Химия кремнезема

Введение

Актуальность. В последние десятилетия во всем мире резко возрос интерес к разработкам в области производства и исследования нанодисперсных систем или наноматериалов. Золь-гель синтез обеспечивает условия для образования наноразмерных частиц и агрегатов из жидких прекурсоров и на их основе материалов с преобладающей ролью межфазных поверхностей и необычных свойств. Помимо классических схем золь-гель процессов, основанных на использовании водных силикатов щелочных металлов и гидролизе алкоксидов, в последние десятилетия разработаны различные варианты этих процессов, позволяющие получать самые разнообразные материалы с специфические свойства.

Материалы, полученные на основе или с добавкой SiO2, могут отличаться широким спектром функциональных свойств. Наноразмерный эффект частиц проявляется в необычных свойствах материалов, полностью отличных от известных свойств объемных материалов: оптических; термический; механический; химическая; биомедицинский.
Введение наночастиц кремнезема позволяет значительно улучшить свойства известных материалов, например, цемента, керамики, дерева.
Например, при введении нанокремнезема в цементные вяжущие при гидратации увеличивается удельная электропроводность и уменьшается водородный индекс активированной воды с нанокремнеземом, что свидетельствует о взаимодействии молекул воды с наночастицами, в результате чего в водная среда, но пространственная водородная сетка и ее устойчивость не нарушаются.
1 Способы синтеза нанокремнезема В настоящее время в связи с быстрым ростом урбанизации в строительной отрасли существует потребность в улучшении физических, механических и химических свойств строительных материалов (бетон и др.). Один из вариантов - добавление SiO2 - «нанодисперсного кремнезема». Этот термин объединяет различные разновидности дисперсного кремнезема (гели, золи, пасты, суспензии), обнаруженные в естественных условиях или созданные людьми в процессе технологической деятельности. Нанодисперсный кремнезем - один из важнейших природных объектов и основной компонент оксидных материалов, получаемых золь-гель методом [1].
Термин «коллоидный кремнезем», описанный в монографии Эйлера [1], получил широкое распространение как стабильные дисперсии или золи, состоящие из дискретных аморфных частиц. Представители нанодисперсных оксидных систем - гидрозоли кремнезема получили широкое распространение благодаря своим свойствам - полимерной природе частиц, обеспечивающей высокую реакционную способность и возможность адсорбционной модификации поверхности.
На рисунке 1 показана классификация кремнезема.
Рисунок 1. – Международная классификация кремнеземов
В настоящее время разработаны промышленные методы получения высокодисперсных золей кремнезема. Это позволяет получить обширный ассортимент с различными размерами и степенями концентрации [1].
Одной из характерных черт гидрозолей кремнезема как лиофильных систем является способность образовывать гель. Золь-гель технология имеет преимущества перед традиционными методами и позволяет обеспечить продукт исходным сырьем высокой чистоты и сделать его однородным. Золь-гель метод - это метод синтеза конкретных материалов (в том числе наноразмерных), заключающийся в получении исходного продукта в виде золя с последующим преобразованием его в гель [2]. Многие современные технологии основаны на процессе превращения золей в гели. Как правило, они связаны с производством материалов, обладающих уникальными свойствами и способных регулировать их структуру.
Описание золь-гель процесса может заключаться в образовании оксидной сетки в результате реакций поликонденсации молекулярного предшественника в жидкости.
Как правило, в этом процессе выделяют несколько стадий, начиная с силикатного раствора и затем формируя золь, который затем превращается в гель, и, наконец, получается сухой гель, который обычно образован трехмерной сеткой диоксида кремния, с многочисленными порами разного размера, соединенными между собой. На рисунке 2 показана маршрутная диаграмма этого механизма.
Рисунок 2. – Этапы золь-гель синтеза нанокремнезема
Одним из преимуществ использования золь-гель процесса в синтезе является то, что его можно проводить при комнатной температуре, что позволяет нам производить широкий спектр новых и функциональных материалов с потенциальным применением в различных областях; и, наконец, он действительно привлекателен по сравнению с другими методами из-за низкой стоимости производства.
