О возможностях и преимуществах применения наночастиц при изготовлении асфальтобетонных смесей рассказал генеральный директор Национального исследовательского института Цифрового материаловедения и технологий (НИИЦМиТ) Владислав Южаков.
Наноматериалы состоят из частиц размером от 1 до 100 нм. Обладая структурой на молекулярном уровне, они отличаются уникальными свойствами, которых лишены обычные материалы.
В дорожном строительстве наноматериалы применяются для улучшения свойств асфальтобетонного покрытия – повышения его жесткости, прочности, адгезии, устойчивости к неблагоприятным погодным условиям.
В качестве нанодобавок могут использоваться, например, наночастицы кремния, глины, диоксида титана, углеродных нанотрубок и др. Они вводятся на этапе изготовления асфальтобетонной смеси.
Одним из наиболее перспективных на номатериалов, используемых в асфаль тах, являются наночастицы кремния. Они обладают большой поверхностной активностью и способны образовывать устойчивые связи с другими веществами. Микронные частицы кремния уже нашли свое применение в производстве асфальта. Они улучшают его механиче ские свойства, повышают устойчивость к пиковым нагрузкам, а также различным неблагоприятным условиям, таким как высокие и низкие температуры, воздей ствие агрессивных химических веществ.
Кроме того, наночастицы кремния обладают антибактериальными свойствами, что помогает предотвратить развитие микробов, грибков и прочих микроорганизмов на поверхности асфальтобетона. Это особенно важно в условиях теплого влажного климата.
Еще одним интересным наноматериалом, который может быть использован в составе асфальта, являются наночастицы оксида алюминия. Их применение прежде всего значительно повысит устойчивость асфальта к износу, ямочным повреждениям, появлению колейности, образованию трещин. Это связано с высокой прочностью оксида алюминия, его способностью не вступать в реакцию с другими материалами.
Наконец, оксид алюминия может ис пользоваться для создания дорожных маркеров с более ярким и долгим свечением.
Наночастицы железа также найдут применение для улучшения свойств дорожного асфальта – таких, например, как вязкость, стойкость к разрушению и водостойкость. Железо способно в разы увеличить прочность и долговечность дорожного покрытия.
Безусловным преимуществом использования наночастиц железа в асфальте является возможность повышения устойчивости к разрушительному воз действию ультрафиолета (солнечной радиации). Наночастицы железа поглощают ультрафиолетовое излучение, что способствует росту долговечности дорожного покрытия и уменьшению расходов на его ремонт и обслуживание.
Кроме того, применение наночастиц железа позволяет улучшить механические свойства асфальта. Наночастицы железа встраиваются в структуру дорожного покрытия и формируют стабильные связи с другими материалами. Это позволяет повысить прочность, стойкость к трещинообразованию и износу, а также устранить возможные деформации в результате суточных и сезонных колебаний температуры.
Еще одним преимуществом применения наночастиц железа является их способность взаимодействовать с магнитным полем. Благодаря этому дорожные рабочие могут осуществлять диагностику состояния дорог, используя специальные приборы на базе магнитной съемки.
Применение наночастиц силикона в асфальте – еще один пример использования наноматериалов при производстве дорожных одежд. Введение наночастиц силикона в состав асфальта способствует улучшению его гидрофобности. Это позволяет защитить полотно от воздействия влаги и других неблагоприятных внешних факторов, таких как многократный переход через ноль. Кроме того, этот материал может снизить скольжение на трассе и уменьшить количество аварий при минусовых температурах атмосферного воздуха.
Применение наночастиц силикона также способствует более эффективному использованию асфальта: материал становится более прочным, устойчивым к износу и трещинообразованию.
Наночастицы силикона могут применяться для увеличения межремонтного срока службы мостов и других искусственных дорожных сооружений – за счет снижения скорости коррозии и усталости материалов.
Наконец, наночастицы силикона обладают высоким противомикробным действием, что поможет избежать разрастания болезнетворных бактерий на объектах дорожной инфраструктуры, а это в свою очередь снизит риск раз вития некоторых профессиональных заболеваний у дорожников.
Применение наночастиц силикона в асфальте – одна из самых эффективных и перспективных технологий в современном строительстве и обслуживании дорог.
Другой пример использования современных технологий в целях улучшения характеристик дорожных покрытий – применение наночастиц глины в асфальте. Глина обладает большой поверхностной активностью и способностью к гидратации, что позволяет создавать мощные связи с другими материалами.
Наночастицы глины могут использоваться для улучшения качества дорожных покрытий путем улучшения распределения воды и повышения прочности на сжатие и растяжение.
Одно из главных преимуществ применения наночастиц глины в асфальте – это улучшение механических свойств дорожного покрытия. Глина повышает прочность материала, что в свою очередь способствует улучшению устойчивости дорожного покрытия к износу и внешним воздействиям.
Кроме того, применение наночастиц глины способствует улучшению водоотталкивающих свойств асфальта. Бла годаря этому дорожные покрытия на основе глины могут быть использованы в регионах с высоким уровнем влажности и в условиях частых атмосферных осадков.
Одним из наиболее интересных при менений наночастиц глины является использование их в качестве загустителя при производстве дорожного асфальта. Это позволяет уменьшить количество нефтяных компонентов в составе асфальтобетонной смеси, что делает ее сравнительно экологичным дорожным покрытием.
Использование наночастиц глины в составе дорожного асфальта также позволяет существенно повысить качество и безопасность дорог, обеспечить их долговечность и снизить затраты на обслуживание.
Одно из инновационных направлений в строительной индустрии – использование наночастиц серебра в асфальтобетоне. Наночастицы серебра позволяют устранять главную проблему обычного асфальта – разрушение под воздействием воды. Серебро адсорбирует влагу с поверхности материала, что позволяет избежать повреждений покрытия и со хранить его качество на долгое время.
Серебро также обладает противомикробным действием, оно способно предотвратить рост бактерий и грибков на дорожном покрытии, а также на маркерах, что положительно влияет на состояние здоровья дорожников и всех участников движения. Ведь известно, что в обычном асфальте накапливается большое количество патогенов, концентрация которых на уровне дыхания может вызвать обострение различных заболеваний.
Наночастицы серебра обладают уникальным свойством самозатвердевания. Это дает возможность получать более плотные и прочные материалы, что в конечном итоге повышает уровень безопасности дорог и уменьшает число аварий, связанных с разрушением асфальта.
Несмотря на то, что применение наночастиц серебра в асфальте еще не получило широкого распространения, эксперименты и исследования в этой области продолжаются. В ближайшем будущем такие материалы могут стать стандартом для строительства дорожных покрытий.
В статье используются материалы из источника:
http://www.avtodorogi-magazine.ru/arkhiv/razdely/16-v-vypuske-zhurnala/682-dobav-zheleza-poka-goryacho.html