Персональный сайт

Песок лучше держит удар, чем сталь

necok — Tue, 13 Dec 2016 12:07:24 GMT

Для укрепления военных объектов в разное время применялись различные материалы. Так, в период Наполеоновских войн роль дополнительной «укреплениброни» орудийных батарей выполняли плетеные корзины с землей, в XX веке с этой целью использовались мешки с песком. Они позволяли эффективно задерживать пули и снаряды противника. Песчаные фортификации используются в настоящее время, например силами НАТО, при этом основным материалом самих орудий служит сталь.

Несмотря на длительную историю, ударная вязкость песка, а также механизм задерживания песком снарядов изучены недостаточно. Чтобы восполнить пробел, ученые провели серию экспериментов, в которых моделировали ситуацию, когда в блок с кварцевым песком (наиболее распространенным сортом песка) выпускались снаряды разной формы и массы. Скорость выстрелов в ходе экспериментов была сопоставима с показателем, который достигается в естественных боевых условиях.

Результаты показали, что песок может поглощать более 85 процентов кинетической энергии, причем вязкость песка возрастает при увеличении скорости снаряда. В свою очередь, стальные пластины изначально обладают меньшим показателем вязкости, который снижается с увеличением скорости снаряда. По мнению авторов, песок лучше справляется с задачей из-за структуры: песчинки создают чрезвычайную силу трения, которая не только задерживает, но и разрушает снаряд.

Ученые отмечают, что полученные данные могут расширить области применения песка — сейчас он широко применяется в стекольной, строительной и геологической сферах. Так, за счет высокой вязкости песок может использоваться для укрепления любых объектов, в том числе в сочетании со сталью. Следующим шагом исследований станут крупномасштабные эксперименты, в которых песок будет совмещаться с другими материалами в различных ситуац.иях

Технология получения строительных материалов из отходов ТЭЦ

necok — Sun, 03 Jul 2016 12:12:25 GMT

Разработана новая, эффективная технология получения строительных материалов из золошлаковых отходов ТЭЦ. Технология основана на использовании механохимической активации компонентов смеси:

↓

Механическая активация

↓

Механоактивированная вяжущая смесь (МАВС)

↓	↓
Формирование кирпичной кладки методом полусухого прессования P=24МПа	+ Цемент + Песок + Вода
↓	↓
Автоклавная обработка P=1МПа, t=179°C, τ= 8ч	Формирование методом виброуплотнения
↓	↓
Зольный кирпич М350	Мелкозернистый бетон В7,5-200
Характеристики: Средняя плотность, кг/м³ - 1600 Масса кирпича, кг - 3.1 Прочность на сжатие, кг/см² - 360 Прочность на изгиб, кг/см² - 44 Водопоглощение, % - 18	Характеристики: Средняя плотность, кг/cм³ - 2.12-2.19 Прочность на сжатие, кг/см² - 150-250 Прочность на изгиб, кг/см² - 52 Марка водонепроницаемости - 6-12 Водопоглощение, % - 6.5 Морозостойкость, цикл - более 100

Проведены опытно-промышленные испытания процессов переработки кислой золы и получены опытные партии бетонных блоков и зольных кирпичей

Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН

Преимущества технологии:

- решение проблемы утилизации отходов топливно-энергетического комплекса

Новый бетон остановит нейтроны

necok — Fri, 13 Dec 2013 13:32:41 GMT

Три запатентованные технологии образуют систему для защиты, которая является менее дорогостоящей, более легкой и занимает меньше места, чем стандартные продукты и легко производятся с использованием существующих методик. Они состоят из рецептов для легкого бетона, что в четыре раза лучше, на замедление нейтронов , чем обычный бетон, бора богатых бетона, который поглощает нейтроны с использованием меньшего количества материала, и тонким, бора богатых панелями для использования в космических зоны ограниченного доступа. Способность системы, построенной с помощью этих технологий, чтобы блокировать излучение, в частности нейтронов, имеет приложения в хранилище ядерных отходов, в строительстве компактные ядерные реакторы и в среде защитных источников излучения, используемых в медицинских целях.

К нейтронам ученым Джефферсон Лаборатории не привыкать, они регулярно изучают эти частицы в надежде узнать, как протоны и нейтроны собираются вместе, чтобы сформировать ядро атома и все видимого вещества в нашей Вселенной. Для проведения этих экспериментов, ученые полагаются на компьютерах, расположенных поблизости, чтобы работать с оборудованием и собирать и передавать данные. Но компьютеры подвергаются риску повреждения при субатомных частиц, рождающихся в этих экспериментах.

