Оформите заявку на сайте. Наш менеджер свяжется с вами для уточнения деталей.
Гидрат силиката кальция (далее и везде Г-С-К, от англ. Calcium silicate hydrate (C-S-H) является связующим веществом в бетоне и наиболее распространенным синтетическим материалом в мире. Основным недостатком бетона является отсутствие эластичности и слабая прочность на изгиб, значительно ограничивающая его потенциал, что делает необходимым армирование стальных конструкций. Хотя свойства Г-С-К могут быть значительно улучшены в органических гибридах, полный потенциал такого подхода не может быть достигнут из-за случайной структуры нанопластинок Г-С-К. Позвоночник морского ежа с высокоупорядоченными наночастицами в биоминеральном мезокристалле, говорит о биоиндустриальном пути к созданию мезокристала Г-С-К с высокоориентированными нанопластинами Г-С-К, расположенными между полимерным связующим. Такая стратегия может в значительной степени способствовать совершенствованию применяемых в строительстве новых материалов, поскольку вязкость разрушения и эластичность хрупких цементных материалов могут быть в значительной степени усилены в наномасштабе.
Гидрат силиката кальция является основной частью гидратированного цемента и содержится в строительном блоке из бетона, наиболее используемом в мире. Несмотря на то, что он демонстрирует хорошую прочность на сжатие, Г-С-К демонстрирует недостаток эластичности и слабую прочность на изгиб (1). Эта слабость традиционно компенсируется за счет использования дорогостоящих арматурных стальных стержней. Сегодня наиболее перспективный путь к повышению упругих свойств является формированием Г-С-К / органических гибридов на наноуровне путем включения жидкообразных материалов в и/или между Г-С-К нанопластином. Кроме того, сообщалось о бетонах с повышенной стойкостью к волокнам и без дефектов (МДФ) с прочностью на изгиб до 50 - 70 МПа (7- 9). Однако нанопластины Г-С-К все еще случайным образом агрегируются, и, следовательно, остаются ограниченными (10). Здесь мы покажем, что природа способна помочь в создании упругих цементирующих материалов формированием ориентированного, слоистого неорганического-органических Г-С-К мезокристаллов подобно биоматериалу позвоночника морских ежей. (11 - 13). Мезокристаллы, идеально выровненные на сотни микрометров, получаются в растворе из самосборки первоначально стабилизированного Г-С-К полимерами, выбранными в соответствии с ранее выполненными экспериментами по фаговому отображению (14). Эти высоко ориентированные Г-С-К-гибриды обладают прочностью на изгиб, подобно материалам, полученных из перламутра и перламутрового материала (таблица S1), что превосходит все материалы на основе Г-С-К, известные на сегодняшний день, демонстрируя преимущество структуры мезокристалла с выровненными пластинками Г-С-К, расположенными между связующими полимерами.
Ссылка на первоисточник: Журнал Science Advances 29 Nov 2017: Vol. 3, no. 11, e1701216 DOI: 10.1126/sciadv.1701216
