Романтика бетона

Романтика бетона

Юрий Михайлович, для чего в МГСУ появился нанотехнологический НОЦ, какие он будет решать задачки?

Нанотехнологиями в строительстве в нашем институте мы увлечены, фактически, издавна, при этом по самым различным фронтам. Центр образовался не в безвоздушном пространстве, он базируется на кафедрах, на научно-испытательном центре коллективного использования, на базовых исследовательских работах, которые мы проводим уже много лет. Его главные задачки– координирование и организация научно-исследовательских работ по нанотехнологиям и наноматериалам в области строительства по всей стране. Это создание общедоступной материально-технической базы коллективного использования для проведения исследований, формирование открытой научно-образовательной сети в области строительства. Мы готовы обеспечить информацией ученых, педагогов и студентов, также все заинтригованные предприятия и организации, дать им возможность обмениваться информацией, выступать на конференциях, мастер-классах и круглых столах.

В задачки Центра заходит выполнение не только лишь научных и образовательных задач, но исследования, инженерно-техническая деятельность. Для этого мы привлекаем ведущих ученых и профессионалов из русских и забугорных организаций, в том числе на федеральном и региональном уровнях. В последнее время, к примеру, мы организуем мастер-класс по прочным и ультравысокопрочным бетонам, который проведет доктор Дрезденского технического института Виктор Мещерин.

Мы издаем книжки и статьи по теме, сотрудничаем с Русской академией архитектуры и строй наук (РААСН), при Центре сотворен научный совет «Нанотехнологии в строительстве» академии и нашего института. Довольно сказать, что в планах академии в 2009году стоит восемь нанотехнологических тем, которые производятся в разных регионах. В марте в Белгороде стартуют академические чтения РААСН по дилеммам внедрения нанотехнологий в строительном материаловедении. В апреле в Казани с ролью МГСУ проводятся XIV академические чтения по строительному материаловедению, где будут рассматриваться вопросы модернизации строительной промышленности, в том числе при помощи нанотехнологий.

Не считая того, в НОЦ готовят особые курсы и практикумы по базовой, прикладной и инженерной науке для подготовки студентов, магистров и аспирантов.

Исследовательская деятельность и конструкторские разработки в данной области невозможны без роли как профессионалов узенького профиля из строительной науки, так и экспертов с широким кругозором и познаниями из области арифметики, физики и механики, химии и материаловедения, компьютерных наук. Каких профессионалов вы привлекаете для работы вНОЦ?

Вправду, мы интенсивно развиваем межвузовское научно-образовательное сотрудничество в рамках Ассоциации строй вузов, также других технических и традиционных институтов. НОЦ координирует работу в этой области приблизительно 10 институтов только строительного профиля, также подразделений институтов, которые занимаются нанотехнологиями либо, во всяком случае, их применением.

Собственных служащих у Центра фактически нет, к работе мы привлекаем профессионалов узенького и широкого профиля из МГСУ и других вузов, в том числе региональных, которые входят в Совет НОЦ. Обычно, это академики, которые приезжают к нам и дают мастер-классы.

На каком оборудовании работают студенты?

У нас издавна работает своя мощная исследовательская, испытательная лаборатория, которую мы стараемся насыщать различными устройствами. Ранее под это выделяли финансирование, которое, к огорчению, закончилось.

Студенты и аспиранты изучают нанотехнологии при помощи сканирующего электрического микроскопа, дифрактометров, устройств, работающих в различных спектрах, анализатора частиц и других.

На базе НОЦ, на современных суперкомпьютерах они будут моделировать процессы, изучить и предсказывать структуры и характеристики стройматериалов. Если мы ранее, к примеру, для производства бетона просто соединяли составные части, то сейчас нужно заблаговременно высчитать процессы при помощи компов, необходимы сложные приборы для наблюдений. Потому мы интенсивно развиваем направление компьютерного проектирования материалов. Германские коллеги предложили нам открыть кооперативный научно-образовательный институт по материалам.