Инженеры лаборатории Джефферсона Пол Бринза и Берт Мецгер разработали свои новую систему продуктов, чтобы лучше защитить эти компьютеры от ливней частиц, в том числе протонов, нейтронов, электронов и других частиц, которые излучают от целей экспериментального зала (в настоящее время четыре Джефферсон Лаборатория экспериментальной залы - A, B, C и D).

"Как избавиться от всех остальных излучения довольно легко, но нейтроны очень трудно, и они окажутся вещь, которая опасна не только для электроники, но и программного обеспечения, работающего электронику", сказал Бринза . "Мы хотели сделать немного лучше экранирование, поэтому мы придумали серию новых продуктов."

Их система, в то время как с помощью умных новые методы для защиты от нейтронов, работает на тех же принципах, что и систем, используемых в настоящее. Он состоит из слоя бетона, чтобы замедлить нейтроны, материала поглощать их, и тонкий слой свинца, чтобы остановить любую остаточную радиацию. В зал С, где в настоящее время установлена система, ведущий слой покрыт алюминиевой панели для предотвращения контакта человека с свинца и позволяет легко привязать комнатные светильники и электросеть. (Примечание: В других приложениях более толстый слой железа может быть заменен на ведущего слоя.)

Первая часть представляет собой легкий бетон, который весит на треть меньше, чем такое же количество обычного бетона, но в четыре раза больше, позволяющий замедлить или термализовать, нейтроны. Обыкновенные бетон может термализовать нейтроны, но требует очень толстый слой бетона, чтобы сделать это. В обычном бетоне, нейтроны термализованы атомами водорода в молекулах воды, задержанные во время конкретного процесса смешивания.

"То, что вы хотите сделать, это добавить что-то к конкретному, который добавляет водород И вы хотите, чтобы быть постоянным Так, мы использовали переработанных товаров -... Измельченных пластиковых отходов от некоторых продуктов формовочных Это пластик в основном из водорода и углерода и немного немного хлора ", пояснил Бринза. "Это постоянно добавляет водород и увеличивает плотность водорода далеко за пределами нормального тяжелого конструкционного бетона. Легкий нейтронотермализующий бетон такой же прочный, как обычный бетон."

Второй частью системы является конкретным сильно загружен с соединением бора поглощать нейтроны. Бор уже давно используется в атомных электростанций и в ускорителях частиц поглощать нейтроны, которые были термализуются. Одним из способов использования бор поглощать нейтроны является добавление его в обычный бетон. Тем не менее, по колено толстый слой регулярного бора, обогащенного бетона были бы необходимы в зале C, занимая ценное место и добавляя дополнительный вес и стоимость.

Бринза и Мецгер выяснили рецепт для увеличения количества бора в бетоне на единицу объема, без потери прочности. Используя этот новый бетон сильно загруженном бором позволяет им сократить вдвое количество бетона, что они должны использовать.

"То, что мы разработали способ, который вы можете сделать бетон из соединения бора и цемента, и оставить все остальное. Это в основном только бора материал, портландцемент и вода, плюс он также сильна, как обычного бетона," Бринза объяснил.

Для третьего технологии, он и Мецгер затем применяется та же самая идея, чтобы сделать тонкую панель бора пропиткой экранирования для областей, в которых толстый бора слой бетона был не нужен. Для этого продукта, они обратились к способу получения формованных столешницы. Они заменили материалы, панелями из эпоксидной смолы с добавлением бора толщиной менее дюйма.

"Мы предварительно сделали панелей. И у нас был другой подрядчик взять тонкую бора панель, кожа свинца и алюминия крышку и поставить все это вместе в нечто, что может быть установлен и обрабатываются, поэтому он является экологически чистым", сказал Бринза .

Бринза возбуждается, чтобы увидеть успехи в установке нового экранирование в Джефферсон Лаб, и он надеется, что строитель чистые рецепты скоро принести пользу другим.

"Материал, который мы сделали, любая конкретная компания может залить его. Мы сделали много работы и техники, чтобы сделать продукт, который кто-то может сбросить на место и сформировать", сказал он.

На технологии добавления бора в бетон для "защиты от тепловых нейтронов и способ изготовления," был выдан патент № 8450707 США. Два других технологий, "Ячеистый бетон с повышенной нейтронной защиты" и "Рентабельность панелей Бор экранирование," являются патент.