Образцы золь-геля могут иметь широкий спектр морфологии, например монолиты, пленки, волокна и порошки. Особенно технологически важны фильмы.
Процесс начинается с образования «золя», который представляет собой стабильную дисперсию коллоидных частиц (аморфных или кристаллических) или полимеров в растворителе. «Гель» образован трехмерной непрерывной сеткой, содержащей жидкую фазу, или соединением полимерных цепей. В коллоидном геле сеть построена из агломератов коллоидных частиц. Находясь в полимерном геле, частицы имеют полимерную субструктуру, состоящую из агрегатов субколлоидных частиц. Обычно силы Ван-дер-Ваальса или водородные связи доминируют во взаимодействиях между частицами золя. Во время синтеза в большинстве гелевых систем преобладают ковалентные взаимодействия, и гелеобразование необратимо. Процесс гелеобразования может быть обратимым, если задействованы другие взаимодействия [2].
Целью золь-гель-синтеза является растворение соединения в жидкости для получения твердого вещества, которое регулирует факторы указанного синтеза. Используя контролируемую стехиометрию, можно смешивать золи различных реагентов для получения многокомпонентных соединений. Золь-гель метод предотвращает проблемы соосаждения, которые могут быть неоднородными, поскольку это реакция гелеобразования. Это позволяет смешивать на атомном уровне с образованием мелких частиц, которые легко спекаются.
Обычно в золь-гель химии металлоорганическое соединение, которое обычно представляет собой алкоксид, нитрат или хлорид, реагирует в водных условиях с образованием твердого вещества. Этот продукт может представлять собой плотный стеклянный монолит, молекулярный фильтр с большой площадью поверхности, аэрогель из оксида металла, нитридное покрытие или наночастицы. Процесс начинается с реакций гидролиза и конденсации предшественника с образованием геля с последующим старением, экстракцией растворителем и, наконец, сушкой. Эти реакции можно катализировать добавлением кислоты или основания, что приведет к образованию плотных или диффузных сеток, соответственно, изменяющих кинетику гидролиза. Выбор прекурсора и катализатора в конечном итоге зависит от того, что вы хотите сделать [4].
На стадии гелеобразования из предшественников геля в водном растворе образуются конденсаты, которые гидролизуются и полимеризуются через спирт или воду. Когда начинается гелеобразование, когда средний размер конгломерата очень мал, их лучше всего моделировать с помощью приближения на атомном уровне.
В последние десятилетия были предприняты значительные усилия для разработки теоретических моделей для этого с убедительными результатами. В случае иерархически структурированных гелей и гелей низкой плотности их нельзя анализировать непосредственно с использованием молекулярных моделей; следует использовать мезомасштабный подход. Напротив, относительно плотные гели можно смоделировать с помощью моделирования на атомном уровне или моделирования крупных зерен. Старение геля является продолжением стадии гелеобразования, на которой сетка геля усиливается за счет дополнительной полимеризации, которую можно контролировать, варьируя температуру и тип растворителя.
На следующем этапе во время старения геля может происходить синерезис, который представляет собой вытеснение растворителя из-за сжатия гелевой матрицы. Процесс сушки геля заключается в удалении воды из гелевой системы с одновременным разрушением гелевой структуры в условиях постоянных температуры, давления и влажности [5, 6].
Обычно сухой гель прокаливают, чтобы превратить его в кристаллический материал. Обычно протекают следующие реакции: десорбция растворителя и воды, физически абсорбированной стенками микропор (100–200 ° C), разложение остаточных органических групп на диоксид углерода (300–500 ° C), схлопывание мелких пор (400–500 ° C). ° C), схлопывание более крупных пор (700–900 ° C) и продолжающаяся поликонденсация (100–700 ° C). Явления спекания и уплотнения вызываются различными механизмами, такими как испарительная конденсация, поверхностная диффузия, ограничение зерен и массовая диффузия.
