Токопроводящий бетон. Как сделать бетэл. Электропроводность бетона


Использование бетона в качестве электропроводного материала |

Использование бетона в качестве электропроводного материала

В настоящее время бетонные и железобетонные конструкции находят все более широкое применение в различных областях техники. Новые области применения бетона потребовали и новых зйаний о его свойствах. Наряду с изучением физико-механических свойств сейчас стали уделять большое внимание электротехническим свойствам бетона и, как следствие этого, были начаты работы по созданию бетонов с заранее заданными электрическими характеристиками.

Во многих странах ведутся работы по созданию специальных бетонов с заданными электрическими свойствами, а также по исследованию и использованию электрических свойств обычных строительных бетонов. Интерес к этой работе обусловлен большими перспективами, которые откроются перед строительством, электроэнергетикой и другими отраслями техники в том случае, если будут найдены надежные пути превращения бетона в электропроводящий материал.

Изучение электрических свойств бетонов и создание новых типов электропроводящих бетонов идет в двух направлениях.

1.Создание электропроводящих бетонов с малым удельным электрическим сопротивлением и стабильностью электрических параметров во времени при изменяющихся условиях эксплуатации.

2.Изучение электрических свойств существующих бетонов и создание бетонов с улучшенными электроизоляционными свойствами: высоким удельным электрическим сопротивлением, малым значением диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, высокой электрической прочностью.

Разделение материалов на конструктивные и электротехнические существует во всех отраслях техники. Это объясняется тем, что известные электротехнические материалы по технико-экономическим показателям, а иногда из-за специфических физико-механических свойств, не могут быть использованы как конструктивные. Попытки использовать электроизоляционные или электропроводящие свойства обычного бетона делались и раньше, однако все они, как правило, неудачны, так как бетон не обладал стабильными электрическими свойствами, а регулировать их в заданных границах не представлялось возможным. Поэтому создание на основе обычного бетона материала, обладающего высокими конструктивными и необходимыми заранее заданными электрическими свойствами, является задачей большого народнохозяйственного значения.

Обычный бетон в определенных температурно-влажностных условиях обладает способностью проводить электрический ток, однако это его свойство является не стабильным. Кроме того, в большинстве случаев электропроводность обычного бетона рассматривается как вредная, так как с ней связана электрокоррозия арматуры в железобетонных конструкциях под воздействием блуждающих токов.

В ряде случаев эту способность пытаются использовать для целей заземления некоторых строительных конструкций, работающих под воздействием электрического тока. Последнее возможно лишь в том случае, если бетон будет стабильным проводником тока. Однако при сезонных колебаниях температуры и влажности электрическое сопротивление обычного бетона меняется на 6—8 порядков. Объясняется это тем, что он обладает ионным характером проводимости. При насыщении бетона водой происходит переход легкорастворимых компонентов цементного камня в жидкую фазу и он становится полупроводником с низким удельным электрическим сопротивлением. Высушивание же бетона приводит к росту его сопротивления.

Предлагались различные способы улучшения электрических свойств бетона. Большинство из них основывалось на том, чтобы воспрепятствовать проникновению влаги внутрь бетона или уменьшить ее влияние. Разработанный во Франции так называемый «изоляционный бетон Ламберта» приготавливался на водных битумных эмульсиях. Заполняя поры, образующиеся в теле бетона, битум затруднял его увлажнение, стабилизируя тем самым электрическое сопротивление. Бетон, предварительно высушенный, а затем покрытый или пропитанный с поверхности различными изоляционными составами, применяется во многих странах для изготовления токоограничивающих бетонных реакторов. В целях увеличения электрического сопротивления бетона, предназначенного для изготовления железобетонных шпал, в его состав вводились ионно-обменные смолы, которые связывали образующиеся при увлажнении бетона свободные ионы. Уменьшение концентрации ионов в жидкой фазе приводило к снижению электропроводности как самой жидкой фазы, так и бетона в целом. Наконец, высказывались предложения о получении изоляционных бетонов на основе полной замены цементной связки на полимерную. В зарубежной практике наибольшее распространение получил способ использования полимерных связок для получения электро-изоляцонных пластобетонов, в частности эпоксидного бетона.

Попытки использовать проводящие свойства бетона во влажном состоянии имели ограниченный успех. Объясняется это тем, что влажный бетон, с одной стороны, не выдерживал импульсов тока, с другой — при низких температурах, когда вода, находящаяся в бетоне, замерзала, он становился плохим проводником.