По словам главного технического директора Джефферсон Лаборатории, Рой Уитни, эти три технологии в настоящее время доступны для лицензирования.

"Мы очень заинтересованы в партнерстве с промышленностью, чтобы получить эти технологии в рынок и ввести в эксплуатацию", говорит он. "Эта технология экранирования снизит стоимость, размер и вес для многих приложений и больших и маленьких. Департамент Национальной Лаборатории Энергии все стремится сделать их технологии доступны, при необходимости, на благо всех американцев и американской промышленности в рамках участие в мировом рынке ".

Phys.org

Бетонные дороги лучше асфальтированных и ... экономичнее

necok — Tue, 19 Nov 2013 11:38:17 GMT

В Соединенных Штатах около 30 процентов автомобильных дорог были бетонными, в то время как Германия и Нидерланды также строили много бетонных дорог, сказал он.

В Карибском бассейне на Сент-Люсии и Сент-Китс, Янг говорит, использовали бетон для строительства дорог на холмистой местности. Дороги из бетона оставались стабильными в течение 13-30 лет по сравнению с асфальтированной поверхности, которое продолжалось в течение шести-20 лет, добавляет инженер.

"Со временем, бетонные дороги становятся лучше и сохраняя структурную целостность, в то время асфальтовые покрытия ухудшаются", утверждает Янг.

Излагаются преимущества бетонных дорог, он сказал, что они экологически чистые, обладают повышенной устойчивостью к эрозии от дождей, устойчивы к разливам, и потому, цемент производится на месте, было бы меньше импорт сырья, которое означает меньшую стоимость.

Также, по словам Янг, тормозной путь на бетонных дорог был короче и шины сохраняются в течение более длительного времени. Он отметил также, что тот же метод и оборудование, используемые для создания асфальтовых покрытий могут быть использованы для бетонных дорог.

JamaicaObserver

Увеличение количества золы в бетоне снизит выбросы углекислого газа в атмосферу

necok — Thu, 05 Sep 2013 18:25:03 GMT

В настоящее время, в среднем, до 15 процентов золы добавляется в готовый бетон, используемой в Соединенных Штатах. Для NIST занимается исследованием новых комбинаций материалов и процедур, которые могли бы помочь отрасли использования летучей золы в плановом порядке заменить от 40 до 50 процентов портландцемента, основного связующего и отвердителя для бетоне.

Бенц и его коллеги обнаружили, что "разумное сочетание тонкого порошка известняка" может помочь решить этот вопрос.

При этом большие объемы золы "тройных" смесей (в том числе известняка), которые заменяют от 40 до 60 процентов цемента, не только сопоставимы со скоростями твердения для типичных бетона, но и превосходят по основным свойствам.

В начале твердения, прочность золобетонной смеси слегка отстает, от бетонной смеси без летучей золы. Тем не менее, команда смогла настроить их летучей золы-известняка-OPC смесь преодолеть разрыв, в первую очередь за счет снижения соотношения вода-порошок и перехода на другой стандарт состав цемента (ASTM тип III).

Сегодня мировое производство цемента насчитывает около 3,5 млрд. метрических тонн (3,85 млрд. тонн) в год. Каждая тонна цемента генерирует около тонны углекислого газа в атмосферу.

Более широкое использование больших объемов смеси летучей золы может существенно уменьшить эту нагрузку на окружающую среду и, в то же время, снизить затраты на бетонные конструкции, говорит Бенц.

Phys.org

Раскрыта тайна прочности римского бетона

necok — Thu, 06 Jun 2013 20:49:37 GMT

Ученые выяснили, почему римский бетон прочнее современного. Особую твердость ему придает алюминий, которым богат вулканический пепел пуццолан, добывавшийся близ Везувия.

Об этом говорится в статье американских ученых из Калифорнийского университета, опубликованной в журнале American Mineralogist.

В среднем срок службы современного бетона составляет 50-120 лет, однако сооружения из римского бетона простояли уже два тысячелетия, что говорит о его повышенной прочности. Известно, что римляне замешивали бетон на морской воде и добавляли в него вулканический туф, но оставалось неясным, как именно это улучшало его свойства.

Авторы работы изучили образцы римского бетона, собранные в окрестностях древнего порта Байя на юге Италии. С помощью синхротрона ученые выяснили, что в нем имеется кристаллическая решетка, состоящая из атомов кальция, алюминия, кремния и водорода, характерная для высокопрочных форм минерала тоберморита. В обычном же бетоне алюминий отсутствует.

