CC BY
58УДК 658.26
Гиниятова Ю.А.
магистрант
Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова (Россия, г. Пермь)
Пугин К.Г.
д-р. техн. наук, проф.
Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова (Россия, г. Пермь)
СОВРЕМЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ, РАЗВИТИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация: в статье представлен анализ развития достижений в области нанотехнологий. Нана-материалы и нанотехнологии вызвали значительный научный интерес из-за нового потенциального использования частиц в нанометровом масштабе и, следовательно, были использованы большое количество средств и усилий. Несмотря на то, что строительные материалы могут составлять лишь небольшую часть этих общих усилий, они могут принести огромные выгоды и вклады в области технологических достижений. Хотя сегодня общая доля рынка нанопродукции для строительства невелика и предполагается, что она будет применяться на нынешних рынках.
Ключевые слова: нанотехнологии, наноматериалы, строительство, строительные материалы.
Введение
Последние два десятилетия постепенно сформировывалась одна из самых активных сфер науки и полезного применения - нанотехнология. Целью этого направления стало выявление особенных характеристик наноматериалов и нанотехнологий, а далее применение этих характеристик в жизни. Было продемонстрировано, что нанотехнологически созданные продукты могут решить многие текущие проблемы строительства путем применения исследований, позволяющих улучшить характеристики строительных материалов, таких как стекло, сталь, бетон, изоляционные материалы и т.д.
В работе новые строительные материалы обеспечивают улучшенные эксплуатационные характеристики и облегчают монтаж. Использование таких строительных материалов улучшает качество жизни людей путем уменьшения загрязнения, энергосбережению и ряду других свойств.
Основные направления исследований в строительном материаловедении
Создание высокотехнологичных конструкционных материалов. Исследования ведутся в области наноструктурной модификация традиционных и новых строительных материалов: стали и других металлов, керамики и стекла, полимеров, цементов и бетонов, а также композитных материалов. Разработка нанопокрытий различного функционального назначения. В арсенале исследователей: функциональные тонкие пленки и нанопокрытия, многократно повышающие качества материалов — оптические и тепловые свойства, долговечность, истираемость, сопротивляемость воздействиям, обеспечивающие самоочищаемость, препятствующие нанесению надписей на стенах и т.д. Сегодня особое значение приобрели вопросы сейсмостойкости, способность выдерживать различные природные катаклизмы. Важное направление работ — мониторинг зданий и конструкций на предмет их стойкости и долговечности. Экология, безопасность, энергосбережение и комфорт Направления исследований: новые топливные ячейки,
энергоэффективное освещение, специальная изоляция и застекление, самоочистка, и самовосстановление [3].
Использование нанотехнологичного сырья для строительной индустрии
Наука о нанотехнологиях молода, однако, сами агрегаты и объекты, имеющие наноразмеры, существовали на Земле столько же, сколько существует на планете жизнь. Так, было доказано, что исключительные механические свойства таких биоматериалов, как кости или раковины моллюсков объясняются присутствием нанокристаллов соединений кальция. Например, нанокомпозитный по своей сути материал раковин моллюсков, называемых морскими ушками, состоит из наноразмерных частиц карбоната кальция, связанных между собой клеящим составом на основе смеси белков.
Самые прогрессивные последние достижения — это синтез новых форм углерода: фуллерен (С60) и углеродные нанотрубки. Изменения свойств за счет применения наномодификаторов делают возможным успешное развитие улучшенной каталитической способности, регулируемой чувствительности к определенной длине волны, разработку улучшенных пигментов и красок со свойствами самоочищения и самовосстановления. Нана-частицы используют для улучшения механических свойств пластиков и резин, они помогают достичь повышения прочности режущих инструментов и повышения гибкости керамических материалов.
Грядущие проблемы нанотехнологий
В то время как строительные изделия на основе нанотехнологий предоставляют много преимуществ для процесса проектирования и строительства, производство этих изделий, однако, требует много энергии. Таким образом, необходимо и срочно регулировать строительство и связанные с ним характеристики в соответствии с принципами устойчивого развития. Необходимы дополнительные исследования и практические усилия, чтобы строительные проекты могли быть устойчивыми и экономили энергию,
сокращали использование ресурсов и избегали ущерба окружающей среде. Необходимо создать систему идентификации экологически чистых и устойчивости строительных наноматериалов и избежать использование вредных материалов в будущем.
Заключение
В то время как строительные изделия на основе нанотехнологий предоставляют много преимуществ для процесса проектирования и строительства, производство этих изделий, однако, требует много энергии. Кроме того, нанотрубки могут вызывать проблемы с лёгкими у строителей. Другими словами, это создает экологическую проблему и для строительной отрасли. Поскольку строительная отрасль активно учувствует в экономическом развитии, то потребляет большое количество ресурсов и энергии, ее влияние на окружающую среду значительным. Таким образом, необходимо и срочно регулировать строительство и связанные с ним характеристики в соответствии с принципами устойчивого развития. Необходимы дополнительные исследования и практические усилия, чтобы строительные проекты могли быть устойчивыми и экономили энергию, сокращали использование ресурсов и избегали ущерба окружающей среде. Необходимо создать систему идентификации экологически чистых и устойчивости строительных наноматериалов и избежать использование вредных материалов в будущем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Гусев Б.В. Проблемы создания наноматериалов и развития нанотехнологий в строительстве // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. М.: ЦНТ «НаноСтроительство». 2009. №2. С. 5-10. URL: http // www.nanobuild.ru (дата обращения: 15.01.2010).
2. Ивасышин Г.С. Научные открытия в микро и нанотрибологии. Феноменологические основы квантовой теории трения // Нанотехнологии в
строительстве: научный Интернет-журнал. М.: ЦНТ «НаноСтроительство». 2010. № 4. С. 70-86. Гос. регистр. № 0421000108. URL: http://www.nanobuild.ru (дата обращения: 22.10.2010).
3. Фаликман В.Р., действительный член РИА, профессор МГСУ// http: //www.rusnanonet.ru
4. Р. А. Андриевский, «Конференция по наноструктурным материалам NANO-2012» // «Российские нанотехнологии», Том 7, № 11-12, ноябрь-декабрь 2012 г.
5. ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам.
6. ГОСТ Р 2.105-2019 Общие требования к текстовым документам
7. www.nanometer.ru - информационный сайт, посвященный нанотехнологиям;
8. www.nauka.name - научно-популярный портал;
9. www.nanoj ournal .ru - российский электронный «Наножурнал».
Giniyatova Yu.A.
master's student Perm State Agrarian and Technological University named after Academician D.N. Pryanishnikov (Russia, Perm)
Pugin K.G.
Doctor of Technical Sciences, professor. Perm State Agrarian and Technological University named after Academician D.N. Pryanishnikov (Russia, Perm)
MODERN BUILDING MATERIALS & TECHNOLOGIES, DEVELOPMENT OF NANOTECHNOLOGY IN PRODUCTION OF BUILDING MATERIALS
Abstract: the article presents an analysis of the development of achievements in the field of nanotechnology. Nanomaterials and nanotechnology have aroused considerable scientific interest due to the new potential use of particles at the nanometer scale and, consequently, a large amount of funds and efforts have been used. While building materials may represent only a small part of this overall effort, they can bring huge benefits and contributions in the field of technological advances. Although today the total market share of nanoproducts for construction is small and it is assumed that it will be used in the current markets.
Keywords: nanotechnology, nanomaterials, construction, building materials.
