CC BY
12УДК 666.972:539.2
Г.И. ЯКОВЛЕВ1, д-р техн. наук (gyakov@istu.ru), И.С. ПОЛЯНСКИХ1, канд. техн. наук,
Г.Н. ПЕРВУШИН1, д-р техн. наук; Г. СКРИПКЮНАС2, профессор (gintautas.skripkiunas@vgtu.lt);
И.А. ПУДОВ1, канд. техн. наук, Е.А. КАРПОВА1, магистрант
1 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 Вильнюсский технический университет им. Гедиминаса (10223, Литовская Республика, г. Вильнюс, Саулетико, 11)
Структурная модификация новообразований в цементной матрице дисперсиями углеродных нанотрубок и нанокремнеземом
Комплексные нанодисперсные системы с использованием многослойных углеродных нанотрубок и нанодисперсного кремнезема оказывают существенное влияние на процессы гидратации, схватывания и твердения строительных композитов, в дальнейшем предопределяя их долговечность. Установлено, что основной эффект от модификации цементной матрицы в случае введения комплексных нанодисперсных систем обеспечивается за счет направленного воздействия на процессы гидратации и последующей кристаллизации новообразований. Отмечается, что при введении дисперсии углеродных нанотрубок совместно с нанодисперсным кремнеземом происходит структурирование вяжущей матрицы с образованием плотной бездефектной оболочки из кристаллогидратных новообразований по поверхности твердых фаз, обеспечивающей достижение прочной вяжущей матрицы в цементном бетоне.
Ключевые слова: углеродные нанотрубки, нанокремнезем, цементная матрица, кристаллогидратные новообразования.
G.I. YAKOVLEV1, Doctor of Sciences (Engineering) (gyakov@istu.ru), I.S. POLIANSKICH1, Candidate of Sciences (Engineering), G.N. PERVUSHIN1, Doctor of Sciences (Engineering); G. SKRIPKIUNAS2, Professor (gintautas.skripkiunas@vgtu.lt); I.A.PUDOV1, Candidate of Sciences (Engineering), E.A.KARPOVA1, Master Student
1 Kalashnikov Izhevsk State Technical University (7, Studencheskaya Street, Izhevsk, 426069, Russian Federation)
2 Vilnius Gediminas Technical University (Sauie tekio al. 11, 10223 Vilnius)
Structural Modification of New Formations in Cement Matrix Using Carbon Nanotube Dispersions and Nanosilica
Complex nanodispersed systems with multi-walled carbon nanotubes and nanodispersed silica have a significant impact on the processes of hydration, setting and hardening of construction composites predetermining their durability. Show that the main effect of the modification of cement matrix in the case of adding complex nanodispersed systems is provided by the directed influence on the processes of hydration and subsequent crystallization of new formations. It is noted that, carbon nanotube dispersion and nanosized silica being added, the binding matrix is structured forming a prefect dense shell from crystalline hydrate new formations on the surface of solid phases that provides strong binding matrix in cement concrete.
Keywords: : carbon nanotubes, nanosilica, cement matrix, crystalline hydrate new formations.
Углеродные нанотрубки (УНТ) впервые были синтезированы в 1952 г. (рис. 1) сотрудниками ИФХЭ РАН Л.В. Радушкевичем и В.М. Лукъяновичем [1]. Основные свойства УНТ систематически описаны Сумио Ииджимой, обнаружившим их в 1991 г. как побочный продукт синтеза фуллерена [2]. Авторами по оригинальной запатентованной [3] технологии были синтезированы углеродные нанотрубки (методика описана в статье [4]). Полученные наноструктуры использовались для модификации структуры ячеистого бетона неавтоклавного твердения, при этом было показано, что УНТ повышают прочность газобетона на 70%, одновременно отмечена стабилизация структуры пор по размерам и снижение средней плотности ячеистого бетона [5]. В дальнейших работах [6, 7] установлено: введение УНТ меняет не только структуру, но и состав гидросиликатов кальция (ГСК), формирующих основные показатели свойств цементных бетонов плотной структуры.