В римский бетон алюминий попадал вместе с пуццоланом – так называется смесь вулканического пепла и туфа, которой богаты окрестности Везувия. Как отмечают исследователи, залежи пуццолана имеются и в других регионах Земли, что позволяет «реанимировать» римскую технологию. С ее помощью можно будет производить до 40% бетона.

Как отмечают исследователи, римский бетон не только прочнее, но и экологически чище. Для его получения требуется температура всего 900 градусов Цельсия, тогда как наиболее популярный сейчас портландцемент вырабатывается при 1450 градусах. Следовательно, при производстве римского бетона нужно сжигать меньше топлива, что снижает уровень выбросов СО2 в атмосферу.

Infox

Шелуха от семечек - отличный наполнитель для бетона

necok — Sun, 28 Apr 2013 07:26:43 GMT

Шелуха семян подсолнечника отход производства растительного масла, может быть использована как экологически чистый наполнитель. Команда турецких показала, что использование шелухи уменьшает плотность бетона, а также повышает сопротивление материала растрескиванию после воздействия на ледяной затем оттаивание условиях.

Инженеры могут Барак Цицман и Эрхан Джесер из Университета Кемаля в Турции, объясняют, что накопление отходов неуправляемый от пищевой промышленности, особенно в развивающихся странах становится все более проблематичным. Таким образом, исследователи надеются найти новые приложения для таких отходов в создании экологически чистых материалов и композитов в дорожно-строительной и строительной промышленности, например. Это особенно актуально, учитывая рост стоимости и хронической нехватки обычных материалов. Инженеры, таким образом, в настоящее время оспаривается для преобразования промышленных отходов для замены некоторых материалов.

Бетон, пожалуй, один из наиболее энергоемких и ресурсоемких материалов и исследователи исследованы и применены отходы резины, стекла порошок и жидкие отходы бумаги в качестве альтернативных наполнителей. Добавление таких материалов может значительно ухудшить свойства бетона изменения его прочность, плотность и водонепроницаемость в некоторых случаях.

Команда турецких ученых превратила несъедобную шелуху в наполнитель для бетона. Турция является девятым по величине производителем подсолнечника в мире, производя почти миллион тонн продукции.

Они произвели бетонные образцы с плотностью около 2000 тонн на кубический метр, самая низкая плотность могут быть классифицирована как "легкий" бетон. Некоторые образцы имели малую сжимаемость подходящую для эксплуатации на строительных хотя и выше содержание шелухи означало получаемого бетона может быть использована только для изоляции приложений. Команда предполагает, что бетон с наполнителем из шелухи семян подсолнечника будет наиболее подходящим для строительства сельскохозяйственных зданий, которые, как правило, одноэтажные.

ScienceDaily

Парафин +песок = аккумулятор тепла

necok — Thu, 14 Mar 2013 21:52:34 GMT

В поисках новых материалов для хранения солнечного тепла и выпуска его в течение ночи привело ученых к высокотехнологичной композиции парафина и песка. Их отчет о возможности сохранять тепло в микроинкапсулированном песок появился в ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

Бенкси Ли и его коллеги объясняют необходимость улучшения материалов, которые могут хранить и выделять тепло. Это так называемые материалы с изменением фазового состояния (ПКМ),которые необходимы, например, для хранения тепла от солнца для использования при обеспечении энергией в ночное время или в пасмурную погоду. ПКМ поглощают, хранят и выделяют тепло при изменении фаз из твердого состояния в жидкое и наоборот. Они широко применяются от тепло-регулирующих теплиц до одежды, который держит солдат или отдыхающих теплой на холодную открытом воздухе ночи. Существующие ПКМ имеют недостатки, такие как тенденция к утечке или возгоранию, и Ли команда отправилась на поиски лучшего материала.

Они описывают новый подход к использованию парафина в ПКМ. Сделанный из нефти, парафина восковой материал, который поглощает тепло, тает в жидкой и выпускает тепло, как он затвердевает. Он включает в себя инкапсуляцию парафина в крошечные сферы диоксида кремния. Микроинкапсулированные парафин имеет ряд преимуществ, в том числе большую площадь поверхности, которая может передавать тепло, меньше реакцию с окружающей средой и меньше вероятность утечки, как она меняет фазы. Ли команда сообщает успешные испытания материал в течение 30 плавление-затвердевание циклов никаких утечек при температуре 158 F. "высокой способностью аккумулирования тепла и хорошей термической стабильностью композитных чтобы он мог быть потенциальным материалом для хранения тепловой энергии в практическом приложений ".