По каким программкам обучаются студенты? П
олучат ли они дипломы нанотехнологов?

Мы разработали учебно-методический набор по дисциплине «Основы нанотехнологий в строительстве». Несколько кафедр из МГСУ и других институтов сделали программки по специализациям «Технология строй наноматериалов» для специальности 270106и «Безопасность строй объектов наноиндустрии» для специальности 270102.

Неувязка в том, что о способностях, которые сулит внедрение нанотехнологий, не достаточно что знают сами строители. Потому так важны подготовка и переподготовка кадров, увеличение их уровня, внедрение новых компонент в учебный процесс. На Строительно-технологическом факультете МГСУ мы ввели специализацию по наноматериалам и нанотехнологиям в строительстве, по которой будем готовить профессионалов. Их ожидают на предприятиях, заводах и в строй организациях, где начнут использовать новые технологии. Во-2-х, ВАК ввел научную специальность по отраслям «Наноматериалы и нанотехнологии», куда заходит и строительство. Мы сделали паспорт специальности применительно к строительству и начинаем разрабатывать программки для научных кадров по этой специальности. Мы сталкиваемся с некими сложностями, так как ранее у нас не было профессионалов, которые бы занимались этими направлениями. Естественно, хотелось бы иметь отдельную специальность «Наноматериалы и нанотехнологии в строительстве», и мы на данный момент обсуждаем этот вопрос.

В дипломах студентов будут перечислены дисциплины по нанотехнологиям. Хотя у нас есть аспиранты, изучающие данную тему, защит не было, потому что нет совета и целенаправленной аспирантуры по наноматериалам в строительстве. Как нет и профессоров и медиков наук по этому направлению в стране.

Как нужны выпускники, прослушавшие ваши новыекурсы?

Работодателям сейчас необходимы отлично приготовленные спецы. Но что такое строительное материаловедение? Это многоотраслевое направление. И мы всегда готовили юных профессионалов по различным фронтам. Один выпускник практикуется на цементах, 2-ой занимается бетонами, 3-ий— полимерами, 4-ый идет на теплоизоляцию. Ранее, когда студенты заканчивали учить общие дисциплины, мы их готовили по избранному узенькому направлению, которое они должны были знать лучше всех. Такие спецы были очень нужны. И на данный момент у нас есть магистры и аспиранты, которые работают в области строй нанотехнологий, по дилеммам пропитки бетонов, по вопросам новых нанодобавок для бетонов. Но разделение на бакалавриат и магистратуру разрушает сделанную годами систему. Если ранее мы выдавали дипломы инженеров, строителей-технологов, профессионалов по промышленно-гражданскому строительству, то сейчас это дипломы бакалавров строительства. Возможно, это допустимо для гуманитариев, но в области строительства необходимы отлично приготовленные спецы, ведь в ней очень принципиальна техника безопасности, и будущие дома не должны разваливаться и взрываться…

В чем особенность внедрения нанотехнологий в строительстве?

С одной стороны, нанотехнологии в строительстве существовали издавна, просто об этом не гласили и в особенности не использовали, с другой стороны, не было технических способностей для глубочайшего исследования процессов, которые происходят на наноуровне, для получения и внедрения каких-либо материалов. Когда мы говорим о нанотехнологиях в строительстве, это не значит, что мы изготавливаем плиту полностью из микрочастиц. У нас в строительстве обширно употребляются строй композиты, мы их называем бетонами гидратационного твердения. Вяжущее вещество смешивается с водой и добавками и равномерно твердеет. Приобретенная структура в процессе физико-химических воздействий меняется, упрочняется, преобразуется, другими словами ведет себя практически как живой организм. Сразу идут процессы ее улучшения, но могут идти и, напротив, процессы разрушения. Тут важную роль начинают играть наноматериалы. Почему? Так как большая часть процессов происходит по поверхности жестких фаз– наполнителей, цементов, а на поверхностные явления наноматериалы могут оказывать существенное воздействие. Добавив малость специально приготовленных наноматериалов, мы получаем композиты с другими качествами ? с завышенной долговечностью, морозостойкостью, прочностью. Ученые сейчас разрабатывают различные структуры таких добавок, которые позволяют подбирать нужные характеристики бетонов. А именно, в сооружениях в Санкт-Петербурге строители использовали пластификаторы с фуллеренами в бетоне, за счет чего
повысили эффективность добавок. Выпускают нанокремнеземы и наносиликаты. Без таких добавок сейчас не получить бетоны ультравысокой прочности.

