Реферат на тему Применение нанотехнологий в строительстве

Содержание:

Введение 3

1. Нанотехнологии в области производства строительных материалов 4

2. Основные перспективы применения нанотехнологий в строительстве 8

3. Преимущества применения нанотехнологий в строительстве 11

Заключение 16

Список использованной литературы 17

Введение:

Строительная отрасль занимает важное место в национальной экономике во всем мире. Несмотря на то, что прогресс был медленнее, чем в других секторах, нанотехнологии демонстрируют большой потенциал для улучшения строительного бизнеса. Традиционные строительные материалы, такие как бетон, стекло, конструкционная сталь, древесина и покрытия, могут быть разработаны для улучшения отрасли и даже для содействия устойчивому строительству.

Среди множества наноматериалов наиболее перспективными в строительном бизнесе являются диоксид титана (TiO2) и углеродные нанотрубки (УНТ). Другими наноматериалами, которые можно использовать в строительстве, могут быть перечисленные наночастицы кремнезема, оксида алюминия, магния, кальция и глины. Наноматериалы, такие как полупроводниковые пленки, квантовые точки и биомолекулы, неприменимы в строительной отрасли, поскольку их нет в больших количествах. Большая площадь поверхности, высокая чувствительность, специальные поверхностные эффекты, высокая устойчивость к деформации и каталитические эффекты наноматериалов открывают большой потенциал для улучшения конструкционных материалов. Наночастицы наполнителя улучшают механические свойства и дают непроницаемые материалы.

Цель работы – теоретически рассмотреть применение нанотехнологий в строительстве.

Задачи:

— рассмотреть нанотехнологии в области производства строительных материалов;

— изучить основные перспективы применения нанотехнологий в строительстве;

— проанализировать преимущества применения нанотехнологий в строительстве.

Заключение:

Нанотехнология быстро развивается в современном мире и способна изменять, модифицировать или манипулировать самой атомной структурой любого вещества, поскольку эта технология продолжает развиваться, она одновременно позволит нам придать материалу желаемые свойства. Если принять во внимание нынешний прогресс, то они уже сделали материалы гидрофобными для защиты от воды.

В настоящее время стоимость нанотехнологических материалов по-прежнему высока по сравнению с обычными материалами, поэтому наночастицы не используются широко в строительной отрасли, но они будут меняться по мере развития технологии.

Использование нанотехнологий позволяет придавать обычным строительным материалам невиданные ранее свойства. Одно из направлений разработок — применение ультрадисперсных, наноразмерных частиц при создании высокопрочных долговечных бетонов. Такие материалы предназначены для строительства большепролетных мостов, небоскребов, защитных оболочек атомных реакторов и др.

К числу современных материалов, созданных с применением нанотехнологий и применяемых в строительстве, относятся и теплоизоляционные материалы, и новые лаки, краски, эмали. Особого внимания заслуживают конструкционные композиты — материалы с полимерной, металлической или керамической матрицей.

Исследования ученых в области наномодификации металлов и сплавов позволили получить высокопрочную сталь, не имеющую аналогов по показателям прочности и вязкости. Материал подходит для возведения дорожных и гидротехнических объектов. Композитные и полимерные нанопокрытия стальных конструкций значительно повышают стойкость к коррозии и продлевают срок службы даже в агрессивных средах.

Фрагмент текста работы:

1. Нанотехнологии в области производства строительных материалов

Согласно экономической оценке, нанотехнологии оказывают значительное влияние на строительный сектор. Для этого конкретного сектора было разработано несколько приложений для повышения долговечности и улучшения характеристик строительных компонентов, энергоэффективности и безопасности зданий, облегчения обслуживания и обеспечения повышенного комфорта жизни.

Бетон – один из важнейших материалов для строительства. Он легко состоит из наноразмерных структур, таких как гидраты цемента, заполнители и добавки. Свойства этих наноразмерных структур сильно влияют на макроскопические свойства бетона. Качество бетона может быть улучшено за счет создания наноразмерных элементов. Наноструктуры менее устойчивы к сдвигу, более гибки и пластичны по сравнению с традиционными структурами, используемыми в строительстве. По этой причине интеграция нановолоконного армирования или частиц в структуру увеличивает прочность и долговечность бетона. Например, углеродные нанотрубки улучшают трещиностойкость бетона. Наночастицы, такие как нанокремнезем, наноглины, нанооксид титана (TiO2), наножелезо (Fe2O3), нанооксид алюминия (Al2O3), оксид меди (CuO), пероксид цинка (ZnO2) и (ZrO2) диоксид циркония считаются кандидатами для улучшения свойств бетона. Добавки нанокремнезема могут улучшить износостойкость, сопротивление сегрегации и способность бетона к самоуплотнению [2].

Применение нановолокон или наночастиц приводит к получению высокоэффективного (HPC), сверхвысококачественного бетона (UHPC), самовыравнивающегося (SLC), самовосстанавливающегося и самоуплотняющегося бетона (SCC). Кроме того, некоторые применения нанотехнологий при производстве цемента также приводят к улучшению устойчивого строительства. Процесс производства цемента является