К сожалению, наша страна, несмотря на вышеописанные примеры достижений в области нанобетонов, несколько отстала в этой сфере от зарубежья. Так, в Европе 1 декабря 2007 г. был дан старт амбициозному исследовательскому проекту «UNACON» стоимостью 1,1 млрд евро, целью которого является разработка многофункциональных нанодобавок для бетонов. С этой целью сформирован синдикат научных и производственных предприятий. Координацию работ осуществляет «SF-Kooperation» из города Бремена. Партнерами синдиката являются два НИИ из Германии, университет из Австрии. Производственные предприятия представлены Европейским союзом малых и средних предприятий. Одним из необычных направлений в исследованиях этого синдиката является создание бетонов с самоочищающимися поверхностями, чего предполагается достичь с помощью наноразмерного диоксида титана рутильной модификации, который является фотокатализатором , способным окислять до углекислого газа и воды на своей поверхности при освещении солнечным светом частицы органических веществ, составляющих загрязнения, обычно оседающие на фасадах зданий.
Фотокатализатор способен окислять и молекулы таких веществ, как пары бензина, оксид углерода, альдегиды, - то, что выбрасывает в воздух автомобильный двигатель, и разрушать тела микроорганизмов. Таким образом, бетонная стена, содержащая наночастицы фотокатализатора, будет не только самоочищаться, но и оздоравливать воздух в населенном пункте.
На ряде европейских заводов производство бетонных изделий с фотокатализатором уже начато. Отметим, что в России с использованием таких фотокатализаторов налажено производство бытовых очистителей и обеззараживателей воздуха.
Такие фотокатализаторы также используются в производстве самоочищающихся стекол. Эти стекла используют для остекления небоскребов и других объектов, где очистка стекла традиционными методами затруднена. Основной частью самоочищающегося стекла является тонкое прозрачное покрытие из оксида титана наносимое на внешнюю поверхность стеклопакета. Покрытие работает благодаря зарядке частиц солнечными лучами, причем зарядка может происходить и при пасмурной погоде непрямыми солнечными лучами. Под действием ультрафиолетовых лучей и кислорода происходит химическая реакция, разлагающая органические загрязнения на поверхности стекла. Во-вторых, вода не собирается в капли, а растекается по стеклу, образуя тонкую пленку, и смачивает скопившуюся на поверхности грязь. Пленка легко соскальзывает с поверхности стекла и полностью смывает грязь, а затем быстро высыхает, не оставляя разводов.
Применение полимерных композиционных материалов в дорожном строительстве
Мобильные дорожные покрытия. Мобильные дорожные покрытия (МДП Р-ТЭК, МДП-Мобистек) (рис. 4,5,6) многоразового использования представляют собой полимерные изделия в виде плит с установленными на них замковыми устройствами, которые позволяют устраивать дороги и площадки любых типоразмеров. Их используют при строительстве временных проездов и площадок на слабых, обводненных участках местности и болотах 1 и 2 типов, обеспечивают проезд колесной и гусеничной техники общей массой до 100 т.
Рис. 4. Мобильные дорожные покрытия МДП-МОБИСТЕК
Рис. 5. Мобильные покрытия для техники до 80 тонн
Рис.6. Многофункциональное покрытие МПДП-М
Эти материалы имеют следующие преимущества:
-возможность многократного использования;
-простота и скорость монтажа и демонтажа покрытия;
-возможность применения в любых климатических условиях, т.к. они обладают высокой теплостойкостью и морозостойкостью;
-применение полимерных плит экономически целесообразно при организации временных дорог;
-они экологически безопасны.
Рабочий диапазон эксплуатации этих плит составляет от +60оС до -60оС. Толщина плит от 12,5 мм до 104,5 мм, масса от 150 до 1000кг.
Инженеры из голландской строительной компании VolkerWessels разработали пластиковые покрытия автодорог в виде коробов (рис. 7), внутри которых прокладываются все необходимые коммуникации – трубы, кабели и др. Предполагается, что такие дороги можно будет быстро собирать и разбирать. Но такие короба пока не выдерживают высоких нагрузок и рекомендуются в основном для пешеходных дорог и тротуаров.
Рис.7. Полимерное дорожное покрытие коробчатого типа
Покрытия из солнечных панелей. Одним из современных примеров таких дорожных покрытий является устройство дороги, поверхностный слой которой представляют солнечные панели. Такое покрытие разработано французской фирмой и во Франции построен 1 км такой дороги (рис.8). Солнечные панели имеют высокопрочное полимерное защитное покрытие, выдерживающее 18-тонную нагрузку. Даже самые загруженные трассы освещены солнцем в течение 70-90% дня. Поэтому такая дорога может сама себя освещать и обеспечивать уличное освещение населенные пункты с населением до 5 тыс. человек в течение года. Также, по словам разработчиков, солнечные батареи смогут бесконтактно заряжать электромобили. Пока стоимость такой дороги очень высока и составляет 2000-2500 евро за 1 м2. Но тем не менее уже поступили заказы на такое покрытие из США и Канады.
Рис. 8. Дорожное покрытие из солнечных панелей
Вопросы к зачету по курсу “Инновационные технологии в дорожном материаловедении”
1. Основные понятия коллоидной химии.
2. Дисперсность коллоидных систем. Золи и гели.
3. Битум как коллоидная система. Классификация битумов по структурным типам.
4. Эмульсия как коллоидная система. Виды эмульсий.
5. Способы перевода битума в жидкое состояние путем нагрева и разжижения. Преимущества и недостатки.
6. Эмульгирование битумов, преимущества и недостатки.
7. Дорожные битумные эмульсии.
8. Анионоактивные битумные эмульсии.
9. Катионоактивные битумные эмульсии.
10. Тонкослойные покрытия на основе битумных эмульсий (“Сларри Сил”, “Микросюрфейсинг” , “Чип сил”, “Новачип”).).
11. Асфальтобетоны, классификация.
12. Инновационные технологии производства асфальтобетона
13. Улучшение свойств асфальтобетона введением добавок.
14. Дорожные цементобетоны.
15. Способы повышения прочности дорожных бетонов.
16. Способы повышения морозостойкости дорожных бетонов.
17. Пластифицирующие и гидрофобизирующие химические добавки для дорожных бетонов.
18. Воздухововлекающие и кольматирующие химические добавки для дорожных бетонов.
19. Нанотехнологии в дорожном материаловедении.
20. Углеродные наночастицы для улучшения свойств дорожных бетонов.
21. Кремнеземистые наночастицы для улучшения свойств дорожных бетонов.
22. Полимерные материалы для дорожных покрытий.
Дата: 2019-12-09, просмотров: 208.