Гидросиликаты кальция — основные компоненты цементного камня на наноуровне, характер структуры которых является определяющим для показателей прочности и долговечности цементного бетона. Известны работы, в которых приводятся результаты исследований по изменению морфологии кристаллогидратов на основе гидросиликатов кальция за счет введения в состав твердеющей цементной матрицы нанодисперсных модификаторов на основе углеродных наносистем [8—10]. Используя нанодисперсный модификатор, можно управлять кинетикой взаимодействия между цементными минералами и водой затворения, влиять на состав и структуру ГСК, повысить степень поликонденсации кремнекис-
Carbon nanotubes (CNT) were first synthesized in 1952 (Fig. 1) by the members of Institute of Physical chemistry and Electrochemistry of Russian Academy of Sciences, L.V. Radushkevich and V.M. Lukyanovich [1]. The main properties of CNT were systematically described by Sumiolijima who discovered them in 1991 as a by-product of fullerene synthesis [2]. The authors of the given study have synthesized carbon nanotubes using an original technology presented in patent [3] the technique of which is described in article [4]. The produced nano structures were used to modify the structure of non-autoclaved cellular concrete. It was also shown that CNT increase the strength of aerated concrete by 70%, while the stabilization of the pore structure with their size and the decrease of the average density of aerated concrete are noted [5]. Further studies [6, 7] found that adding CNT changes not only the structure but also the composition of calcium hydrosilicates (CHS) that form the main values of the properties of dense cement concrete.
Calcium hydrosilicates are the main components of cement hydration at the nanoscale. The nature of their structure determines the values of strength and durability of cement concrete. There are some works which present the results of the studies of the changes in the morphology of crystalline hydrates based on calcium hydrosilicates due to adding nanodispersed modifiers based on carbon nanosystems to the hardening cement matrix [8—10].Using a nanodispersed modifier can control the kinetics of the interaction between cement minerals and mixing water, influence the composition and structure of CHS, increase the degree of polycondensation of silicon-oxygen anions of calcium hydrosilicates. Thus, in the process of modification of cement matrix with CNTs one of
16
научно-технический и производственный журнал
январь/февраль 2016
.■л ®
лородных анионов гидросиликатов кальция. Таким образом, при модификации цементной матрицы УНТ одним из основных вопросов является направленное регулирование процессов поликонденсации кремнекисло-родных анионов с целью усиления границ контактных зон и, таким образом, обеспечение повышения прочности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона.
В обзоре работ в области использования УНТ [11—13] отмечается, что большинство исследователей роль нано-трубок сводят к наноармированию структуры цементного камня, при этом приводятся микроструктуры, в которых присутствуют углеродные нанотрубки, находящиеся в физическом контакте с гидросиликатами кальция (ГСК) или располагающиеся в микротрещинах. Количество модифицирующих нанотрубок превышает 0,05% от массы вяжущего, что, по-видимому, связано с недостаточной диспергацией их, несмотря на использование различных методов диспергации и применение сурфак-тантов при приготовлении водных дисперсий.
Многие работы предполагают применение для модификации цементного бетона двух и более наноси-стем, при этом чаще всего в качестве второй добавки используется нанокремнезем [14—17], который за счет проявления синергетического эффекта от совместного использования с УНТ интенсифицирует процессы формирования ГСК, уплотняя структуру цементного камня. В то же время эти системы способны существенно изменять структуру межфазных границ в цементных композитах за счет кристаллизации новообразований ГСК по поверхности твердой фазы с формированием плотных оболочек, связывающих компоненты цементного бетона. При этом резко усиливается роль нано-кремнезема, который связывает гидроксид кальция с образованием ГСК, способствуя дополнительному уплотнению малосвязанных новообразований.
Таким образом, введение в состав бетона частиц на-норазмерного уровня позволяет управлять процессами гидратации и формирования структуры твердеющего цементного камня на наноуровне, обеспечивая направленное формирование макроструктуры для достижения необходимых показателей свойств бетона. В то же время не совсем ясна природа самоорганизации микроструктуры цементного бетона при введении наносистем, в особенности УНТ, обеспечивающей формирование высокопрочного цементного камня из первоначально малосвязанных между собой кристаллогидратных новообразований.
Многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) применялись в виде водной дисперсии «Vulvek 100» (ООО «Новый дом», г. Ижевск), приготавливаемой на основе премикса Graphistrength Masterbatch CW2-45 французской фирмы Arkema Group Со. Диспергация премикса, содержащего 55% карбоксилметилцеллюло-зы и 45% МУНТ, производилась в высокоскоростной бисерной мельнице-мешалке.
