dr inż. Małgorzata Lelusz Politechnika Białostocka,Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
mgr inż. Natalia Stankiewicz Politechnika Białostocka,Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Autor do korespondencji e-mail : Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

DOI: 10.15199/33.2016.03.08

W artykule zaprezentowano potencjalne zastosowanie nanotechnologii w technologii betonu. Przedstawiono najczęściej stosowane nanocząstki i nanokompozyty. Jednym z nanomateriałów możliwych do wykorzystania w kompozytach cementowych są nanorurki węglowe, ale wykazują one tendencję do agregacji. W związku z tym bardzo istotne jest opracowanie odpowiedniego sposobu równomiernego rozmieszczenia nanododatku w masie materiału. W Politechnice Białostockiej prowadzone są badania, które mają na celu określenie wpływu nanorurek węglowych na właściwości zapraw cementowych oraz znalezienie metody ich równomiernej dyspersji w kompozycie cementowym. Przedstawiono wyniki badań wpływu nanowłókien na wytrzymałość zapraw. Nanomodyfikowane zaprawy przygotowywano z wykorzystaniem mieszadła magnetycznego. Nawet niewielka zawartość nanocząstek węglowych (rzędu 0,06% masy cementu) spowodowała wzrost wytrzymałości na zginanie o ok. 25%, natomiast wytrzymałość na ściskanie zwiększyła się nawet o ok. 35%.

Słowa kluczowe: nanotechnologia, nanocząstki, nanokompozyty, beton.

* * *

Potential use of nanotechnology in concrete technology

The potential use of nanotechnology in concrete technology is presented in the paper. The most often usage of nanoparticles and nanocomposites has been described.One of these nanomaterials which are possible to use in cement composites are carbon nanotubes. Unfortunately, they reveal their tendency to aggregation. That is why it is significant to elaborate the method of even nanoparticles distribution in compositemass.TheTechnical University in Bialystok is conducting some experiments with the aim of determining the impact of nanoparticles on cement mortars as well as to elaborate the methods of their even dispersion. The results of laboratory tests to investigate the influence of nanotubes on cement mortars strength are presented in the paper. Nanomodifiedmortarswere prepared using amagnetic stirrer. It has been noticed that adding even a small amount of nanoadditive (0,06% of the cementmass)would cause an increase in the flexural strength by approximately 25%and an increase in the compressive strength of about 35%, which is very high.

Keywords: nanotechnology, nanoparticles, nanocomposites, concrete.

 

