Технология наномодифицированных сухих строительных смесей

Наномодифицированные сухие строительные смеси - это смеси, содержащие различные функциональные добавки ультра- и наноразмеров, причем в значительно меньшем количестве, которые в значительной степени улучшают основные свойства готовых изделий.

Наномодифицирование в технологии ССС подразумевает применение наномодифицированных порошков хотя бы одного из используемых минеральных вяжущих (гипсовых, известковых). Основное достоинство использования наномодифицированных порошков вяжущих - повышение прочности конечных изделий, хотя при этом возможно существенное увеличение и других важных показателей (в первую очередь - повышение водостойкости).

Основные факторы, препятствующие в настоящее время повсеместному широкому внедрению технологии наномодифицированных сухих строительных смесей:

  • - значительная дороговизна модификаторов;
  • - зависимость от импортных поставок;
  • - относительно высокий расход модификаторов (до 15 %), причем только для решения одной из задач (например, гидроизоляции).

Кроме того в индустрии ССС основное внимание уделяется созданию новых и совершенствованию имеющихся модификаторов на основе эфиров крахмала и целлюлозы, которые малоэффективны по ряду причин. Прежде всего, частицы минеральных вяжущих (известь, цемент или гипс), а также присутствующие в смеси наполнители при замесе с водой покрываются «клеевой» пленкой, которая в той или иной степени сдерживает и замещает их рабочие возможности, превращая значительную часть вяжущего в дополнительный наполнитель.

Технология наномодифицированных сухих строительных смесей аналогична технологии обычных ССС и состоит из тех же основных стадий:

  • - тонкое измельчение компонентов;
  • - дозировка модификатора;
  • - перемешивание до получения гомогенной массы.

Блок-схема производства наномодифицированных ССС на основе гипсовых и известковых вяжущих представлена на рис. 2.39.

Стадия перемешивания компонентов до образования гомогенной массы ССС при кажущейся своей простоте является одной из наиболее сложных. При этом возможны 2 основных варианта:

  • - предварительное смешение компонентов модификаторов с вяжущими и последующее перемешивание с песком;
  • - смешение песка с вяжущими и последующее перемешивание с наномодификаторами.
Блок-схема получения наномодифицированных ССС

Рис. 2.39. Блок-схема получения наномодифицированных ССС

Технология наномодификации известковых вяжущих нанобиоактиваторами - пример использования биомодификаторов, изготовленных из природных биокомпонентов. Основной целью при этом, наряду с увеличением прочности изделий, является достижение пожизненного противодействия их различным видам плесени.

Основные достоинства биомодификаторов - экологичность, низкая стоимость, низкая потребность. Так, например, нанобиомодификатор БэСТ позволяет в небольших концентрациях (0,4-2,3 % - в зависимости от назначения изделий) существенно увеличить прочность изделий.

Принцип действия биомодификаторов заключается в том, что они в присутствии воды «включают» механизм саморегенерации дефектов изделий, образующихся в результате внешнего разрушающего воздействия природной или искусственной среды, и в конечном итоге приводят к восстановлению «кожного» покрова. Эффект саморегенерации заимствован у моллюсков, т.к. материал их раковин состоит из наноразмерных частиц СаСОз, связанных между собой клеящим составом на основе смеси белков, и такой тип наноструктур обеспечивает чрезвычайно высокую прочность раковины, а также блокирование возникающих трещин.

Изделия с трещиной (или даже расколотое), например, полученные затворением известково-цементной ССС, при помещении в них воду в начальный момент впитывают воду в микротрещины, но через некоторое время эти микротрещины «залечиваются».

Опыт «заживления» дефектов заключается в следующем: чашу, изготовленную из известково-цементной смеси, сначала раскалывают пополам, затем аккуратно складывают эти половинки точно по линии раскола, привязывают (чтоб чаша не развалилась при наполнении водой) и наполняют водой (рис. 2.40).

Демонстрация эффекта «заживления» поврежденного изделия, изготовленного из известково-цементной смеси

Рис. 2.40. Демонстрация эффекта «заживления» поврежденного изделия, изготовленного из известково-цементной смеси

При этом вода в начальный момент (10-15 мин) достаточно интенсивно просачивается через трещину (ее доливают в чашу). В последующие 5-7 ч штукатурная масса продолжает набирать необходимое количество влаги для процесса саморегенерации (при этом вода еще просачивается через трещину). В дальнейшем примерно через 30- 40 ч просачивание прекращается и целостность изделия полностью восстанавливается (на месте трещины остается лишь темное пятно и пограничный ореол). Опыт продолжался в течение года, причем даже при минусовых температурах, и при этом лед не разрывал чашу, а после таяния льда вода через трещину не просачивалась.

Технология наномодификации известковых вяжущих наночастицами серебра призвана решать проблему антигрибковой защиты зданий и сооружений. Данная проблема особенно остра в регионах с влажным климатом. Следует подчеркнуть, что при этом поражаются не только помещения, но и человеческий организм (в Санкт- Петербурге, например, грибковыми заболеваниями страдают ~ 20 % жителей), что ведет к ослаблению иммунитета, аллергическим реакциям и т.д.).

Отличительная особенность данной технологии заключается в том, что в известковые вяжущие вводят нанобиомодификаторы с наночастицами серебра размером 5-15 нм (серебро способно противостоять воздействию практически всех разновидностей патогенных микробов, вирусов и грибов, которых насчитывается около 700).

Серебро в ультадисперсном состоянии даже при естественной влажности генерирует Ag+-HOHbi, которые подавляют патогенные микроорганизмы (общеизвестно, что для развития грибков необходима более влажная среда). Следовательно, серебро изначально является эффективным антисептиком, и чем выше его концентрация, тем больше бактерицидный эффект (например, кишечная палочка при концентрации Ag+ ~ 0,05 мг/кг погибает через 2 ч, а при Ag+~0,5 мг/кг - через 20 мин).

Биомодифицированные сухие строительные смеси можно использовать для производства «экологических» стройматериалов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >