук, Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова; А. КОРЖЕНКО, канд. техн. наук, Исследовательский центр корпорации «Аркема» (г. Лак, Франция); А.Ф. БУРЬЯНОВ, д-р техн. наук, Московский государственный строительный университет; Я. КЕРЕНЕ, д-р, профессор, Вильнюсский технический университет им. Гедиминаса (Литва); И.С. МАЕВА, канд. техн. наук, Д.Р. ХАЗЕЕВ, магистр, И.А. ПУДОВ, инженер, Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова; С.А. СЕНЬКОВ, канд. техн. наук, Пермский государственный национальный исследовательский политехнический университет

G.I. YAKOVLEV, Dr., G.N. PERVUSHIN, Doctors of Technical Sciences, Izhevsk Kalashnikov State Technical University (Russia); A. KORZHENKO, Candidate of Technical Sciences, Groupement de Recherche de Lacq, «Arkema» (France);

A.F. BURYANOV, Doctor of Technical Sciences, National Research University Moscow State University of Civil Engineering; JAX. KERIENE, Dr., Vilnius Gediminas Technical University, (Lithuania); I.S. MAEVA, Doctor of Technical Sciences, D.R. CHAZEEV, master, I.A.PUDOV, engineer, Izhevsk Kalashnikov State Technical University; S.A. SENKOV, Candidate of Technical Sciences, State National Research Politechnical University of Perm (Russia)

Применение дисперсий многослойных углеродных нанотрубок при производстве силикатного газобетона автоклавного твердения

Applying multi-walled carbon nanotubes dispersions in producing autoclaved silicate cellular concrete

Структурирование вяжущих матриц углеродными нанотрубками в бетонах как плотной [1], так и поризо-ванной структуры [2] показало высокую эффективность модификации строительных композитов нанострукту-рированными добавками. В статье зарубежных исследователей [3] показана возможность существенного изменения физико-механических свойств цементных бетонов добавками сверхмалых доз (0,006—0,042% от массы вяжущего), диспергированных многослойных углеродных нанотрубок. При этом значительное влияние на эффективность использования углеродных нанотрубок оказывают их геометрические параметры. В работе [4] показано, что использование многослойных углеродных нанотрубок с разным соотношением между их диаметром и длиной позволяет получить прирост прочности цементных паст до 269% в сравнении с контрольными образцами.

Известна работа литовских исследователей [5], в которой использовался нанодисперсный диоксид кремния для улучшения свойств автоклавных газобетонов. Эти же авторы [6] предложили для структурирования гидросиликатов кальция в газобетонах автоклавного твердения добавлять углеродное волокно, дополнительно активированное помолом. Ранее в работе [7] они установили, что введение углеродных волокон в количестве 0,3% повысило прочность при сжатии для газобетона средней плотностью 450 кг/м3 на 42%, прочность при изгибе на 143%. Авторы предположили, что разрушенная при помоле поверхность углеродных волокон является центром кристаллизации гидросиликатов кальция, а сформированная структура улучшенной кристалличности повысила не только механические характеристики, но и улучшила тепловое сопротивление изделий.

Приготовление и анализ водных дисперсий МУНТ. Повышение механических и теплофизических характери-

Structuring binding matrices with carbon nanotubes in concretes both dense [1] and porous structure [2] has shown the high efficiency of modifying construction composites with nanostructured additives. The article by foreign researches [3] shows the possibility of considerable change of physical and mechanical properties of cement concretes by means of adding ultra-small doses of dispersed multi-walled carbon nanotubes, up 0,006—0,042% of the mass of the binder. The geometric parameters of carbon nanotubes have a significant influence on the efficiency of their application. The work [4] shows that using multi-walled carbon nano-tubes with different ratio between their diameter and length provides the increase of strength of cement pastes up to 269% in comparison with the check samples.

There is a well-known work of the Lithuanian researchers [5] in which nanodispersed silicon dioxide was used to enhance the properties of autoclaved cellular concretes. The same authors [6] suggested adding carbon fiber additionally activated with grinding in order to structure calcium hydrosilicates in autoclaved cellular concretes. Earlier they established [7] that adding 0,3% of carbon fiber increases the compressive strength of cellular concrete with the average density of 450 kg/m3 by 42%, the bending strength by 143%. The authors assumed that the surface of carbon fiber destroyed while grinding is the center of crystallization of calcium hydrosilicates, and the formed structure with the enhanced crystallinity has improved not only its mechanical properties but the thermal resistance as well.