В качестве вяжущего использовался портландцемент марки ЦЕМ I 42,5Н ЗАО «Невьянский цемент-ник»; мелкий заполнитель — песок овражный Селычин-ского месторождения (Удмуртия), удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736; крупный заполнитель — щебень из дробленого речного гравия фракции 5/20 Камского месторождения, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 8267.
Аморфный высокодисперсный кремнезем представлял собой смесь, включающую 90% микрокремнезема МК-85 (г. Тула) со средним размером частиц 300 нм и 10% синтетического нанокремнезема Nanosilika (г. Каир) со средним размером частиц 15 нм.
Микроструктура полученных образцов исследовалась с помощью растровых электронных микроскопов JSM-7600F фирмы «JEOL» и PhenomG2 Pure.
Рис. 1. Углеродные нанотрубки, обнаруженные в 1952 г. сотрудниками ИФХЭ Л.В. Радушкевичем и В.М. Лукъяно-вичем [1]
Fig. 1. Carbon nanotubes found in 1952 by the members of Institute of Physical chemistry and Electrochemistry of Russian Academy of Sciences, L.V. Radushkevich and V.M. Lukyanovich [1]
the main issues is the directed regulation of the processes of polycondensation of silicon-oxygen anions in order to strengthen the borders of the contact areas and provide the increased strength, water- and frost-resistance of concrete.
In the review of the works about the use of CNTs [11—13] it is noted that most researchers limit the role of nanotubes to the nanoreinforcing of the hardened cement structure considering the microstructures containing carbon nanotubes, which are in physical contact with calcium hydrosilicates (CHS) or located in microcracks. The amount of the modifying nanotubes exceeds 0.05% of weight of the binder, which is apparently caused by their insufficient dispersing, despite using various dispersing methods and applying surfactants for aqueous dispersions.
A lot of works suggest using two or more nanosystems for the modification of cement concrete, nanosilica being used as the second additive in most cases [14—17], which due to the synergistic effect from being used with CNTs intensifies the processes of CHSs forming, densifying the structure of hardened cement. At the same time, these systems can significantly change the structure of the interphase boundaries in cement composites due to the crystallization of new CHS formations on the surface of the solid phase with the formation of dense shells that connect the components of cement concrete. This dramatically increases the role of nanosilica which binds calcium hydroxide to form CHS contributing to extra densifying of lowly cohesive new formations.
Thus, adding nano-sized particles to the concrete composition enables the control of the processes of hydration and formation of the hardening cement structure at the na-noscale, providing the directed formation of the required macrostructure to achieve the required properties of concrete. At the same time the nature of self-organization of the cement concrete microstructure is not clear, nanosystems being added, especially CNT that provide the formation of high-strength hardened cement from the originally lowly cohesive new crystalline hydrate formations.
Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were used as an aqueous dispersion of Vulvek 100 ("Novyy Dom", LLC (Izhevsk)) prepared on the basis of Graphistrength™ Masterbatch CW2-45 premix produced by Arkema Group Co.
научно-технический и производственный журнал
&
январь/февраль 2016 17
Рис. 2. Распределение многослойных углеродных нанотрубок в водной дисперсии: a - после обработки в высокоскоростной бисерной мельнице; b - после дополнительной обработки ультразвуком
Fig. 2. Distribution of multi-walled carbon nanotubes in aqueous dispersion: a - after processing in a high-speed bead mill, b - after additional ultrasound processing
Основной проблемой, от решения которой зависит дальнейшее продвижение технологий модификации цементных бетонов углеродными нанотрубками, является получение устойчивой дисперсии, способной длительное время не подвергаться расслаиванию за счет коагуляции УНТ. Она решается за счет диспергации УНТ в водных растворах поверхностно-активных веществ под воздействием ультразвука [9, 18]. Применение высокоскоростных бисерных мельниц позволяет улучшить диспергирование МУНТ и использовать получаемые дисперсии в промышленных масштабах [7], в то же время в такой дисперсии объем диспергированных нанотрубок не превышает 20—25%, остальной объем частиц находится в пределах нескольких микрометров (рис. 2, а). Дополнительная обработка этой дисперсии ультразвуком позволяет диспергировать нанотрубки до нанометровых размеров (средний размер частиц соответствует 25 нм). При этом, судя по среднему размеру частиц (рис. 2, Ь), происходит не только разделение нанотрубок, но и их разрушение, возможно и расслоение многослойных нанотрубок.
