Нанотехнологии в строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Использование нанотехнологических материалов для повышения функциональных свойств строительных материалов и изделий является новое перспективное направление в науке и наукоемком производстве. В строительстве применяется большое количество инновационных материалов. В то же время нанотехнологии применяются в строительстве достаточно ограничено, поскольку, как отмечают специалисты, инновационные идеи в большинстве своем ориентированы на поверхностные эффекты, а не на формирование новых структур строительных материалов. Тем не менее, изучение строительной отрасли позволяет сделать вывод о постепенном внедрении нанотехнологий в строительство.

Нанотехнологии в строительстве проявляются, в основном, в создании наноматериалов. Главным направлением в этой области является создание различных материалов со сложной структурой и уникальными прочностными или температурными свойствами, а также процессы самоорганизации веществ на атомно-молекулярном уровне, позволяющие создавать объекты без внешнего влияния. Уже созданы сверхпрочные конструкционные композиционные материалы, новые виды арматурных сталей, уникальные нанопленки для покрытия светопрозрачных конструкций, самоочищающиеся и износостойкие покрытия, паропроницаемые и гибкие стекла.

К сожалению, наша страна пока отстает в области практического внедрения нанотехнологий в строительную сферу от США, Японии, некоторых стран Европы, но нам есть чем похвастаться. Одна из последних разработок, уже внедренных в производство, - супербетон. Этот плод совместных трудов «Наноцентра» МЭИ, НПО «Синтетика-Строй» из Новочеркасска и питерского НТЦ «Прикладные технологии», имеет прочность и морозостойкость выше обычного бетона на два с половиной и полтора раза, соответственно. К тому же вероятность появления трещин в три раза ниже. И, что немаловажно, уменьшается вес конструкции примерно до 60 раз.

Помимо изобретения новых строительных материалов нанотехнологии позволяют значительно улучшить качественные характеристики уже существующих. Например, домол обычного портландцемента до размеров наночастиц позволяет перекрыть в три раза большую потребность в нем без увеличения объёмов производства. Это объясняется тем, что в обычном портландцементе доля частиц, вступающих во взаимодействие с водой, составляет не более 30%, остальные 70% выступают в роли инертного наполнителя. В домолотом же при помощи специальных планетарных мельниц до размеров наночастиц портландцементе доля взаимодействующих с водой частиц составляет до 90%. То есть для получения требуемой бетонной конструкции цемента потребуется в три раза меньше, заменив две части из трех первоначального объёма цемента наполнителем.

Проекты РОСНАНО для строительной отрасли.

Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО), выступая соинвестором в нанотехнологических проектах со значительным экономическим или социальным потенциалом, уже утвердила и реализует несколько проектов, продукция которых может использоваться в строительной отрасли.

Композитные материалы

Наноматериалы на основе крупнотоннажных полимеров. Создание серийного производства очищенного модифицированного монтмориллонита и полимерного нанокомпозита на его основе.

Проект предусматривает введение на рынок новых видов высокотехнологичной нанопродукции: очищенного модифицированного монтмориллонита и полимерного нанокомпозита на его основе.

Полимерные нанокомпозиты, состоящие из пластичной полимерной основы (матрицы) и наполнителя - органомодифицированного монтмориллонита с размером частиц от 10 до 200 нм, обладают новыми улучшенными свойствами (например, устойчивость на разрыв, жаропрочность и пожаробезопасность, влаго- и газонепроницаемость).

Инструмент

Производство режущего инструмента из сверхтвердого материала на основе микро- и нанопорошков кубического нитрида бора

В рамках проекта РОСНАНО совместно с «Микробор Технолоджи» будет создан полный производственный цикл -- от синтеза нанопорошка кубического нитрида бора до изготовления из него режущего инструмента.