Preparation and analysis of aqueous MWCNT dispersions. The mechanical and thermophysical characteristics can be enhanced by means of modifying macro- and microstructure of autoclaved silicate cellular concretes by multi-walled carbon nanotubes dispersions. The task requires solving two problems which present the main condition for producing cellular concrete with the enhanced physical and technical properties.

февраль 2013

25

Доклады V Международной конференции

«Нанотехнологии для экологичного и долговечного строительства», 23—25марта, Каир

groups from Masterbatch CW 2-45 series: 200000 times

стик может быть достигнуто модификацией макро- и микроструктуры силикатных газобетонов автоклавной обработки дисперсиями многослойных углеродных нанотрубок. Для достижения поставленной задачи необходимо решить две проблемы, которые являются основным условием получения газобетона с улучшенными физико-техническими свойствами.

Первая проблема связана с получением устойчивой дисперсии многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) с максимальным разделением исходных гранул на дискретные волокна нанометровых размеров. Вторая проблема связана с равномерным распределением углеродных нанотрубок в объеме газобетонной смеси. Введение дисперсии должно обеспечивать непосредственный контакт углеродных нано-трубок с гидратирующим минеральным вяжущим, при этом МУНТ должны обеспечивать создание модифицированной структуры силикатного газобетона созданием центров кристаллизации кристаллогид-ратных новообразований.

Проблема получения устойчивой дисперсии на основе многослойных углеродных нанотрубок решалась использованием коммерческого продукта Masterbatch CW2-45 французской корпорации «Аркема». Продукт представляет гранулированную диспергированную смесь МУНТ в среде карбоксилметилцел-люлозы, содержащей 45% многослойных углеродных нанотрубок (рис. 1, а, б). Masterbatch CW2-45 при механическом перемешивании с водой превращается в малоустойчивую дисперсию с включениями частиц микрометровых размеров (рис. 2, а). Для достижения устойчивой дисперсии необходимо использование высокоскоростных смесителей роторного типа [8].

Приведенные на рис. 2, а данные дисперсионного анализа частиц были получены на лазерном анализаторе Horyba Analyzer LA-950, который способен определять размеры компактных непротяженных частиц, что привносит погрешности при установлении истинных размеров углеродных наночастиц в водной дисперсии.

Проведенный параллельно анализ дисперсий, полученных с использованием высокоскоростных смесителей на лазерном анализаторе CILAS 1090 Liquid, показал наличие в водной дисперсии кроме частиц в микрометровом диапазоне и частиц со средним размером 230 нм до 20% от всего объема. Анализ дисперсий МУНТ показал необходимую устойчивость в течение семи дней при приготовлениигазобетона в опытно-промышленных образцах изделий.

Структура и свойства модифицированного газобетона. Содержание модифицирующих многослойных углеродных нанотрубок принималось исходя из установленного значения при приготовлении цементных тяжелых бетонов [9] и соответствовало 0,006% от массы вяжущего. В пересчете на массу 1 м3 газобетона при расходе вяжущего 300 кг расход нанотрубок составил 18 г. Такая гомеопатическая доза МУНТ должна быть при этом равномерно

Рис. 1. Промышленные образцы углеродных нанотрубок с привитыми функциональными группами на основе карбоксилметилцеллюлозы из серии Masterbatch CW 2-45: а - общий вид; б - МУНТ при 200000-кратном увеличении

Fig. 1. Industrial samples of carbon nanotubes with grafted carboxymethyl cellulose-based functional

а - general view; б - MWCNTs at the magnification of

in volume / undersize

ON

m u

О со

a

100

80

60

40

20

1

10

Diameter, ^m

0 0,04

10

x (Diameter), ^m

Рис. 2. Результаты диспергации углеродных нанотрубок Masterbatch CW2-45: а - определенные на лазерном анализаторе Horyba Analyzer LA-950 (через четыре дня хранения средний диаметр частиц составляет 1198 нм); б - распределение частиц в дисперсии углеродных нанотрубок, определенное на лазерном анализаторе CILAS 1090 Liquid (через семь дней хранения) Fig. 2. Results of dispergation of «Masterbatch CW2-45» carbon nanotubes: a - determined with Horyba Analyzer LA-950 laser analyzer (after 4 days of keeping the average particle size is 1198 nm); б - distribution of particles in dispersion of carbon nanotubes determined with CILAS 1090 Liquid laser analyzer (after 7 days of keeping)

The first problem is connected with producing a stable MWCNTs dispersion with the maximum splitting of virgin granules into discrete nanosized fibers. The second problem concerns the uniform distribution of carbon nanotubes in cellular concrete mixture. Adding dispersion is supposed to provide the direct contact of carbon nanotubes with hydrat-ing mineral binder, while MWCNT are supposed to provide the modified structure of silicate cellular concrete by means of forming crystallation centers of crystalhydrate neofor-mations.