Как упоминалось ранее, золь-гель метод позволяет производить бесконечное количество материалов и керамики. Его универсальность позволяет нам охватить множество областей знаний, охватывающих такие глобальные вопросы, как энергия, биотехнология, электроника, здравоохранение, загрязнение окружающей среды, строительные материалы для тканевой инженерии и интеллектуальное покрытие молекулярных отпечатков. Таким образом, золь-гель материалы могут быть разных типов, начиная с катализаторов, наноносителей, неорганических пигментов, лекарств, магнитных и металлических наночастиц. Кроме того, он позволяет инкапсулировать биологические молекулы, такие как белки и ферменты, которые можно использовать в качестве биосенсоров или высвобождения лекарств при лечении нейродегенеративных заболеваний, таких как, например, рак, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.
2 Механизм действия наночастиц кремнеземаНаночастицы SiO2 могут повышать прочностные свойства бетона, снижать водонепроницаемость и, как следствие, долговечность бетона. По сравнению с микрокремнеземом они более активно ускоряют гидратацию цемента.
Наночастицы кремнезема работают намного эффективнее микрочастиц. Это связано с большей удельной поверхностью, а также с меньшим количеством примесей. Следовательно, получается более высокое содержание SiO2, а в нанокремнеземе он содержится только в аморфной форме, а микрочастицы, кроме того, находятся в кристаллической форме. Количество аморфного SiO2 во многом определяет активное действие пуццолановых добавок и, как следствие, ускорение схватывания в водной среде. Следовательно, использование золя кремниевой кислоты со стабильной водной формой наночастиц позволит активно модифицировать бетон [9].
Рисунок 3. – Структура нанобетонов с добавлением нанокремнезема
Существует несколько разновидностей аморфного нанокремнезема, и все они широко используются в современной промышленности. Ученые Иркутского национального университета изучили различные варианты использования диоксида кремния, плюсы и минусы процессов его промышленного производства. Используя несколько типов кремнезема, такие как нанодисперсная пыль, белая сажа и самый сложный из них - коллоидный кремнезем, можно улучшить свойства многих материалов, как в строительной отрасли (модификация строительных смесей и бетонов для сокращения времени строительства и повышение прочностных характеристик - Ultra High Performance Concrete или UFPC; в результате только сталь может конкурировать с этим материалом по соотношению прочности к весу), и в химическом производстве при производстве шин и синтетических каучуков. И везде наблюдаются только положительные эффекты от его использования [10].
Но наибольшее использование кремнезема наблюдается именно в строительной отрасли. Именно поэтому ученые Восточно-Сибирского государственного технологического университета исследовали влияние наночастиц кремнезема на мелкозернистый базальтоволокнистый бетон. Была изучена химическая стойкость волокна, и в связи с полученными результатами ученые пришли к выводу, что с помощью наночастиц можно уменьшить негативное влияние твердеющей цементной среды и повысить коррозионную стойкость волокна. При этом поверхность претерпела незначительные изменения, что свидетельствует о связывании извести с более активным нанокремнеземом и создании центров кристаллизации гидратированных новообразований, что сильно влияет на гидратацию портландцемента. По прочностным характеристикам достигнуто увеличение прочности на сжатие на 35%, на изгиб - на 65% по сравнению с контрольным образцом. Это указывает на возможность снижения расхода ресурсов при строительстве [11].
Сотрудники Научно-исследовательского геотехнологического центра ДВО РАН приступили к исследованиям повышения прочности бетона с помощью жидких нанодобавок. Наночастицы SiO2 были получены с использованием золь-гель перехода в системе тетроэтосилана, затем высушены и прокалены. После этого к смеси добавляли порошок, а к некоторым образцам добавляли суперпластификатор. Образец с добавкой показал увеличение прочности на сжатие на 7,6%, тогда как при использовании наночастиц и добавок увеличение составило 72% по сравнению с контрольным образцом. В целом было отмечено, что удельная поверхность наночастиц является решающим фактором в улучшении механических свойств бетона. Нанокремнезем увеличивает скорость набора прочности, а коэффициент прочности на 28–3 дня ниже, чем у других образцов. Следовательно, при использовании добавки можно сэкономить цемент (до 40%) и разжижающие структуры [12].