Анализ влияния дисперсии на механические показатели цементного камня в составе бетона показал повы-
о £ о. о. ■= Е
French company. The premix containing 55% of carboxy-methylcellulose and 45% of MWCNT was dispersed in a high-speed bead mill mixer.
The binder used was Portland cement of CEM I 42.5N JSC "Nevyansky Cementnik"; the fine aggregate — ditch sand from Selychinskoye deposit (Udmurtia) meeting the requirements of GOST 8736; coarse aggregate — crushed gravel from river gravel of 5/20 fraction meeting GOST 8267 from Kama deposit.
The amorphous finely-dispersed silica includes a mixture comprising 90% of microsilica MK-85 (Tula) with an average particle size of 300 nm and 10% of synthetic nanosilica Nanosilika (Cairo) with an average particle size of 15 nm.
The microstructure of the produced samples was studied with a scanning electron microscope JSM-7600F of JEOL and Phenom G2 Pure.
The main task, the solution of which determines further development of technology of cement concrete modification by means of carbon nanotubes, is to produce a stable dispersion that would not be broken down for a long time due to the CNT coagulation. This task is solved by dispersing CNTs in aqueous solutions of surfactants when exposed to ultrasound [9, 18]. Using high-speed bead mill can improve dispersing MWCNT and apply the produced dispersions on an
0,00125 0,0025 0,005
Содержание МУНТ, % от массы цемента Disperstion ratio, % from the weight of cement
Рис. 3. Прочность при сжатии цементного бетона, модифицированного дисперсией МУНТ: - приготовленной на высокоскоростном бисерном смесителе; ■ - после дополнительной обработки дисперсии в течение 20 мин ультразвуком
Fig. 3. Compressive strength of cement concrete modified with MWCNT: - dispersion produced with high-speed bead mixer; - after ultrasound processing of the dispersion for 20 min
Рис. 4. Схема структуризации цементного камня при модификации УНТ: a - распределение УНТ в цементном камне после затворения; b - структурирование граничных слоев; с - формирование пространственной упаковки из гСк. 1 - частицы цементного клинкера; 2 - углеродные нанотрубки, 3 - новообразования на основе ГСК; 4 - структурированные граничные слои
Fig. 4. Scheme of the structuring of the setcement modified with CNTs: a - distribution of CNT in the setcement after tempering; b - structuring of boundary layers; c - forming of the special packing from CHS; 1 - particles of cement clinker; 2 -carbon nanotubes; 3 - new formations based on CHS; 4 - structured boundary layers
b
научно-технический и производственный журнал Q' f^ >' Г г J 'j r! 'A r
18 январь/февраль 2016
шение прочности, которое находится в прямой зависимости от времени ультразвуковой обработки дисперсии (рис. 3, Ь). Проведенные исследования показывают, что концентрация нанотрубок в цементном камне может быть ограничена значениями 0,00125% от массы портландцемента, при этом показатели прочности цементного камня не будут уступать значениям, приведенным на рис. 3, а.
Учитывая разрушение многослойных УНТ при такой совмещенной технологии диспергации, необходима интерпретация повышения прочности цементной матрицы, так как традиционная ссылка на наноармирование цементной матрицы углеродными нанотрубками в данном случае становится недостаточно корректной. Основной эффект от модификации цементного камня в этом случае обеспечивается за счет структуризации кристалло-гидратных новообразований на основе ГСК. При этом посредством контактных взаимодействий структурированных граничных слоев формируются пространственные каркасные ячейки в структуре модифицированной матрицы. Большое число точечных контактов обеспечивает формирование предельно наполненной системы, в которой коллективный переход к сцеплению в ближнем порядке вызывает упрочнение структуры модифицированной вяжущей матрицы за счет образования пространственной упаковки ГСК (рис. 4). Таким образом, достигается получение плотной и прочной минеральной матрицы, обеспечивающей создание долговечного композиционного материала строительного назначения.