The problem of producing a stable MWCNTs-based dispersion was solved by means of «Masterbatch CW2-45» commercial product of «Arekma» French corporation. The product is a pelleted dispersed mixture of MWCNT in carboxy-methylcellulose medium with 45% of multi-walled carbon nanotubes (Fig. 1, a, б). Being mechanically mixed with water, «Masterbatch CW2-45» turns into an unstable dispersion with inclusions of micrometer particles (Fig. 2, a). In order to get a stable dispersion high speed rotor mixers are required [8].

The data of the dispersion analysis of the particles given in Fig. 2. a were obtained with Horyba Analyzer LA-950 laser analyzer that can determine the size of compact non-extended particles, which leads to some imprecision while assessing real sizes of carbon nanoparticles in aqueous dispersion.

б

распределена в объеме газобетонной смеси. Однородное распределение частиц во всем объеме приготовленной смеси газобетона достигалось при предварительном совместном смешивании алюминиевой суспензии и дисперсии МУНТ. Учитывая, что суспензия алюминиевой пудры готовится с использованием ПАВ в виде сульфанола, а дисперсия МУНТ включает карбоксиметилцеллюлозу, при перемешивании этих компонентов достигается получение однородной, не подвергающейся седиментации суспензии, которая вводится в газобетонную смесь при ее перемешивании в смесителе.

Сравнительный анализ макроструктуры пор в силикатном газобетоне показывает, что применение дисперсий МУНТ позволяет стабилизировать макроструктуру, при этом отмечается лучшая однородность пор по размерам, отсутствие перколяции пор (рис. 3, а, б), что неизбежно должно повлиять как на прочность, так и на теплотехнические характеристики газобетона.

Микроструктура контрольных образцов характерна повышенной неоднородностью структуры межпоровой перегородки (рис. 4, а, б), что приводит к их низкой прочности и соответственно к пониженной прочности изделий из газобетона (см. таблицу).

Исходя из снимков микроструктуры модифицированного газобетона можно предположить, что углеродные нанотрубки служат центрами кристаллизации гидросиликатов кальция в твердеющем газобетоне и стимулируют формирование структуры твердеющего известково-силикатного вяжущего с высокой кристалличностью в сравнении с бездобавочным контрольным образцом. Уплотнение и повышение кристалличности наблюдается в стенках пор (рис. 5, а), при этом наряду с кристаллическими образуются аморфные новообразования (рис. 5, б), дополнительно уплотняющие и упрочняющие стенки пор в газобетоне.

Проведенный анализ микроструктуры подтверждает ускорение гидратации известково-кремнеземистого вяжущего с последующим формированием плотных кри-

* С/

Я

-

zbr

^»aiji«'

ч

Ч;

- без дисперсии МУНТ;

Рис. 3. Макроструктура пор в газобетоне при 50-кратном увеличении: а -б - модифицированном дисперсией МУНТ Fig. 3. Pore macrostructure of cellular concrete at the magnification of 50 times: a - without MWCNTs dispersion; б - modified with MWCNTs dispersion

Рис. 4. Микроструктура межпоровой перегородки в контрольном образце газобетона: а - общий вид при 1000-кратном увеличении; б - фрагмент скола при 5000-кратном увеличении Fig. 4. Microstructure of interporous wall in the check sample of cellular concrete: a - general view at the magnification of 1000 times; б - spall fragment at the magnification of 5000 times

Рис. 5. Микроструктура газобетона, модифицированного дисперсией МУНТ: а - общий вид межпоровой перегородки при 1000-кратном увеличении; б - фрагмент микроструктуры со спутанно-волокнистыми новообразованиями при 10000-кратном увеличении Fig. 5. Microstructure of cellular concrete modified with MWCNTs dispersion: а - general view of interporous wall at the magnification of 1000 times; б - fragment of the microstructure with entangled fiber neoformations at the magnification of 10000 times