Ученые из того же центра провели испытания по повышению прочности блоков бордюра, только теперь нанокремнезем был произведен с использованием баромембранной установки из исходного сепаратора для получения стабильного водного золя. Смесь готовили в двухвальном горизонтальном смесителе с одновременным автоматическим дозированием инертных материалов. Смесь должна быть однородной. В результате испытаний было установлено, что прочность на сжатие увеличилась на 33%, а характер трещин изменился. Образцы с добавкой сохраняли форму после разрушения [13].
Группа исследователей из Восточно-Сибирского университета провела научные эксперименты по использованию нанодисперсного порошка диоксида кремния и оценке его воздействия на материал. Для лучшего диспергирования агломератов наночастиц использовался ультразвуковой диспергатор, затем в смесь вводилась добавка, при этом проводились наблюдения за изменением скорости схватывания, которая была значительно снижена из-за избыточного количества Ca (OH) 2. , переходящий в гидратированный раствор из-за интенсивной протонизации зерен. цемент. В результате за счет развития ионного обмена Ca2 + и 2H + высвобождаются новые молекулы воды, что приводит к пластификации цементного теста [14]. Что касается прочности, то тут прямая пропорция - с увеличением концентрации нанокремнезема прочность увеличивается в 1,6–1,8 раза, а подвижность цементного теста увеличивается. Также было определено, что при введении наномодификатора наблюдается уменьшение пористости при изменении распределения пор по размерам.
По сравнению с микрокремнеземом наночастицы SiO2 значительно улучшают характеристики материалов, что было продемонстрировано в работе ученых из Геотехнического центра на Дальнем Востоке. Были использованы различные вариации состава, и в результате исследователи пришли к выводу, что прочность мелкозернистого бетона зависит от расхода золя нанокремнезема, при расходе 0,25% наблюдается увеличение прочности на 24,8%, пока достигается ускорение набора силы, но нет смысла брать концентрацию золь выше, так как прочность начинает снижаться. Что касается микрочастиц, то прирост прочности составил 26%, а концентрация частиц была выше - 15% от веса цемента. Это связано с тем, что наночастицы имеют увеличенную удельную поверхность и за счет этого сохраняется материал [14].
Ученые Иркутского технологического университета изучали влияние нанокремнезема на фибробетон с использованием минеральных волокон. Сам нанокремнезем был получен на ускорителе электронов [15].
Было обнаружено, что использование наночастиц способствует более высокой стойкости к сегментации и лучшему расслаиванию бетонных смесей за счет высокой удельной поверхности. Кроме того, нанокремнезем, взаимодействуя с известью, улучшает коррозионную стойкость базальтового волокна, в результате чего улучшаются физико-механические характеристики материала. Эксперименты также показали, что использование наночастиц диоксида кремния увеличивает прочность на сжатие на 40% и на 60% при растяжении по сравнению с контрольным образцом. Отмечено также улучшение морозостойкости и усадки [16].
В другом исследовании изучалось влияние нанодисперсных добавок на свойства бетона. В частности, использовались нанокремнеземы (НК) Таркосил-05 и Таркосил-20, полученные на ускорителе электронов по методике [14]. Были рассмотрены два метода введения НК в воду, а именно ультразвуковая обработка воды и нагрев воды до температуры 40-80 ° С. Изучение активации воды путем активации наночастиц было выбрано из-за способности молекул воды образовывать бесконечный поток. ветвящийся кластер. Анализ результатов показал, что характер распределения частиц НК в обоих случаях одинаков, но при нагревании диспергирование частиц происходит более эффективно. Кроме того, отопление поможет в проектировании и организации технологического процесса. При испытании образцов был сделан вывод, что прочность материала выше как на ранней, так и на поздней стадии при использовании Таркосила-05. Также была решена одна из основных проблем мелкозернистого бетона - благодаря применению НК удалось добиться снижения показателей усадочной деформации [17].