Поэтому необходимо обратить внимание на микроструктуру новообразований в затвердевшей цементной матрице, и прежде всего на морфологию и состав ГСК. При формировании цементного камня кристаллогидраты покрывают поверхность твердой фазы в составе цементного бетона тонким 3—10 мкм слоем новообразований плотной структуры (рис. 5, а), образуя высокопрочные оболочки, которые объединяют в каркас составляющие бетона. В случае «обнажения» углеродных нанотрубок при образовании усадочных трещин происходит интенсивное зарастание поверхности нанотрубок гидросиликатами кальция (рис. 5, Ь). Углеродные нанотрубки, таким образом, в определенных случаях способны обеспечивать «самозалечивание» трещин новообразованиями, кристаллизация которых стимулируется поверхностью нанотрубок.
Использование комплексной добавки, включающей наряду с дисперсией МУНТ микрокремнезем МК-85 со средним размером частиц 300 нм в сочетании с нано-кремнеземом Nanosilika со средним размером частиц 15 нм, приводит к уплотнению структуры цементного камня гидросиликатными новообразованиями в пространстве между структурированными оболочками, формирующимися в присутствии микрокремнезема в виде «гроздей» (рис. 5, с) и дополнительно уплотняющими вяжущую матрицу в составе цементного бетона. Формирование такой структуры проводит к существенному повышению прочности цементного в составе модифицированного бетона [19].
Таким образом, применение комплексных добавок, включающих многослойные углеродные нанотрубки и нанодисперсный кремнезем, существенным образом изменяет структуру цементного камня в модифицированном бетоне за счет направленной кристаллизации новообразований на основе гидросиликатов кальция, стимулируя их кристаллизацию поверхности твердофазных составляющих бетона. Выявлено, что при введении дис-
Рис. 5. Микроструктура цементной матрицы, модифицированной углеродными нанотрубками в цементном бетоне с новообразованиями плотной структуры: a - по поверхности кварцевого песка; b - углеродные нанотрубки в усадочной трещине, покрытые слоем гидросиликатов кальция; c - фрагмент микроструктуры с уплотняющими гроздеподобными новообразованиями Fig. 5. Microstructure of the cement matrix modified with carbon nanotubes in cement concrete with dense new formations: a - on the surface of quartz sand; b - carbon nanotubes in a shrinkage crack coated with calcium hydrosilicates; c - fragment of microstructure with a particle of nanosilica
meter size (the average particle size is 25 nm). Thus, according to the average particle size (Fig. 2, b), nanotubes do not only separate, but also are destructed and possibly broken down.
The analysis of the influence of dispersion on mechanical properties of set cement in the composition of fine concrete shows the increase in strength, which is in direct proportion to the duration of ultrasonic processing of dispersion (Fig. 3, b). The conducted studies show that the concentration of nano-tubes in the set cement matrix can be limited to 0.00125% from the weight of Portland cement, and the strength values of the hardened cement will not yield to the values shown in Fig. 3.
Taking into account the destruction of multi-walled CNTs with such combined dispersing technology, it is necessary to interpret the strength increase of the cement matrix as in this case the traditional reference to nano-reinforcing of the cement matrix by means of carbon nanotubes is not correct enough. The main effect of the modification of set cement in this case is provided by structuring the new crystalline hydrate formations based on CHS. At the same time due to the contact interactions of the structured boundary layers the spatial frame cells are formed in the structure of the modified matrix. A large number of point contacts ensure the formation of extremely filled system in which the collective transfer to adhesion in a short-range order leads to the hardening of the structure of the modified binding matrix due to the formation of spatial packing of CHS (Fig. 4). This leads to a dense and strong mineral matrix that provides durable composite material for construction purposes.
Therefore it is necessary to pay attention to the microstructure of the new formations in the set cement matrix and, above all, to the composition and morphology of CHS. In the process of cement hydration crystalline hydrates cover the surface of the solid phase in the composition of cement concrete with a thin layer of 3—10 microns of dense new formations (Fig. 5, a) forming high-strength shells that combine the components of concrete in a frame. Carbon nanotubes being denuded, in the case of formation of shrinkage cracks, the nanotube surface is overgrown with calcium hydrosilicates (Fig. 5, b). In certain cases carbon nanotubes can provide "self-healing" of cracks with new formations, crystallization of which is stimulated with nanotube surface.
