Механические и электрические свойства бетона, модифицированного углеродными наночастицами

В статье представлены исследования по получению электропроводного бетона с использованием углеродных наночастиц, полученных при переработке угля в электроразрядном плазменном реакторе. Электроразрядный способ получения седиментационно устойчивой и высокодисперсной суспензии заключается в обработке угольного порошка электрическим током в водной среде. С помощью лазерной дифракции было обнаружено, что углеродные наночастицы имеют размер частиц в диапазоне от 50 до 500 нм. Прочность на сжатие была испытана на кубах с ребром 100 мм в соответствии с EN 12390-6. Определение электрического сопротивления бетона проводилось на образцах с ребром 100 мм, размещенных между двумя латунными пластинами, через которые пропускался постоянный ток. Оценено оптимальное содержание углеродных наночастиц (0,01–0,1 % мас.) в вяжущем, что позволяет получить высокие механические свойства бетона (на 30–35% более высокую прочность на сжатие по сравнению с контрольным образцом). Доказано, что механизм действия наноразмерных модификаторов наиболее выражен в малых дозах. Определены зависимости физико-механических свойств цементного камня при введении различного количества углеродных наночастиц. Исследована микроструктура цементного камня при введении углеродных наночастиц методом растровой микроскопии. Определены физико-механические и эксплуатационные свойства тяжелого электропроводящего бетона. Определена кинетика изменения электрического сопротивления бетона в различные сроки твердения.