Помимо бетона, я использую нанокремнезем для улучшения других типов материалов. Сотрудники Бурятского государственного университета изучили влияние нанопорошка на износостойкость лакокрасочного покрытия. Для исследований использовался нанопорошок Таркосил-20, не содержащий примесей кристаллической фазы. Содержание порошка в краске было не более 0,1%, так как при более высокой концентрации покрытия получаются грубыми и непригодными для практического использования. Износостойкость проверялась пескоструйным аппаратом, в результате значение микротвердости увеличилось в 3,5 раза по сравнению с контрольным образцом. В целом установлено, что использование нанопорошка увеличивает износостойкость покрытия без значительного нарушения эластичности и других свойств лакокрасочных покрытий, важных для практического использования [18].
В другой работе авторы предположили, что при использовании нанокремнезема (НК) с другой природой поверхности можно целенаправленно регулировать свойства бетона и вяжущих. В эксперименте использовался как синтезированный, так и технический кремнезем. В результате было обнаружено увеличение удельной электропроводности и уменьшение водородного индекса активированной воды, что свидетельствует об образовании новой структуры в воде за счет взаимодействия с НК. Введение синтезированного нанокремнезема повысило прочность цементного камня на 10% по сравнению с пирогенным, что связано с высокой удельной поверхностью НК, позволяющей заполнять микропоры цементного камня. Помимо увеличения прочности были получены улучшенные гидрофизические характеристики за счет создания дополнительных центров кристаллизации, вокруг которых кристаллизуются гидратированные новообразования [19].
Сотрудники Белорусского национального технического университета изучали модификацию материалов на основе цемента нанокремнеземом. В качестве добавки использовали SiO2, полученный на криохимической установке из гидротермальных растворов. После этого порошок нанокремнезема был введен в водную фазу для достижения равномерного распределения частиц с помощью ультразвука. Затем были изготовлены образцы и в результате получилось увеличить прочность на сжатие на 30%, а если использовать суперпластификатор, то результат будет около 40%. Таким образом, гидротермальный нанокремнезем воздействует на цемент, и за счет этого можно повысить прочность и долговечность конструкций [20].
Мы можем видеть зарубежные исследования свойств и воздействия нанокремнезема во многих работах, например, китайские ученые изучали роль SiO2 в улучшении микроструктуры бетона с различными марками заполнителя. Помимо цементно-песчаной смеси, для улучшения действия наночастиц кремнезема использовался суперпластификатор. После проведения различных испытаний было обнаружено, что при использовании SiO2 происходит улучшение водостойкости бетона, причем скорость улучшения находится на максимальных значениях. В результате полученные результаты показали, что добавление нанокремнезема для скрепления микродефектов в бетоне за счет сужения межфазной переходной зоны и залечивания микротрещин, что привело к повышению плоской плотности микроструктур и привело к уменьшению общей проницаемая пористость. Как следствие, увеличилась непроницаемость бетона [21].
В другой зарубежной работе, а именно индийских ученых, было рассмотрено, как использование наночастиц повлияет на долговечность бетона. В качестве материала использовался летучий бетон. Помимо наночастиц кремнезема, в качестве добавок использовались пары SiO2 в процентах 3 и 6% соответственно. Карбонизация и сульфатная атака считались показателями долговечности. Глубина карбонизации смеси с нанокремнеземом показывает значительное снижение на 73% по сравнению с контрольным образцом после 180 дней воздействия, в то время как материал, использующий пар, показал результат на 35%. Что касается снижения содержания сульфатов, то результаты оказались в пользу наночастиц - 39% против 30%. Эти результаты показывают, что в присутствии наночастиц кремнезема продукты гидратации более стабильны и устойчивы к проникновению агрессивных ионов, что обеспечивает более длительную прочность бетона. На основании этого был сделан вывод, что введение нано-SiO2 увеличивает срок службы бетона и его характеристики значительно улучшаются [22].