Характерная особенность большинства упомянутых выше работ заключалась в том, что бетон рассматривался с электрической точки зрения как нечто единое без достаточного учета его химического и фазового состава, микро- и макроструктуры, особенностей физико-химических процессов, приводящих к образованию его как материала.

В основу ведущихся исследований положен иной принцип получения как токопроводящих, так и изоляционных бетонов. Для изоляционных бетонов это, во-первых, комплексное изучение свойств отдельных компонентов цементного вяжущего и различных их сочетаний, что позволило выделить те из них, которые бы в наибольшей степени приближались к диэлектрикам и, во-вторых, установление роли пористости бетона и определение границы, опасной в электрическом отношении. Для электропроводящих бетонов это, во-первых, отыскание токопроводящёй добавки, изменяющей свойства бетона в сторону повышения его электропроводности и, во-вторых, получение на ее основе композиционного материала — специального бетона со всеми характерными качествами проводника электрического тока.

В результате этих работ был создан электропроводящий бетон, названный бетэлом, обладающий, наряду с конструктивными свойствами, способностью проводить электрический ток.

На основании теоретических и экспериментальных исследований было установлено, что изменение в нужном направлении фазового состава и структуры цементного камня и бетона, а также использование токопроводящих добавок является одним из основных путей получения бетонов с заданными электрическими свойствами. Этого следует добиваться не только за счет выбора исходного вяжущего, заполнителя и добавок, но и создания оптимального с точки зрения электрических свойств режима твердения. В ранее выполненных работах в нашей стране и за рубежом первое учитывалось недостаточно, а второе не принималось во внимание вообще.

Связка, используемая в бетоне, может быть самой различной и в зависимости от ее вида различают следующие типы бетона: пластобетона, полимерцементный бетон и бетон на цементном вяжущем. Если проанализировать их с точки зрения электрической, конструктивной и экономической эффективности, то можно сказать, что наиболее подходящим для электрических целей является бетон на цементном вяжущем, так как он имеет, помимо высоких конструктивных и технико-экономических показателей, достаточно хорошую короностойкость и дугостойкость. Поэтому работа по применению бетона для электротехнических целей и должна развиваться в направлении использования обычного цементного бетона с учетом различных методов, улучшающих его электрические свойства.

Предварительные исследования прочностных и электрических свойств бетэла показали, что он может быть получен с большим диапазоном электрических и механических свойств:

Удельное электрическое сопротивление, ом-см10—104

Прочность на сжатие, кг/см285—250

Прочность на растяжение, кг/см215—30

Объемный вес, г/см21,8—2,2

Допустимая плотность тока, а/см210—0,1

Рабочий диапазон температуры, °С—60°—I-150°

Рабочая температура перегрева, °С120

Допустимая скорость перегрева, °С/сек200

Удельная разрушающая энергия при однократном включении токовой нагрузки, вт-сек/см3230—300

Удельный объем, необходимый для рассеивания энергии 1 Мвт-сек при перегреве на 1°С, 0,57

Удельная теплоемкость, ккал/г-град0,22

Электропроводящие бетоны относятся к числу дешевых и доступных материалов. Их стоимость лишь в некоторых случаях будет незначительно превышать стоимость обычных строительных бетонов. Это объясняется тем, что при изготовлении электропроводящих бетонов и конструкций на их основе используются распространенные составляющие — вяжущие, добавки, заполнители, а также в основном освоенные промышленностью технологические процессы.

Бетэл может найти широкое применение в области гражданского и сельскохозяйственного строительства. Панели стен и перекрытий, полы, кровли с внутренним водостоком, фундаменты опор линий ЛЭП, — вот далеко не полный перечень конструкций из него.

Бетэл как всякий проводник при прохождении электрического тока нагревается. Это позволяет широко использовать его для создания электроотопительных элементов зданий. В качестве нагревательных элементов могут быть использованы без больших изменении конструкций и технологической оснастки применяемые в настоящее время стеновые панели и плиты междуэтажных перекрытий. Конструкции из электропроводящего бетона позволят отказаться от сложных существующих систем отопления, обеспечат возможность создания индивидуального микроклимата в жилых помещениях, позволят предложить ряд принципиально новых решений отдельных узлов, обеспечат сокращение сроков монтажа зданий, приведут к снижению целого ряда эксплуатационных расходов, особенно в условиях сурового климата.

midas-beton.ru

Токопроводящий бетон. Как сделать бетэл

Многие рассматривают возможность использования электропроводного бетона (БЭТЭЛА) в гражданском строительстве, поэтому в настоящее время большое внимание уделяется не только исследованию механических свойств бетона, но и его физико-электротехническим характеристикам. Мы говорим о разработке добавок в бетон с заранее заданными электрическими характеристиками. Например добавки, которые обеспечили бы электропроводность бетона. БЕтонЭлектропроводный — сокращенно бетэл.

