аспирант
Россия
Представлены результаты экспериментального исследования влияния углеродных наноструктур (астраленов) на прочностные и термостойкие характеристики бетона в условиях воздействия углеводородного пожара. Актуальность исследования обусловлена высокой аварийной опасностью объектов нефтегазового комплекса, где основным фактором разрушения строительных конструкций является быстрая потеря несущей способности бетона при интенсивном тепловом воздействии.Целью работы являлась экспериментальная оценка эффективности наномодифицирования цементной матрицы астраленами для повышения остаточной прочности бетона при нагреве. В качестве объектов исследования использовались контрольные и наномодифицированные бетонные образцы. Модифицирование проводилось путем добавления астраленов в водную фазу с последующей ультразвуковой обработкой для обеспечения равномерного распределения частиц. Прочность на сжатие определялась после нагрева по углеводородной кривой в муфельной печи. Распределение астраленов подтверждено методом атомно-силовой микроскопии.Установлено, что введение астраленов в концентрации 0,2 об. % обеспечивает увеличение остаточной прочности бетона по сравнению с контрольными образцами. Полученный эффект объясняется уплотнением микроструктуры цементной матрицы, снижением пористости и повышением трещиностойкости при термическом воздействии.
бетон, астралены, огнестойкость, углеводородный пожар, остаточная прочность
1. Дашко Л.В. Методы исследования бетонных конструкций после взрыва и последующего пожара // Проблемы управления рисками в техносфере. 2023. № 1 (65). С. 193–203.
2. Лукьянов Д.Е. Пожарная безопасность в процессе переработки нефтегазовых продуктов: современные вызовы и решения // Вестник науки. 2025. Т. 4. № 4 (85). С. 908–914.
3. Аблаева У.Ш., Досалиев К.С., Абдужалилов Х.Б. Прочность и огнестойкость железобетонных конструкций // Экономика и социум. 2025. № 4-2 (131). С. 112–117.
4. Многослойные углеродные нанотрубки и их применение / М.М. Томишко [и др.] // Российский химический журнал. 2008. № 5. С. 3–11.
5. Пономарев А.Н. Высококачественные бетоны. Анализ возможностей и практика использования методов нанотехнологии // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 6. С. 25–33.
6. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Прочность наномодифицированных высокопрочных легких бетонов // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2013. Т. 5. № 1. С. 24–38.
7. Ясинская Е.В., Никулин Н.М., Кривцов Е.Е. Исследование характеристик наномодифицированных сухих строительных смесей // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 2 (20). С. 29–32.
8. Астралены – углеродные наномодификаторы фуллероидного типа / А.И. Пономарев [и др.] // Труды междунар. конф. ТПКММ. Москва, 2003 г. С. 147–152.
9. Исследование динамической прочности и жесткости изделий из мелкозернистого бетона, модифицированного наноструктурным шунгитовым наполнителем / Г.Э. Шаблинский [и др.] // Вестник МГСУ. 2010. № 2. С. 231–236.
10. Экспериментальное исследование защит от гамма-излучения органо-металлических композиций / О.Л. Ташлыков [и др.] // Глобальная ядерная безопасность. 2015. № 2 (15). С. 49–55.
11. Баженов Ю.М. Технология бетона: учеб. 5-е изд. М.: Издательство АСВ, 2011. 528 с.
12. Исследование эксплуатационных характеристик огнезащитных покрытий на основе эпоксидных смол, модифицированных астраленами / А.В. Иванов [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. 2020. Т. 29. № 1. С. 55–68. DOI:https://doi.org/10.18322/PVB.2020.29.01.55-68
13. Кирсанова А.А. Нанотехнологии в строительстве. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2019. 47 с.
14. Плотников Д.А., Башевая Т.С. Огнестойкость железобетонных конструкций из вторичного сырья // Научный вестник НИИГД Респиратор. 2017. № 3 (54). С. 57–65.
15. Матвеева Е.Г. Повышение эффективности бетона добавкой нанодисперсного кремнезема: дис. ... канд. техн. наук. Белгород, 2011. 196 с.
16. Исследование возможности модификации карбоксилатных пластификаторов в составе модифицированных мелкозернистых бетонных смесей / С.С. Киски [и др.] // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 8 (34). С. 42–46.
17. Huseien G.F. A Review on Concrete Composites Modified with Nanoparticles // Journal of Composites Science. 2023. № 2. Article 67. DOI:https://doi.org/10.3390/jcs7020067
18. Мелкозернистые модифицированные фибробетоны на основе комплексных модифицирующих добавок / Т.А. Низина [и др.] // VII Ежегод. конф. Нанотехнологического общества России. Москва, 2016. С. 130–133.
19. High performance lightweight concretes for 3D printing / A. Rassokhin [et al.] // Magazine of Civil Engineering. 2022. №7.
20. Полимерное связующее, композиционный материал на его основе и способ его изготовления: пат. 2223988 Рос. Федерация: МПК C08L 63/00, B32B 17/10, C08K 3/04/ Е.Н. Каблов [и др.]; заявитель и патентообладатель Всеросс. науч.-исслед. институт авиационных материалов. – № 2001130965/04; заявл. 19.11.2001; опубл. 20.02.2004.
21. Achievements in the field of studying the mechanism and application of nanoparticles to modify their concrete / C. Li [et al.] // Inorganics. 2025. Vol. 13. № 9.
22. Войтович В.А. Нанонаука. Нанотехнология. Наностройматериалы // Приволжский научный журнал. 2008. № 1. С. 14–20.
23. Nanotechnology in fire protection – application and requirements / A. Rabajczyk [et al.] // Materials. 2021. Vol. 14. № 24. P. 7849. DOI:https://doi.org/10.3390/ma14247849
24. A Study on the Properties of Geopolymer Concrete Modified with Nano Graphene Oxide / A.M. Maglad [et al.] // Buildings. 2022. Vol. 12. № 8. Article 1066. DOI:https://doi.org/10.3390/buildings12081066
25. Влияние нанокомпозитов SiO2 и ZnO на механические и химические свойства модифицированного бетона / К.Б. Наяк [и др.] // Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering. 2022. Т. 46. С. 1237–1247.