Исследователи из Китая сравнили коллоидный кремнезем и порошок SiO2 при использовании в цементном тесте, а именно влияние на частицы цемента. Добавление коллоидного диоксида кремния показало гораздо больший эффект на седиментацию и реологическое поведение пасты, чем добавление порошка, поскольку наночастицы коагулируют сразу после смешивания цемента с водой, образуя рыхлые хлопья и слой воды вокруг частиц цемента. Также добавление коллоидного кремнезема показало лучший ускоряющий эффект на гидратацию цемента. Благодаря открытию свойств поглощения кальция было обнаружено, что эффект ускорения сильно зависит от быстрого истощения ионов в пасте, тем самым подтверждая, что ускорение может не иметь ничего общего с эффектом затравки [23].
Использование нанокремнезема дает множество положительных эффектов, но необходимо не перебарщивать с его концентрацией в материале. Ученые из Индии решили заняться этой проблемой и провели серию исследований по оптимизации дозировки наночастиц кремнезема в цементной системе. Исследования проводились аналитически и экспериментально, основываясь на понимании реакции гидратации трикальцийсиликата на ранней стадии. Через 24 часа гидратации содержание CH снижалось на 30% при использовании 10% наночастиц, что указывает на появление пуццоланового эффекта. С помощью ИК-Фурье-сканера также было обнаружено, что нанокремнезем также ускоряет полимеризацию в силикатной цепи, и при концентрации 10% образуется более кристаллическая структура. Это может вызвать медленную скорость гидратации в более позднем возрасте, поскольку образуется очень плотная и компактная микроструктура. Исследования показали, что добавление нанокремнезема до 5% более полезно, потому что более высокие дозы не вносят значительный вклад. После дополнительных исследований пасты и бетона было найдено оптимальное значение концентрации 2–3%, что дает значительный вклад в прочностные свойства [24].
Ученые из США вместе с китайскими коллегами провели исследование влияния модификации коллоидного нанокремнезема на гидратацию цемента и его свойства. Помимо нанокремнезема использовался золь металлического кремния. Результаты испытаний показали, что пуццолановая активность коллоидного SiO2 выше, чем у золя, и эффект ускорения гидратации также выше, чем у кремнеземного дыма в раннем возрасте, но со временем их эффект сравним. Что касается гидратации, то ее ускорение, а также созревание гелевой структуры в пасте с добавлением кремнезема достигается за счет ускорения растворения частиц цемента и осаждения гидратов на поверхности наночастиц. Но это ускорение может быть присуще только в раннем возрасте, потому что в более позднее время гидратация будет затруднена. Кроме того, было обнаружено, что измерение содержания, которое использовалось в исследовании, не подходит для мониторинга гидратации пасты с добавлением нанокремнезема, которая будет постепенно уменьшаться из-за влияния наночастиц на структуру геля [25] .
Малазийские специалисты провели исследования наночастиц мезопористого диоксида кремния, который был синтезирован золь-гель методом с использованием тетраэтоксисилана в качестве источника SiO2 и цетилтреметиламмонийбромида в качестве направляющего агента. Полученный нанокремнезем был модифицирован на металлической подложке с упором на кислотность, площадь поверхности, размер пор и ионообменную способность. В качестве модификатора использовали алюминий. В результате исследования было обнаружено, что загрузка алюминия привела к появлению достаточно сильных зон Льюиса и слабых зон Брандстеда. Исследование дифрактограммы показало увеличение деформации сжатия и размера кристаллов от мольного отношения Si / Al, которое варьировалось от 0 до 20, и уменьшение деформации, а также размера кристаллов при низких значениях Al [26].