Найден путь превращения бетона в электропроводящий материал и это ведет к революционным изменениям в строительстве и электроэнергетике!

Деление материалов на конструктивные и электротехнические всегда существовало во всех отраслях техники. Объяснить это можно тем, что известные электротехнические материалы из-за специфических физико-механических свойств, как правило, невозможно было использовать как конструктивные.

Обычный бетон при определенной температуре и влажности обладает способностью проводить электрический ток, но это его качество не является стабильным. Помимо этого, в большинстве случаев электропроводность обычного бетона приносила только вред, так как под воздействием блуждающих токов сильно повышалась коррозия арматуры в железобетонных изделиях.

Эту способность пытались использовать для заземления строительных конструкций, эксплуатирующихся под воздействием электрического тока. Но такое использование бетона возможно только в том случае, если он будет стабильным электропроводником, тогда как сезонные колебания температуры и влажности изменяло электрическое сопротивление бетона в 5-10 раз. Объясняется это тем, что насыщение бетона водой приводит к переходу легкорастворимых компонентов цементного камня в жидкую фазу и бетон становится полупроводником. Соответственно высушивание бетона приводит к резкому падению проводимости.

Улучшить электрические свойства бетона предлагалось разными способами, большинство из которых должно было воспрепятствовать проникновению влаги внутрь бетона или уменьшить ее воздействие. Во Франции был придуман, так называемый, «изоляционный бетон Ламберта», который приготавливался на водных битумных эмульсиях. Битум, заполняя поры в теле бетона, затруднял его увлажнение, стабилизируя электрическое сопротивление. Для повышения электросопротивления бетона, используемого для изготовления железобетонных шпал, в состав его вводили ионно-обменные смолы, которые связывали появляющиеся при увлажнении бетона свободные ионы, что приводило к снижению электропроводности жидкой фазы бетона, и всего материала в целом. Также, высказывались предложения полностью заменить цементную связку на полимерную, чтобы получить изоляционный бетон. Но до сих пор, попытки использовать проводящие свойства бетона во влажном состоянии не имели большого успеха.

В основу нынешних научных исследований положен совершенно другой принцип получения как токопроводящих, так и изоляционных бетонов:

  • для изоляционных бетонов ведется комплексное изучение свойств компонентов цементного вяжущего и различных их сочетаний, чтобы выделить те из них, которые в наибольшей степени близки к диэлектрикам, изучение роли пористости бетона.
  • для электропроводящих бетонов ведутся изыскания токопроводящих добавок в бетонную смесь, которые изменят свойства бетона в сторону повышения электропроводности. На этой основе ведутся попытки создать композиционный материал — специальный бетон с характерными качествами проводника электрического тока.

В результате исследовательских работ был создан электропроводящий бетон, который назвали бетэлом. Бетэл наряду со стандартными конструктивными свойствами обладает способностью проводить электрический ток. Предварительные исследования прочностных и электрических свойств бетэла показали, что он может быть получен с большим диапазоном электрических и механических свойств. Бетэл может найти широкое применение для изготовления панелей стен и перекрытий, полов, кровель с внутренним водостоком, фундаментов опор линий ЛЭП и так далее.

Как любой проводник при прохождении тока, бетэл нагревается, что позволит применять его для создания электроотопительных элементов строительных сооружений. В качестве нагревательных элементов можно будет использовать обычные стеновые панели и плиты межэтажных перекрытий. Конструкции из электропроводящего бетона позволят отказаться от сложных существующих систем отопления, позволят предложить множество принципиально новых решений, приведут к снижению эксплуатационных расходов, особенно в условиях холодного климата.