The parallel analysis of dispersions produced by means of high speed mixers with Liquid CILAS 1090 laser analyzer has shown the presence of up to 20% of medium-sized particles of 230 nm except the particles of a micrometer range in the aque-

Наименование изделия, дата заливки Denomination of product, date of casting Плотность в сухом состоянии, кг/м3 Density in the dry state, kg/m3 Прочность при сжатии в сухом состоянии, МПа Compressive strength in the dry state, MPa Коэффициент теплопроводности, Вт/(м.°С) Thermal-conductivity coefficient, Watt/(m.°C)

Изделие с нанотрубками Product with nanotubes На филиале ЗЯБ № 822 In the branch of Cellular Concrete Plant № 822 Изделие с нанотрубками Product with nanotubes На филиале ЗЯБ № 822 In the branch of Cellular Concrete Plant № 822 Изделие с нанотрубками Product with nanotubes На филиале ЗЯБ № 822 In the branch of Cellular Concrete Plant № 822

Блок D500 13.06.2012 г. Block D500 13.06.2012 544 530 2,5 2,3 0,117 0,106

Панель Н 15-14-7т 22.11.2012 г. Panel Н 15-14-7т 22.11.2012 590 548 5 3,8 0,123 0,119

rj научно-технический и производственный журнал

M ® февраль 2013 27~

ДокладыIV Международной конференции

«Нанотехнологии для экологичного и долговечного строительства», 23—25марта, Каир

Рис. 6. Микроструктура газобетона, модифицированного углеродными нанотрубками: а - формирование новообразований повышенной плотности; б - комбинированная структура, включающая блоки пластинок гидроксида кальция, кристаллов гидросиликатов кальция и аморфные новообразования

Fig. 6. Microstructure of cellular concrete modified with carbon nanotubes: a -the forming of neoformations of increased density; б - a composite structure including blocks of calcium hydroxide plates, calcium hydrosilicate crystals and amorphous neoformations

Рис. 7. Новообразования аморфной структуры в газобетоне, модифицированном многослойными углеродными нанотрубками: а - частично закристаллизованный тоберморитовый гель; б - гидросиликаты кальция в сочетании с тоберморитовым гелем

Fig. 7. Neoformations of amorphous structure in cellular concrete modified with multi-walled carbon nanotubes: a - partially crystallized tobermorite gel; б - calcium hydrosilicates combined with tobermorite gel

Рис. 8. Микроструктура газобетона, модифицированного углеродными нанотрубками: а - фрагмент структуры межпоровой перегородки; б - углеродные нанотрубки (отмечены стрелкой), покрытые слоем гидросиликатов кальция

Fig. 8. Microstructure of cellular concrete modified with carbon nanotubes: a - fragment of interporous wall structure; б - carbon nanotubes (marked with the arrow) coated with a layer of calcium hydrosilicates

сталлических блоков (рис. 6, а), состоящих из пластинок гидроксида кальция. При этом образуется комбинированная структура, включающая блоки пластинок гидроксида кальция, игольчатых кристаллов гидросиликатов кальция, окутанных аморфными новообразованиями (рис. 6, б; 7, а и 8, а).

Роль аморфной структуры, которая отмечена при исследовании микроструктуры, сводится к двум действующим факторам: в процессе старения тоберморитовый гель кристаллизуется с формированием гидросиликатов кальция (рис. 8, б); в то же время аморфные новообразования уплотняют структуру межпоровых перегородок в газобетоне, повышая механическую прочность изделий.

Исследуемая структура включает также одиночные спутанные углеродные нанотрубки, покрытые слоем гидросиликатов кальция (рис. 7, б). Изменения морфо-

ous dispersion. The analysis of MWCNTs dispersions has shown the required stability within 7 days during the preparation of cellular concrete in the experimental industrial product samples.

Structure and properties of modified cellular concrete. The content of modifying multi-walled carbon nanotubes was taken up considering the set value for preparing cement heavy concretes [9] and was 0,006% of the mass of the binder. In terms of the mass of 1 m3 of cellular concrete at the consumption of 300 kg of the binder the consumption of nanotubes was 18 g. This homeopathic dose of MWCNTs should be uniformly distributed in the volume of cellular concrete mixture. The uniform distribution of particles in the prepared cellular concrete mixture was due to the preliminary mixing of aluminum suspension and MWCNTs dispersion. Taking into account the fact that aluminum powder suspension is prepared with the surfactant of sulphanol and MWNTs dispersion has carboxymethylcellulose, mixing these components provides a uniform not exposed to sedimentation suspension which is added in cellular concrete mixture while its stirring in a mixer.