Повышенные физические характеристики инструмента из нанопорошка кубического нитрида бора (микротвердость, износо- и теплостойкость) приводят к существенно более высокой производительности инструмента. При этом затраты на обработку деталей инструментом могут снижаться до 60%. нанотехнологический строительный материал теплоизоляционный

Продукция проекта будет востребована для черновой и финишной обработки деталей в первую очередь в таких отраслях как строительство, тяжелое машиностроение, автомобилестроение, добывающая промышленность.

Дорожные покрытия

Унирем -- модификатор дорожных покрытий. Реконструкция и расширение производства

Модификатор «Унирем» применяется при ремонте дорог и укладке новых дорожных покрытий. «Унирем» получают, измельчая отработанные автопокрышки при высокой температуре и давлении. Частицы модификатора, обладающие микро- и наномозаичной структурой, делают дорожные покрытия устойчивыми к воде и циклическим деформациям при перепаде температур, к образованию трещин и колеи. В результате долговечность дорожных покрытий увеличивается на треть, а межремонтные сроки при эксплуатации автомагистралей - на 25-30%.

Проект решает, в том числе, важную экологическую задачу - утилизацию старых автомобильных покрышек. В настоящее время на переработку поступает не более 5-8% от того количества использованных покрышек, что накапливается за год.

Теплоизоляционные материалы

Пеноситал. Расширение производства инновационных теплоизоляционных материалов на основе битого несортового стекла

Цель проекта -- создание промышленного производства плитного пеностекла -- инновационного теплоизоляционного материала, изготовленного на основе технологии «Пеноситал».

Конечной продукцией проекта являются теплоизоляционные материалы, которые могут применяться как при жилом и коммерческом строительстве, так и в промышленной теплоизоляции.

Экологической составляющей проекта является использование в качестве сырья одного из компонентов твердых бытовых отходов -- стеклобоя, что позволяет снижать негативное воздействие битого стекла на окружающую среду.

Энергосбережение

Твердотельная светотехника. Энергосберегающие системы освещения на светодиодных чипах

Конечным продуктом проекта станут светодиодные чипы, светодиодные лампы и осветительные системы, сопоставимые по яркости с лучшими мировыми аналогами.

Реализация проекта позволит существенно сократить затраты на электроэнергию и эксплуатацию светотехнической продукции как для промышленных объектов, так и для населения.

Наиболее динамично замена светотехники с использованием традиционных источников света на светодиодные будет происходить, в первую очередь, в сегментах освещения объектов ЖКХ, уличного освещения, освещения коммерческих зданий, промышленных объектов.

Фирма «КИНПРО - Систем» из Екатеринбурга (представитель германской компании KINPRO) предлагает применение при строительстве дорог новое решение в стабилизации грунтов -- технологию KINPRO NANO-System.

Технология KINPRO NANO-System дает большие преимущества в дорожном строительстве. Она позволяет сразу открывать движение по построенному участку, в то время как при обычном строительстве движение может быть начато не ранее, чем через месяц. Причем качественные характеристики полотна после обработки по этой технологии повышаются в десятки раз.

Отрасль фасадного строительства стремительно развивается и ставит перед ключевыми игроками рынка актуальные задачи. Решением одной из них стало организация производства алюминиевых композитных панелей (АКП) на заводе КРАСПАН (г. Железногорск, Красноярский край). КРАСПАН известен как один из родоначальников отечественного рынка навесных фасадных систем -- на их производстве компания специализируется уже более 10 лет. В 2008 году на заводе КРАСПАН был осуществлен монтаж новой высокотехнологичной линии по производству огнестойких алюминиевых композитных панелей под маркой Краспан-AL.

Сотрудники компании КРАСПАН вместе с группой специалистов Сибирского филиала Федерального государственного научно-исследовательского института противопожарной обороны МЧС России разработали особый состав композитной составляющей АКП, повышающий класс ее огнестойкости до показателей, дающих право использовать материал без ограничений по высотности и функциональному назначению зданий.

Безусловно у нанотехнологий большое будущее, и какой будет их судьба в России, сможем ли мы идти в ногу со временем и займем ли лидирующие позиции в этой области, покажет время.

Размещено на Allbest.ru