Эта книга – обзор, подготовленный Зональным НИИ типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (СибЗНИИЭП).Обзор посвящен исследованию и перспективам применения в гражданском строительстве нового конструктивного и электропроводящего материала – электропроводящего бетона (БЭТЭЛА).В обзоре рассмотрены вопросы исследования физико-механических и электрических свойств бэтэла , технологии его получении и изготовления конструкций, а также использование его для изготовления нагревательных (отопительных) элементов и конструкций для электрических систем отопления жилых и общественных зданий.

http://superplast.su/

superplastificator.ru

Технология изделий из электропроводного бетона |

Технология изделий из электропроводного бетона

Получение бетэла основано на введении в его состав заполнителей, обладающих электронным характером электропроводности (так называемой проводящей фазы) и превращение его в неметаллический проводник композиционного типа. Цементный камень, как обладающий ионным характером электропроводности, должен быть почти полностью исключен из общей проводимости композиции, а его сопротивление должно быть на 6—10 порядков выше, чем у всей системы. Этого можно добиться как за счет подбора исходного состава цемента, так и путем изменения в нужном направлении фазового состава цементного камня, что достигается с помощью оптимального, с точки зрения получения необходимых электрических свойств, режима твердения вяжущего.

Изделия на основе портландцемента в интервале температур от —50 до +200°С обладают хорошей температуростойкостью. Опыт долголетней эксплуатации железобетонных опор ЛЭП показал удовлетворительную короностойкость цементного камня. В качестве недостатка следует отметить некоторую его пористость, что вызывает необходимость в ряде случаев защиты конструкций из бетэла от увлажнения при наружной установке.

Многолетний отечественный и зарубежный опыт получения и применения композиционных неметаллических проводников позволяет сформулировать основные требования к проводящей фазе, которые распространяются и на бетэл.

Проводящая фаза бетэла должна обладать необходимой электропроводностью, достаточной механической прочностью, температуростойкостью и способностью не окисляться при локальных перегревах композиции. Она не должна вступать в химическое взаимодействие с вяжущим, приводящее к новым качественным состояниям и изменению электропроводности системы; коэффициент ее линейного расширения должен быть близким по величине к коэффициенту линейного расширения вяжущего или несколько меньшим. В противном случае увеличение давления в контактах цепочек проводящей фазы при изменении температуры приведет к значительному увеличению проводимости и, следовательно, температурной нестабильности композиции или может даже вызвать разрушение изделия. Кроме того, ее собственная электропроводность должна иметь минимальную зависимость от температуры. Наиболее полно этим требованиям отвечают разновидности специальных саж, которые и нашли широкое применение для получения композиционных проводников на основе керамики, жидкого стекла, полимеров и каучука. Сажевый компонент, в частности наряду с железными опилками, составляет основу американского электропроводного бетона. В отличие от него в качестве проводящей фазы бетэла приняты углеродистые химпродукты, полученные в резудьтате специальной высокотемпературной обработки природных углей и нефти (некоторые коксы, электродная масса ЭУ и др.).

При объемном содержании сажи выше 30% происходит полная потеря механической прочности композиции.

В состав бетэла в зависимости от вида и назначения конструкций вводят мелкий и крупный заполнители. Таким образом, бетэл представляет собой разновидность бетона с микронаполнителем. Основными параметрами бетэла, как это вытекает из его назначения, являются электропроводность и механическая прочность.

Удельное электрическое сопротивление композиционного проводящего материала будет в первую очередь зависеть от объемной концентрации проводящей фазы, ее гранулометрии или удельной поверхности, удельного электрического сопротивления самого углерода и от количества воды в бетэловой смеси. При работе с одним видом технического углерода и определенной его гранулометрией решение задачи сводится при заданном конечном удельном сопротивлении бетэла к нахождению необходимой объемной концентрации углерода и оптимального количества воды.

Концентрация проводящей фазы в бетэле будет зависеть от соотношения углерод : цемент, коэффициента раздвижки к раздв. зерен мелкого заполнителя и его пустотности.

Наиболее сложно выявить зависимость удельного электрического сопротивления бетэла от воды затворения. Цемент и углерод, входящие в состав смеси, — это сильно дисперсные гидрофильные материалы и для придания смеси необходимой подвижности требуется ввести в нее значительное количество воды. При этом подвижность бетэловой смеси не является функцией водоцементного отношения, так как при изменении соотношения углеродщемент для сохранения той же подвижности необходимо менять В/Ц в значительных пределах. Вместе с тем при превышении определенного предела содержания воды в смеси наблюдается рост электрического сопротивления при неизменном количестве углерода.