The comparative analysis of pore macrostructure in cellular concrete shows that the use of MWCNTs dispersions stabilizes macrostructure, at the same time there is better uniformity of pores according to their size, a lack of pore "percolation" (Fig. 3, a, б), which inevitably affects both the strength and the thermotechnical properties of cellular concrete.

The microstructure of the check samples has the increased inhomogene-ity of the interporous wall structure (Fig. 4, a, б), which leads to their low strength and correspondingly to the decreased strength of products made from cellular concrete (Table).

The images of the microstructure of modified cellular concrete let us assume that carbon nanotubes serve as centers of crystallization of calcium hydrosilicates in hardening cellular concrete and stimulate the structure forming of hardening lime-silicate binder with high crystallinity in comparison with the plain check sample. Densification and increase of crystallin-ity are observed in the pore walls (Fig. 5, a), at the same time along with crystalline neoformations amorphous ones appear (Fig. 5, б) that provide additional densification and strengthening of the pore walls in cellular concrete.

The conducted analysis of the microstructure confirms the acceleration of hydration of silica-lime binder followed with the formation of dense crystalline blocks (Fig. 6, a) consisting of calcium hydroxide plates. At the same time a composite structure appear which includes blocks of calcium hydroxide plates, calcium hydrosilicate acicular crystals coated with amorphous neoformations (Fig. 6, б; 7, a and 8, a).

The role of amorphous structure noticed during the studying of the microstructure comes to two factors: during the aging process tobermorite gel crystallizes with calcium hydrosilicates formed (Fig. 8, б), at the same time amorphous neo-

логии новообразований приводят к существенному повышению механической прочности автоклавного газобетона, модифицированного сверхмалыми количествами нанотрубок (в пределах 0,006% от массы извест-ково-кремнеземистого вяжущего).

Модификация автоклавного газобетона дисперсией многослойных углеродных нанотрубок ускоряет процессы гидратации известково-кремнеземистых смесей при запарке в условиях автоклавной обработки.

В процессе формирования силикатного камня в межпоровых перегородках газобетона образуется комбинированная структура, включающая блоки пластинок гидроксида кальция, игольчатых и пластинчатых кристаллов гидросиликатов кальция, окутанных аморфными новообразованиями, которые способствуют увеличению площади контактов между кристаллами и снижению объема пор в структуре вяжущей матрицы.

Гидросиликаты кальция повышенной плотности формируют пространственный каркас, обеспечивающий создание автоклавного газобетона с улучшенными физико-техническими свойствами: повышение прочности изделий на сжатие достигает более 30%, обеспечивается более однородная, равномерная по размерам структура пор без перколяции и схлапывания.

Ключевые слова: многослойные углеродные нанотруб-ки, газобетон автоклавного производства, гидросиликаты кальция, морфология новообразований.

Список литературы

1. Яковлев Г.И., Первушин Т.Н., Пудов И.А., Дулесо-ва И.Г., Бурьянов А.Ф., Сабер М. Структуризация цементных вяжущих матриц многослойными углеродными нанотрубками // Строительные материалы. 2011. № 11. С. 22-24.

2. Yakovlev G., Kerien Ja., Plechanova T., Krutikov V. Nanobewehrung von Schaumbeton. Beton- und Stahlbetonbau, Vol. 102, Is. 2 , 2007. Pp. 120-124.

3. Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete — a review. Construction and Building Materials 2010;24(11):2060—71.

4. Abu Al-Rub, R.K., Ashour A.I., Tyson B.M. On the aspect ratio effect of multi-walled carbon nanotube reinforcements on the mechanical properties of cementitious nanocomposites. Construction and Building Materials.Vol. 35, 2012. Pp. 647—655.

5. Laukaitis A, Keriene J, Kligys M, Mikulskis D, Lekunai-te L. Influence of amorphous nanodispersive SiO2 additive on structure formation and properties of autoclaved aerated concrete. Mater Sci (Medziagotyra) 2010;16(3):257—63.

6. Laukaitis A, Keriene J, Kligys M, Mikulskis D, Lekunai-te L. Influence of mechanically treated carbon fibre additives on structure formation and properties of autoclaved aerated concrete. Construction and Building Materials 26 (2012) 362—371.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. Laukaitis A., Keriene J., Mikulskis D., Sinica M., Sezemanas G. Influence of fibrous additives on properties of aerated autoclaved concrete forming mixtures and strength characteristics of products. Construction and Building Materials 23 (2009) 3034—42.

