Ключевые слова и словосочетания, характеризующие тематику НИР и ожидаемые результаты (продукцию):

Многослойные углеродные нанотрубки, структуризация вяжущей матрицы, гипсовые и ан­гидритовые композиции, физико-химические исследования, растворимое стекло, огнеза­щитные составы, экранирующие свойства; базальто-пластиковая арматура.

Плановый объём средств на проведение НИР: из средств субсидии 1 500 000, софинансирование 1 500 000 (суммарно из календарного плана)

Аннотация проекта: В настоящее время удельная энергоемкость внутреннего валового продукта в нашей стране в среднем в 4 раза выше, чем в развитых промышленных странах. Еще более обострена эта проблема в строительном комплексе, яв­ляющимся одним из наиболее ресурсо- и энергоемких. Из всех процессов создания строи­тельной продукции производство композиционных строительных материалов является наиболее крупным потребителем энергетических ресурсов, при этом наиболее энергоемки­ми являются производства цемента, сборных железобетонных конструкций и изделий, штучных строительных материалов. Проблема требует модернизации способов производ­ства большинства строительных материалов и изделий, не отвечающих современным тре­бованиям по эффективности. Одним из направлений снижения показателя энергоемкости при производстве строительных материалов и изделий является модификация традицион­ных композиционных строительных материалов ведением в технологические процессы на­нотехнологий, принципиально улучшающих физико-технические свойства строительных изделий и конструкций.

Еще одна проблема строительной отрасли связана с вопросами ресурсосбережения, по­скольку производство строительных материалов требует вовлечения огромных ресурсов: минерального сырья. Необходимо внедрение в производство нанотехнологий, позволяю­щих за счет существенного улучшения физико-механических свойств композиционных строительных материалов снижать расход наиболее дорогостоящих компонентов, прежде всего, минеральных вяжущих. При этом возможно уменьшение размеров конструкций, что позволит решить вопросы ресурсосбережения при производстве композиционных строи­тельных материалов.

Однако, применение нанотехнологий требует исследования структуры и свойств моди­фицированных строительных материалов с использованием приборов и оборудования с высоким разрешением, использованием новых методов анализа и регистрации показателей свойств. Для этого, в свою очередь, необходима модернизации существующего лаборатор­ного оборудования, приобретение современного оборудования, способного регистрировать новообразования и физико-химические процессы, происходящие при гидратции и тверде­нии модифицированных минеральных вяжущих на наноуровне, позволяющими регистри­ровать структуры с размерами в несколько нанометров. Это возможно только при наличии растровых электронных микроскопов, совмещенных с микроанализаторами, при наличии лазерных анализатор дисперсности, при использовании дифференциальных термографов, регистрирующих физико-химические процессы в структуре нагреваемого композиционно­го материала.

Значительное внимание потребуют процессы предварительной подготовки компонентов сырья при приготовлении композиционных материалов, прежде всего диспергации исход­ных компонентов до нанометровых размеров, технологии равномерного распределения сверхмалых количеств модифицирующих нанодобавок в объёме строительного композита.

Качественное распределение наночастиц возможно только при смешивании сырьевых компонентов в жидкой фазе, с использованием предварительно приготавливаемых диспер­сий на основе углеродных наносистем. При этом необходимо решать проблемы устойчиво­сти дисперсий во времени, включая их устойчивость при хранении при знакопеременных температурах.

Таким образом, в работе над проектом предстоит решить целый спектр задач, выполне­ние которых невозможно без модернизации лабораторной базы и приобретения приборов и оборудования с улучшенными характеристиками.

Выполнение проекта связано также с большим объемом экспериментальных исследова­ний, которые потребуют длительных испытаний, что позволит обеспечивать воспроизво­димость результатов и гарантировать обеспечение длительного ресурса работы строитель­ных изделий и конструкций в зданиях и сооружениях. Необходимость больших временных интервалов при проведении исследований связана с физико-химическими процессами, ко­торые при гидратации и твердении минеральных вяжущих веществ требуют выдержки из­делий не менее 28 дней, а ряд испытаний, такие как определение морозостойкости изделий, для выявления их долговечности, сопровождаются сотнями циклов испытаний при знако­переменных воздействиях температур.

Предварительные исследования модифицированных углеродными наносистемами ком­позиционных строительных материалов показали значительную эффективность такой тех­нологии. Так, введение углеродных нанотрубок в состав традиционных строительных ком­позитов в пределах 0,0024 - 0,006 % от массы минерального вяжущего, используемого при приготовлении композита, позволяло повысить механические характеристики до трех раз, повысить показатель морозостойкость более чем в два раза, улучшить трещиностойкость

Целевые индикаторы (на период проведения проекта):