Специалисты Школы материаловедения и инженерии изучали технологические свойства затвердевших цементных паст, обработанных нано SiO2. В качестве материалов использовались коллоидный нанокремнезем со средним размером частиц 20 нм и его прекурсор тетраэтоксисилан. Сам эксперимент заключался в обработке цементных паст с разным содержанием воды и воды и измерении степени водопоглощения после замачивания образцов в течение часа. Результаты показали, что наночастицы кремнезема способны снижать технологические свойства паст за счет изменения структуры пор. Кроме того, коллоидный нанокремнезем снижает пороговое значение и объем пор более 0,1 мкм. Также в ходе эксперимента была обнаружена линейная зависимость между объемом капиллярных пор менее 0,1 / 0,01 мкм и технологическими свойствами, что объясняется снижением технологических свойств затвердевших цементных паст после обработки поверхности нано-SiO2 [27].
ЗаключениеНа основании изученных материалов можно выделить огромный спектр применения нанокремнезема, начиная от добавок в бетонные смеси и заканчивая покрытием различных материалов.
Причем использование нано SiO2 может быть выраженно в разных формах, таких как порошок, гель. Поэтому можно сказать, что способы синтеза данного материала являются перспективными в связи с обширным использованием материала.
При этом данные методы должны быть как экономичными, так и эффективными.

Список использованной литературы

Р.Айлер. Химия кремнезема // МИР. – Москва. – 1982г. – 416 с.
Юровский В.С., Глухаткина Л.Г., Панкратова Г.М., Сорокина И.Е., Максимова Т.В. Разработка тепломорозостойких резин для рукавных изделий на основе силоксановых каучуков и отечественных кремнеземных наполнителей // Производство и использование эластомеров. 2016. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-teplomorozostoykih-rezin-dlya-rukavnyh-izdeliy-na-osnove-siloksanovyh-kauchukov-i-otechestvennyh-kremnezemnyh-napolniteley (дата обращения: 10.06.2020).
Aly, M., Hashmi, M. S. J., Olabi, A. G., Messeiry, M., Abadir, E. F., Hussain, A. I.  Effect of colloidal nano-silica on the mechanical and physical behaviour of waste-glass cement mortar // Materials and Design. 2012. Vol. 33. P. 127–135.
Berra, M., Carassiti, F., Mangialardi, T., Paolini, A. E.,Sebastiani, M. Effects of nanosilica addition on workability and compressive strength of Portland cement pastes // Construction and Building Materials. 2012. Vol. 35. P. 666–675.
Björnström, J., Martinelli, A., Matic, A., Börjesson, L.,Panas, I. Accelerating effects of colloidal nano-silica for beneficial calcium–silicate–hydrate formation in cement // Chemical Physics Letters. 2004. Vol. 392. P. 242–248. 
Choolaei, M., Rashidi, A. M., Ardjmand, M., Yadegari, A., Soltanian, H.  The effect of nanosilica on the physical properties of oil well cement // Materials Science and Engineering: A. 2012. Vol. 538. P. 288–294. 
Gaitero, J. J., Campillo, I., Guerrero, A. Reduction of the calcium leaching rate of cement paste by addition of silica nanoparticles // Cement and Concrete Research. 2008. Vol. 38. P. 1112–1118. 
Jalal, M., Pouladkhan, R. A., Norouzi, H., Choubdar, G. Chloride penetration, water absorption and electrical resistivity of high performance concrete containing nano silica and silica fume // Journal of American Science. 2012. Vol. 8. P. 278–284.
Потапов В.В., Горев Д.С. Физико- химические характеристики нанокремнезема (золь, нанопорошок) и микрокремнезема // Фундаментальные исследования. – 2018. – № 6. – С. 23-29;URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=42160 (дата обращения: 14.06.2020).
Колосов А. Д., Немаров А. А., Небогин С. А. Технология получения и применения нанокремнезема при производстве новых материалов для машиностроения // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. №3 (55). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-polucheniya-i-primeneniya-nanokremnezema-pri-proizvodstve-novyh-materialov-dlya-mashinostroeniya (дата обращения: 05.06.2020).
