Innowacyjne zastosowanie nanorurek węglowych hydrofobowych w budownictwie drogowym

• Autorzy: Wróblewska Agnieszka , Kroczek Patrycja , Pożarycki Andrzej

Warianty tytułu

EN

Innovative application of hydrophobic carbon nanotubes in road structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanorurki węglowe uważane są za jedne z najtwardszych materiałów. Mają relatywnie dużą wytrzymałość na rozciąganie, mogą być przewodnikiem ciepła lepszym niż diament, przewodnikiem elektrycznym, względnie izolatorem. Możliwość kształtowania właściwości w zależności od potrzeb powoduje, że są jednym z najbardziej obiecujących nanomateriałów przyszłości. Jeżeli za jeden z kierunków modyfikacji właściwości nanorurek przyjmie się hydrofobizację, otrzymuje się nanomateriał zdolny do „odpychania” od siebie wody. Taki kierunek daje możliwość włączenia nanorurek do grupy modyfikatorów używanych do materiałów stosowanych do wykonania nawierzchni drogowych. Pomiar oporności elektrycznej w próbkach z betonu cementowego z dodatkiem nanorurek węglowych hydrofobowych umożliwia śledzenie zmian naprężeń i odkształceń własnych oraz deformacji strukturalnych. To prosta droga do tworzenia elementów interaktywnej diagnostyki nawierzchni, monitorowania natężenia ruchu czy wreszcie oznaczania ciężaru pojazdów sposobami innymi niż montowanie wag w nawierzchni. Można budować układy, w których nawierzchnia poprzez samonagrzewanie zapobiega tworzeniu się lodu lub stapia lód już powstały. Dodatek nanorurek obejmuje także kierunek badań dotyczący modyfikacji właściwości nawierzchni drenażowych.

EN

Carbon nanotubes were discovered relatively recently. They are considered to be one of the hardest materials at present, have a relatively high tensile strength, can be a better heat conductor than a diamond, can serve as an electric conductor or an insulator. The ability to shape their properties according to people needs makes them one of the most promising nanomaterials of the future. If one of the directions of modification of the nanotube properties is to be hydrophobized, a nanomaterial capable of repelling water from oneself is obtained. This direction allows the inclusion of nanotubes in the group of modifiers used for materials used in road pavements. By measuring electrical resistance in concrete cement samples with the addition of hydrophobic carbon nanotubes one can follow changes in stresses and deformations or structural deformations. This is a simple way to create elements of interactive diagnostics of pavement, traffic monitoring or finally determining the weight of vehicles using methods other than the installation of weights in the pavements. It can be built systems in which the pavement by self-heating prevents the formation of ice or melts the ice already embedded. The addition of nanotubes is also an interesting direction of research on the modification of drainage pavement properties adapted to the Polish climate.

Słowa kluczowe

PL

nanorurki węglowe; nanorurki węglowe hydrofobowe; nawierzchnie interaktywne; inteligentne konstrukcje nawierzchni; modyfikacja asfaltów nanorurkami węglowymi

EN

carbon nanotube; hydrophobic carbon nanotubes; inter-active pavement structures; intelligent pavements; bituminous modification by use of carbon nanotubes

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Drogownictwo
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 7-8
• Strony: 203--209
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Wróblewska Agnieszka

• Politechnika Poznańska

autor

Kroczek Patrycja

• Politechnika Poznańska

autor

Pożarycki Andrzej

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Bachmatiuk A., Badania nad technologią otrzymywania i właściwościami nanorurek węglowych, rozprawa doktorska pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Ryszarda J. Kaleńczuka, ZUT, Szczecin 2008, 10
• [2] Borros E.B., Jorio A., Samsonidize G. G., Capaz R.B., Filho A.G.S., Filho J.M., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S., Physics Reports, 431 (2006)
• [3] Chen B., Bhowmick S., Mallick R.B., Harvesting energy from asphalt pavements and reducing the heat island effect, 2008
• [4] Dobrzańska-Dankiewicz A.D, Cichocki D., Nanokompozyty złożone z nanorurek węglowych pokrytych nanokryształami metali szlachetnych, wyd. 2, WMT, Politechnika Śląska, Gliwice 2015, 9
• [5] Huczko A., Nanorurki Węglowe, Czarne diamenty XXI wieku, Warszawa (2004)
• [6] Huczko A.,Kurcz M.,Popławska M., Nanorurki węglowe otrzymywanie, charakterystyka, zastosowania, Warszawa 2018
• [7] Kałużny J., The application of carbon nanotubes for reducing the friction of internal combustion engine, Combustion Engines, 2015
• [8] Kostrzewska-Siedlarz A., Inteligentne nawierzchnie drogowe i konstrukcje z nanomateriałami, Magazyn Autostrady 8–9/2017
• [9] Liew K., Kai M., Zhang L., 2016. Carbon nanotube reinforced cementitious composites An overview. Composites Part A 91: 301–323
• [10] Norhasri M., Hamidah M., Fadzil A,. 2017, Applications of using nano material in concrete A review. Construction and Building Materials 133: 91–97
• [11] Sheibe B. , Badanie technologii funkcjonalizacji i frakcjonowania nanorurek węglowych, rozprawa doktorska pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Ryszarda J. Kaleńczuka, ZUT, Szczecin 2012, 10
• [12] Shirakawa T., Tada A., Okazaki N., Development of Functional Carbon Nanotubes – Aspahlt Composites, Katami Institute of Technology (Department of Civil & Environmental Engineering), Japan, 2012
• [13] Terranova M.L, Sessa V. i Rossi M., Chem.Vap. Deposition 12 (2006) 315
• [14] Zalech W. B., Samooczyszczające się powierzchnie, Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej, Wydział Chemiczny, Politechnika Łódzka, 2015, 40
• [15] https://inhabitat.com/new-carbon-nanotube-wind-turbine-bladeis- ighter-stronger-more-efficient/
• [16] https://sites.google.com/site/cntcomposites/cnt-polymer-applications
• [17] https://www.flickr.com/photos/93277085@N08/14362018802
• [18] Fortuniak K., Miejska wyspa ciepła, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 2003
• [19] Gomis J., Galao O., Gomis V., Zornoza E., Garcés P.: Self-heating and deicing conductive cement. Experimental study and modeling. „Construction and Building Materials”, 75/2015, s. 442-449.
• [20] Han B., Yu X., Kwon E.: A self-sensing carbon nanotube/cement composite for traffic monitoring. „Nanotechnology”, 20/2009, s. 5