За последние годы мы существенно продвинулись в этом направлении. 50 годов назад наилучшая марка бетонов имела крепкость около 50МПа. Сейчас мы используем в строительстве более крепкие бетоны, к примеру, Москва-Сити строили из бетона с прочностью около 100МПа, но с обыкновенными добавками. Когда мы начинаем использовать нанодобавки, то крепкость бетонов растет до 200МПа, а у особых композитов– до 850МПа, судя по лабораторным данным. Порошковые бетоны с наноэлементами намного прочнее стали. За рубежом уже продают такие консистенции с прочностью в 250–300 МПа. Для чего же нам такие крепкие бетоны? С помощью их мы сможем поменять наши массивные железобетонные конструкции на очень тонкие и даже ажурные, сделать новые формы сооружений, понизить вес и уменьшить материалоемкость конструкций. Я думаю, что последующие поколения конструкций будут гибридного типа, когда в одном материале содержатся различные вещества ? металл, бетон, полимеры с разными нанодобавками.

Давайте представим, как смотрится наш цементный камень с наноразмерными элементами. Так именуемый цементный гель имеет размеры 5–8 нм, в процессе твердения его структура укрупняется, но возникают более большие кристаллы. Потому в технологии важны способы активации материала, в особенности на первой стадии. Нужно попытаться сохранить в структуре наноразмерные элементы, прирастить их количество– что улучшает характеристики материалов. Активация наноэлементов помогает более отлично управлять процессом сотворения материалов и конструкций.

Бетон– капиллярно-пористый материал. В его поры попадает вода и другие брутальные вещества, что понижает его долговечность. Потому очередное из направлений, которыми мы увлечены,– пропитка бетонов. Его пористую структуру мы заполняем другим материалом, к примеру полимером, и получаем фактически непроницаемый бетон с высочайшей морозостойкостью. При всем этом образуются фибры наноразмеров, которые резко увеличивают крепкость бетона. И если бетон до пропитки обладал прочностью в 20МПа, то после пропитки ? 200МПа.

Такая обработка, не считая того, защищает материал от брутального воздействия, позволяет получать огромную палитру новых высокоэффективных материалов: электротехнических, декоративных и особых бетонов и композитов.

У нас создают такие бетоны?

В умеренных количествах.

Наши строители употребляют российские разработки, о которых Вы поведали?

На практике, к огорчению, нам приходится догонять забугорных коллег, правда, не в теории. Забугорные коллеги нередко употребляют наши разработки и у себя их вводят– в Германии, Стране восходящего солнца,США.

Как внедрение нанотехнологий удорожает процесс строительства?

Напротив, даже удешевляет, так как резко понижается его материалоемкость. Мы применяем более крепкие материалы и можем уменьшить сечение конструкций, понизить объемы материалов.

Почему нас прельщают наноматериалы? Так как мы их используем как добавки в маленьких количествах. Их не нужно создавать сотками тонн, как цемент, щебень. Материалов не достаточно, средств не настолько не мало, а итог умопомрачительный. Потому нам очень любопытно заниматься такими субстанциями.

  • Включен в список вкладывательных объектов в рамках федеральной мотивированной программки «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Русской Федерации на 2008–2010годы».

Похожие записи:

Вы можете оставить комментарий, или отправить trackback с Вашего собственного сайта.

Написать комментарий