R&D

Отходы ЦБК - сырье для производства кирпичей

necok — Wed, 19 Dec 2012 22:34:10 GMT

Исследователи из Университета Хаэн (Испания)смешивают отходы целлюлозно-бумажной промышленности с керамическим материалом, используемым в строительной отрасли. В результате кирпич, который имеет низкую теплопроводность работает как хороший изолятор. Однако, его механическую прочность все еще нуждается в улучшении.

"Использование бумажных отходов промышленности может дать экономические и экологические выгоды, поскольку это означает, что отходы могут быть повторно использованы в качестве сырья». - Это один из выводов исследования который провели исследователями из Высшей политехнической школы Линареса (Университет Хаэн), результаты которого были опубликованы в журнале Fuel Processing Technology.

Ученые взяли целлюлозные отходы бумажной фабрики, а также шлам от очистки своих сточных вод. В своей лаборатории они смешивают этот материал с глиной, используемых в строительстве и подвергают смесь экструзии на машине для получения кирпича.

"В дополнение к полученной выгоды от использования этих кирпичей вместо своих традиционных коллег из традиционного сырья". Еще одно из преимуществ применения отходов в кирпиче является то, что они дают энергию за счет их органического материала содержания. Это может помочь уменьшить расход топлива и печного времени, необходимого для производства кирпича. На данный момент размеры прототипа малы (3 х 1 х 6 см). Но команда уже протестировала и кирпичи большего размера, результаты оказались схожими.

«В целом, этот метод может привести к экономии энергии и сырья для кирпичных заводов наряду с экологическими выгодами от использования отходов, которые изначально отброшены", добавляет Мартинес. Исследователь признает, однако, что "ахиллесовой пятой" этих кирпичей является их нижняя механической прочностью по сравнению с традиционным кирпичом, хотя этот параметр выше установленного законом минимума. Есть еще несколько проблем, решить в соблюдении и формирование из тех частей, которые имеют высокий процент макулатуры.

Команда продолжает поиск золотой середины между устойчивостью и сопротивлением материала и до сих пор исследования преимуществ добавлением других продуктов, таких как шлам очистных сооружений или отходов от производства пива, оливкового и биодизельной промышленности. В журнале Fuel Processing Technology исследователи опубликовали и результаты другого исследования, подтверждающего, что отходы от производства биодизельного топлива могут быть использованы для производства кирпича, увеличивая мощность изоляции на 40%.

Phys.org

В Красноярске разработали сверхпрочный бетон

necok — Mon, 17 Dec 2012 20:19:57 GMT

Красноярские инженеры и ученые из компании «Эммануил» разработали строительные конструкции нового поколения на основе высокопрочных порошковых бетонов, обладающих энергосберегающими свойствами.

«Эти бетоны на порядок прочнее тех, что на сегодняшний день есть в строительстве, — говорит директор предприятия Игорь Троянов. — Они основаны на фундаментальной работе по изменению ряда характеристик дисперсных систем, выполненной нашими учеными-бетоноведами. Мы берем те же самые компоненты, но применяем другую технологию и получаем следующий эффект: наши бетоны примерно в два раза прочнее обычных, в разы более влаго- и морозоустройчивые, примерно в два раза теплее, чем стандартные. По сопротивлению теплопередаче наши конструкции превосходят кирпичные стены. Кроме того, они значительно легче, что позволяет экономить до 40% на фундаменте и перевозках, сокращать строки строительства, так как он быстрее затвердевает: с нашей технологией 20 этажей можно возвести за 200 суток».

Материал предназначен для промышленного, военного и гидротехнического строительства, однако ученые нашли способ приспособить материал с такими уникальными свойствами к гражданскому строительству и разработали стеновые конструкции. По внешнему виду они могут имитировать любой вид камня. «Единственный их минус в том, что сверхпрочные материалы — всегда хрупкие. С хрупкостью мы боремся. Мы добавляем фибру и получаем более высокие показатели. Хотя по трещиностойкости наш материал все равно примерно в десять раз лучше, чем простые бетоны», — подчеркнул руководитель проекта.

Сейчас компания начала строительство презентационного объекта в Красноярске, чтобы наглядно продемонстрировать.

САН