Using an complex additive comprising MWCNT dispersion along with nanosilica leads to the densification of the structure of set cement in the space between the structured shells, new hydrosilicate formations appearing as clusters in the presence of silica fume (Fig. 5, c), and additionally den-sifying the binding matrix in the composition of cement concrete. Such structure leads to a significant increase in the cement strength in the composition of the modified concrete [19].
The research has found that the main effect of the modification of mineral binding matrices using complex nano-dispersed systems comprising MWCNT and nanosilica is ensured with the directed influence on the hydration pro-
научно-технический и производственный журнал
л. ® январь/февраль 2016 19
персии многослойных углеродных нанотрубок совместно с нанодисперсным микремнеземом обеспечивается структурирование вяжущей матрицы с образованием плотной бездефектной оболочки из гидратных новообразований по поверхности твердых фаз. Следовательно, основным фактором, повышающим характеристики цементных бетонов, модифицированных углеродными на-нотрубками в сочетании с нанокремнеземом, является структурная модификация гидросиликатов кальция как по составу, так и по морфологии новообразований.
Список литературы/References
1. Радушкевич Л.В., Лукъянович В.М. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте // Журнал физической химии. 1952. Т. 26. № 1. С. 88—95.
1. Radushkevich L.V., Lukyanovich V.M. On the structure of the carbon generated by the thermal decomposition of carbon monoxide in the iron contact. Journal of Physical Chemistry. 1952. Vol. 26. No. 1, pp. 88-95. (In Russian).
2. Iijima S. Helical microtubules ofgraphitic carbon. Nature. 1991. Vol. 354, p. 56.
3. Патент на изобретение RUS 2169699. Способ получения углеродметаллсодержащих наноструктур / Бабушкина С.Н., Кодолов В.И., Кузнецов А.П., Николаева О.А., Яковлев Г.И. Заявл. 24.05.1999. Опубл. 24.05.1999.
3. Patent for invention RUS 2169699. Sposob polucheniya uglerodmetallsoderzhashchikh nanostruktur [Method of producing carbon-and metal-containing nanostructures] / Babushkina S.N., Kodolov V.I., Kuznetsov A.P., Nikolaeva O.A., Yakovlev G.I. Declared 24.05.1999. Published 24.05.1999. (In Russian).
4. Кодолов В.И., Шабанова И.Н., Макарова Л.Г., Хохряков Н.В., Кузнецов А.П., Николаева О.А., Керене Я., Яковлев Г.И. Исследование структуры продуктов стимулированной карбонизации ароматических углеводородов // Журнал структурной химии. 2001. Т. 42. № 2. С. 215-219.
4. Kodolov V.I., Shabanova I.N., Makarova L.G., Khokhryakov N.V., Kuznetsov A.P., Nikolaeva O.A., Kerene J., Yakovlev G.I. Structure of the products of stimulated carbonization of aromatic hydrocarbons. Journal of Structural Chemistry. 2001. Vol. 42. No. 2, pp. 215-219.
5. Yakovlev G., Keriene J., Gailius A., Girniene I. Cement based foam concrete reinforced by carbon nanotubes. Materials Science. 2006. Vol. 12. No. 2, pp. 147-151.
6. Yakovlev G., Pervushin G., Maeva I., Keriene J., Pudov I., Shaybadullina A., Buryanov A., Korzhenko A., Senkov S. Modification of construction materials with multi-walled carbon nanotubes. Procedia Engineering.
2013. Vol. 57, pp. 407-413.
7. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Полянских И.С., Сеньков С.А., Пудов И.А., Мохамед A.E. Бетон повышенной долговечности для производства опор линий электропередачи // Строительные материалы.
2014. № 5. С. 92-94.
7. Yakovlev G.I., Pervushin G.N., Polyanskikh I.S., Senkov S.A., Pudov I.A., Mohamed A.E. Concrete of enhanced durability for production of pillars of power lines. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2014. No. 5, pp. 92-94. (In Russian).
8. Пономарев А.Н. Нанобетон - концепция и проблемы // Строительные материалы. 2007. № 7. С. 2-4.