Literatura

[1] Bahadori Hadi,Payam Hosseini. 2012. „Reduction of Cement Consumption by the Aid of Silica Nano-Particles (Investigation on Concrete Properties)”. Journal of Civil Engineering and Management (Volume 18, Issue 3): 416-425.
[2] Cuce Erdemi in. 2014. „Toward aerogel based thermal superinsulation in buildings: Acomprehensive review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews (34): 273-299.
[3] Czarnecki Lech. 2011 „Nanotechnologia w budownictwie”. Przegląd budowlany (1): 40-53.
[4] Czarnecki Lech. 2006. „Nanotechnologia – wyzwaniem inżynierii materiałów budowlanych”. Inżynieria i Budownictwo (9): 465-469.
[5] Czarnecki Lech, Krzysztof Kurzydłowski. 2012. „Nanomateriały budowlane”. Materiały Budowlane (5): 76-78.
[6] Czarnecki Lech, Harald Schorn. 2007. „Nanomonitoring of Polymer – Cement Concrete Microstructure”. International Journal of Restoration of Buildings and Monuments (3): 141-152.
[7] Danielewska Katarzyna, Anna Pszczółkowska, Tomasz Górecki. 2007. „Nanotechnologia w budownictwie”.Materiały Budowlane (2): 46-47.
[8] Dąbrowski Waldemar. 2004. „Nanocząstki – nowe zastosowanie dwutlenku tytanu”. Chemical Review (listopad).
[9] Gao Tao i in. 2014. „Aerogel-incorporated concrete:An experimental study”. Construction and Building Materials (52): 130-136.
[10] Jalal Mostafa i in. 2013. „Effects of fly ash and TiO2 nanoparticles on rheological, mechanical, microstructural and thermal properties of high strength self compacting concrete”. Mechanics of Materials (61): 11-27.
[11] Kelsall Robert W., Ian W. Hamley, Mark Geoghegan, red. przekładu Krzysztof Kurzydłowski. 2009. Nanotechnologie. Warszawa. Wydawnictwo Naukowe PWN.
[12] Kurzydłowski Krzysztof, Małgorzata Lewandowska redakcja naukowa. 2011.Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne. Warszawa.Wydawnictwo Naukowe PWN.
[13] Langer Jerzy J., Krzysztof Langer. 2009. „Mikro i nano – modyfikacje betonu”. Builder (8): 66-68.
[14] Langer Krzysztof, Jerzy J. Langer. 2010. „Nanotechnologiczny trend”. Builder (4): 42-45.
[15] Lelusz Małgorzata. 2014. „Carbon nanotubes influence on the compressive strength of cement composites”. Czasopismo Techniczne. Budownictwo. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej (Z. 1B): 5-11.
[16] Monteiro Paulo J.M. i in. 2009. „Characterizing the nano and micro structure of concrete to improve its durability”. Cement and Concrete Composites (Volume 31, Issue 8): 577-584.
[17] Nazari Ali i in. 2011. „Wpływ nano-Al2O3 na właściwości betonu z granulowanym żużlem wielkopiecowym”. Cement Wapno Beton (6): 311-322.
[18] Nazari Ali, Shadi Riahi. 2011. „Wpływ nanocząstek TiO2 na właściwości samozagęszczającego się betonu”. Cement Wapno Beton (3): 167-181.
[19] Pacheco-Torgal F., Said Jalali. 2011. „Nanotechnology: Advantages and drawbacks in the field of construction and buildingmaterials”. Construction andBuildingMaterials (Volume 25, Issue 2): 582-590.
[20] Pużak Tomasz i in., pod kierunkiemdr hab. inż.ZbigniewaGiergicznego.2012.Cement, kruszywa, beton w ofercie GRUPY GÓRAŻDŻE. Rodzaje, właściwości, zastosowanie. Chorula.
[21] Raki Laila i in. 2010. „Cement andConcrete Nanoscience and Nanotechnology”. Materials (3): 918-942.
[22] Rashad Alaa M. 2013. „A synopsis about the effect of nano-Al2O3, nano-Fe2O3, nano-Fe3O4 and nano-clay on some properties of cementitiousmaterials –Ashort guide forCivilEngineer”. Materials and Design (52): 143-157.
[23] Sanchez Florence, Konstantin Sobolev. 2010. „Nanotechnology in concrete – A review”. Construction and Building Materials (24): 2060-2071.
[24] Singh L. P. i in. 2013. „Beneficial role of nanosilica in cement based materials –Areview”. Construction and Building Materials (47): 1069-1077.
[25] Szyszka Jerzy. 2009. „Izolacje aerożelowe”. Izolacje IX: 34-35.
[26] van Broekhuizen F. A., J. C. van Broekhuizen. 2009. Nanotechnologie w budownictwie europejskim– stanwiedzy na rok 2009 – streszczenie. Amsterdam.
[27] Yakovlev Grigory i in. 2013. „Modification of Construction Materials with Multi-Walled Carbon Nanotubes”.ProcediaEngineering(57):407-413.
[28] Zipper Elżbieta. 2006. „Niezwykłe własności nanorurek węglowych”. Postępy fizyki. Tom 57 (3): 114-117.
[29] http://www.aerogel.org/?cat=39 (29.02.2016).
[30] http://www.drewno.pl/artykuly/7813,nano-infiltracja-nowa-metoda-modyfikacji-drewna.html (29.02.2016).
[31] http://www.nanosklep.pl/ (29.02.2016).

Otrzymano: 21.09.2015 r.

Przeczytaj cały artykuł >>

 

Materiały Budowlane 03/2016, str. 25-28 (spis treści >>)