Урханова Л.А., Лхасаранов С.А., Розина В.Е., Буянтуев С.Л. Мелкозернистный базальтофибробетон с нанокремнеземом // Строительные материалы. 2015. № 6. С. 45–48.
Потапов В. В., Кашутин А. Н., Сердан А. А. и др. Нанокремнезем: повышение прочности бетонов  // Наноиндустрия. — 2013. — № № 3. — С. 40–48.
Потапов В., Кашутин А., Остриков А., Шалаев К. Нанокремнезем – добавка для улучшения бордюрных изделий // Наноиндустрия. 2013. № 6 (44). С. 60–65.
Горев Д.С., Потапов В.В., Горева Т.С. Нанокремнезем на основе гидротермальных растворов: характеристики, результаты повышения прочности мелкозернистого бетона // Современные наукоемкие технологии. – 2018. – № 8. – С. 54-58;URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=37119 (дата обращения: 13.06.2020).
Бардаханов С.П., Корчагин А.И., Куксанов Н.К., Лаврухин А.В., Салимов Р.А., Фадеев С.Н., Черепков В.В., Вейс М.Е.. Применение мощных ускорителей электронов типа ЭЛВ для получения нанопорошков // Problems of atomic science and technology. 2008. № 5. Series: Nuclear Physics Investigations (50), P.165–168.
Розина В.Е. Мелкозернистый базальтофибробетон с нанокремнеземом. автореферат дис. ... кандидата технических наук / Вост.-Сиб. гос. ун-т технологий и упр.. Улан-Удэ, 2015.
Урханова Л. А., Хардаев П. К., Лхасаранов С. А. Модифицирование цементных бетонов нанодисперсными добавками // Строительство и реконструкция. 2015. № 3. С. 167–175
Номоев А.В., Лыгденов В.Ц., Бардаханов С.П. Влияние нанопорошка диоксида кремния на износостойкость лакокрасочного покрытия // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2010. Т. 2. № 3. С. 19–24.
Урханова Л.А., Лхасаранов С.А., Бардаханов С.П. Модифицированный бетон с нанодисперсными добавками // Строительные материалы. 2014. № 8. С. 52–55.
Урханова Л.А., Лхасаранов С.А., Ветошкин И.В. Исследование влияния нанокремнезема и суперпластификаторов на свойства фибробетона // Вестник ВСГУТУ. 2019. № 3 (74). С. 93–98.
Xiao H., Liu R., Zhang F., Liu M., Li H. Role of nano-SiO2 in improving the microstructure and impermeability of concrete with different aggregate gradations // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 188. P. 537–545.
Singh L. P., Ali D., Tyagi I. S., Singh, R. Durability studies of nano-engineered fly ash concrete // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 194. P. 205–215.
Kong D., Corr D., Yang Y., Shah S. Influence of colloidal silica sol on fresh properties of cement paste as compared to nano-silica powder with agglomerates in micron-scale // Cement and Concrete Composites. 2015. Vol. 63.
Singh L. P., Ali D., Sharma U. Studies on optimization of silica nanoparticles dosage in cementitious system // Cement and Concrete Composites. 2016. Vol. 70.
Kawashima S., Kong D., Corr D., Qian, J., Shah S. Modification effects of colloidal nanoSiO2 on cement hydration and its gel property // Composites Part B: Engineering. 2013. Vol. 45. P. 440–448.
Keshavarz M., Ahmad N. Characterization and Modification of Mesoporous Silica Nanoparticles Prepared by Sol-Gel // Journal of Nanoparticles. 2013. Vol. 10.
Cheng X., Qian J., Zhang R., Cao W., Shah S. Characteristics of Surface-treatment of Nano-SiO2 on the Transport Properties of Hardened Cement Pastes with Different Water-to-Cement Ratios // Cement and Concrete Composites. 2014. Vol. 55. P. 10.