8. ЯковлевГ.И., Первушин Т.Н., Корженко А., БурьяновА.Ф., Пудов И.А., Лушникова А.А. Модификация цементных бетонов многослойными углеродными нанотрубками // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 47—51.

9. Korzhenko A., Havel M., Gaillard P., Yakovlev G.I., Pervuchin G.N., Oreshkin D.V. Procede D'introduction de nanocharges carbonees dans un inorganique durcissable. Patent № 2 969 143. C 04 B 16/12 (2012.01), C 04 B 28/00. Bulletin 12/25 pub. 22.06.12.

formations densify the structure of interporous walls in cellular concrete increasing the mechanical strength of products.

The structure under study also includes single entangled carbon nanotubes coated with a layer of calcium hydrosilicates (Fig. 7, б). The changes in the morphology of neofor-mations lead to a significant increase of the mechanical strength of autoclaved cellular concrete modified with ultrasmall amount of nanotubes (within 0,006% of the mass of the lime-silica binder).

Modifying autoclaved cellular concrete with multi-walled carbon nanotubes dispersion accelerates the hydration processes of lime-silica mixtures while steaming during autoclave treatment.

In the lime stone formation process a composite structure is formed in interporous walls of cellular concrete, which includes blocks of calcium hydroxide plates, acicular and plate crystals of calcium hydrosilicates coated with amorphous neoformations that facilitate the increase of the contact area between the crystals and the decrease of the pore volume in the binding matrix structure.

Calcium hydrosilicates of the increased density form a space frame that provides autoclaved cellular concrete with the enhanced physical and technical properties: the compressive strength of products exceeding 30% and a homogeneous uniform in size pore structure without percolation or collapsing.

Keywords: multi-walled carbon nanotubes, autoclaved cellular concrete, calcium hydrosilicates, morphology of neoformations.

Reference

1. Yakovlev G.I., Pervushin G.N., Pudov I.A., Dulesova I.G., Buryanov A.F., Saber M. Structuring cement binding matrices with multi-walled carbon nanotubes // (2011), Stroitel'nye Materialy (Construction materials), (11), P. 22—24.

2. Yakovlev G, Kerien Ja., Plechanova T., Krutikov V. Nanobewehrung von Schaumbeton. Beton- und Stahlbetonbau, Vol. 102, Is. 2 , 2007. Pp. 120-124.

3. Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete — a review. Construction and Building Materials 2010;24(11):2060—71.

4. Abu Al-Rub, R.K., Ashour A.I., Tyson B.M. On the aspect ratio effect of multi-walled carbon nanotube reinforcements on the mechanical properties of cementitious nanocomposites. Construction and Building Materials. Vol. 35, 2012. Pp. 647—655.

5. Laukaitis A, Keriene J, Kligys M, Mikulskis D, Lekunai-te L. Influence of amorphous nanodispersive SiO2 additive on structure formation and properties of autoclaved aerated concrete. Mater Sci (Medziagotyra) 2010;16(3):257—63.

6. Laukaitis A, Keriene J, Kligys M, Mikulskis D, Lekunai-te L. Influence of mechanically treated carbon fibre additives on structure formation and properties of autoclaved aerated concrete. Construction and Building Materials. 26 (2012). Pp. 362—371.

7. Laukaitis A., Keriene J., Mikulskis D., Sinica M., Sezemanas G. Influence of fibrous additives on properties of aerated autoclaved concrete forming mixtures and strength characteristics of products. Construction and Building Materials. 23 (2009). Pp. 3034—42.

8. Yakovlev G.I., Pervushin G.N., Korzhenko A., Burya-nov A.F., Pudov I.A., Lushnikova A.A. Modifying cement concretes with multi-walled carbon nanotubes // (2011), Stroitel'nye Materialy (Construction materials), (2), Pp. 47—51.

9. Korzhenko A., Havel M., Gaillard P., Yakovlev G.I., Pervuchin G.N., Oreshkin D.V. Procede D'introduction de nanocharges carbonees dans un inorganique durcissable. Patent № 2 969 143. C 04 B 16/12 (2012.01), C 04 B 28/00. Bulletin 12/25 pub. 22.06.12.

h] ®

февраль 2013

29

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.