8. Ponomarev A.N. Nanoconcrete - concept and challenges. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2007. No. 7, pp. 2-4. (In Russian).
9. Sobolkina A., Mechtcherine V., Khavrus V., Maier D., Mende M., Ritschel M., Leonhardt A. Dispersion of carbon nanotubes and its influence on the mechanical properties of the cement matrix. Cement and Concrete Composites. 2012. Vol. 34. Is. 10, pp. 1104-1113.
cesses and the subsequent crystallization of new formations. Have revealed that adding multi-walled carbon nanotubes dispersion together with nanodispersed silica provides the structuring of the binding matrix along with the perfect dense shell of hydrated new formations on the surface of solid phases. Consequently, the main factor increasing the characteristics of cement concrete modified with carbon nanotubes and nanosilicais the structural modification of calcium hydrosilicates concerning both the composition and the morphology of new formations.
10. Королев Е.В. Нанотехнология в строительном материаловедении. Анализ состояния и достижений. Пути развития // Строительные материалы. 2014. № 11. С. 47-79.
10. Koralev E.V. Nanotechnology in material science. Analysis of achievements and current state. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2014. No. 11, pp. 47-79. (In Russian).
11. Parveen S., Rana S., Fangueiro R. A review on nanomaterial dispersion, microstructure, and mechanical properties of carbon nanotube and nanofiber reinforced cementitious composites. Journal of Nanomaterials. Vol. 2013. Article ID 710175, 19 p.
12. Sasmal S., Bhuvaneshwari B., Iyer N.R. Can carbon nanotubes make wonders in civil/structural engineering? Progress in Nanotechnology and Nanomaterials. 2013. Vol. 2. Is. 4, pp. 117-129.
13. Vit Smilauer, Petr Hlavacek, Pavel Padevet. Micro-mechanical analysis of cement paste with carbon nanotubes // Acta Polytechnica. 2012. Vol. 52. No. 6, pp. 22-28.
14. Gesoglu M., Gûneyisi E., Asaad D.S., Muhyaddin G.F. Properties of low binder ultra-high performance cementitious composites: Comparison of nanosilica and microsilica. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 102, P. 1, pp. 706-713.
15. Hunashyall A., Banapurmath N., Jain A., Quadri S., Shettar A. Experimental investigation on the effect of multiwalled carbon nanotubes and nano-SiO2 addition on mechanical properties of hardened cement paste // Advances in Materials. 2014. Vol. 3. Is. 5, pp. 45-51.
16. Péter Ludvig, José M. Calixto, Luiz O. Ladeira, Ivan C.P. Gaspar. Using converter dust to produce low cost cementitious composites by in situ carbon nanotube and nanofiber synthesis. Materials. 2011. Vol. 4. Is. 3, pp. 575-584. Doi:10.3390/ma4030575.
17. Sakthieswarana N., Sureshb M. A study on strength properties for cement mortar added with carbon nanotubes and zeolite. International Journal оf Engineering and Computer Science. 2015. Vol. 4. Is. 6, pp. 12402-12406.
18. Jyoti Bharj, Sarabjit Singh, Subhash Chander, Rabinder Singh. Role of dispersion of multiwalled carbon nanotubes on compressive strength of cement. International Journal of Mathematical, Computational, Physical, Electrical and Computer Engineering. 2014. Vol. 8. No. 2, pp. 340-343.
19. Карпова Е.А., Мохамед Али Элсаед, Скрипкюнас Г., Керене Я., Кичайте А., Яковлев Г.И., Мацияускас М., Пудов И.А., Алиев Э.В., Сеньков С.А. Модификация цементного бетона комплексными добавками на основе эфиров поликарбоксилата, углеродных нанотрубок и микрокремнезема // Строительные материалы. 2015. № 2. С. 40-48.
19. Karpova E.A., Mohamed Ali Elsaed, Skripkiunas G., Keriene Ja., Kichaite A., Yakovlev G.I., Macijauskas M., Pudov I.A., Aliev E.V., Sen'kov S.A. Modification of œment œncrete by use of œmplex additives based on the polycarboxylate ether, carbon nanotubes and microsilica. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2015. No. 2, pp. 40-48. (In Russian).
20
научно-технический и производственный журнал
январь/февраль 2016