Прочностные характеристики бетэла, по-видимому, будут зависеть от тех же факторов, что и для обычного бетона, т. е. от марки цемента и водоцементного отношения. Однако эта зависимость в связи с наличием в системе значительного количества тонкодисперсного углерода, будет более сложной и ее необходимо исследовать в дальнейшем.

Проектирование состава бетэловои смеси наиболее рационально вести, пользуясь методом абсолютных объемов. Содержание воды в смеси необходимо определять в каждом отдельном случае экспериментально, добиваясь заданной величины удобоукладываемости.

Приготовление бетэловои смеси осложнено по сравнению с обычными бетонными и растворными тем обстоятельством, что в нее вводится большое количество тонкодисперсной проводящей фазы, которая должна быть максимально равномерно распределена по всему ее объему. В противном случае бетэл, полученный из этой смеси, будет недостаточно однороден, что может резко снизить его эксплуатационные характеристики или вообще сделать невозможным его применение в качестве электропроводящего материала.

Наиболее целесообразно приготовление бетэловои смеси вести при помощи агрегатов принудительного действия в следующей последовательности. Отдозированные компоненты загружаются в мешалку, где перемешиваются всухую не менее 3 мин. Затем туда наливается вода и смешение продолжается еще не менее 3 мин. Смесь из растворомешалки выгружается и транспортируется к месту укладки. После освобождения растворомешалки от бетэловои смеси необходимо произвести ее тщательную очистку и промывку. Уплотнение смеси в формах производится на стандартных виброплощадках или с помощью поверхностных или глубинных вибраторов. Контрольные испытания прочности бетэла проводятся на образцах стандартного для бетона размера по существующим ГОСТ. Режим твердения изделий подбирается в зависимости от имеющихся возможностей и технических условий на изготовление, при этом оптимальной является гидротермальная обработка при повышенном давлении.

Технология изготовления изделий из бетэла с мелким заполнителем производится в следующей последовательности:

—обработка проводящего компонента — дробление, вибропомол, отсев крупной фракции и весовая дозировка;

—обработка и весовая дозировка кварцевого песка;

—весовая дозировка цемента;

—сухое перемешивание трех исходных компонентов;

—весовая дозировка воды;

—влажное перемешивание смеси; —укладка (формовка) бетэловои смеси и ее уплотнение;

—выдержка изделий перед тепловой обработкой;

—гидротермальная обработка;

—распалубка и доводка изделий;

—контроль качества изделий и их складирование.

Технология изготовления изделий из бетэла принципиально ничем не отличается от технологии изготовления конструкций из обычного бетона, дополняясь лишь технологической ниткой переработки и дозирования технического углерода, а также в случае необходимости для ряда изделий операциями по их специальной доводке (нанесение защитных покрытий, установка электродов и др.). Следует также отметить, что при изготовлении изделий из бетэла резко возрастают требования к культуре производства и к точности выполнения отдельных операций, в частности к дозировке воды, так как при ее нарушении может значительно измениться удельное электрическое сопротивление и изделие нужного качества не будет получено.

midas-beton.ru

Способ получения электропроводящего бетона

Изобретение относится к производству композиционных материалов на основе природного минерального сырья с получением электропроводящего бетона, обладающего электропроводностью и удельным сопротивлением, достаточным для того, чтобы использовать материал в качестве электропроводящего конструкционного и нагревательного конструкционного материала, работающего в широком интервале температур. Технический результат - получение дешевого и состоящего из доступных компонентов конструкционного электропроводящего материала, повышение его конструкционных свойств. В способе получения электропроводящего бетона, включающем перемешивание цемента, порошкообразного графита и песка с последующим добавлением в смесь воды и перемешиванием с получением смеси, ее формование и сушку до полного затвердевания, сначала осуществляют перемешивание порошкообразного графита с цементом, затем с песком, а сушку ведут при комнатной температуре, причем смесь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: порошкообразный графит - 25-35, цемент 20-30, песок 25-45, вода - остальное. 3 табл.

 

Изобретение относится к производству композиционных материалов на основе природного минерального сырья с получением электропроводящего бетона, обладающего электропроводностью и удельным сопротивлением, достаточным для того, чтобы использовать материал в качестве электропроводящего конструкционного и нагревательного конструкционного материала, работающего в широком интервале температур.

Известен способ получения электропроводящих материалов на основе портландцементов и углеродосодержащих материалов, использующих в качестве связующего вещества портландцемент, а в качестве наполнителя - углеродную сажу, технический уголь и т.д. (см. WO 9600197 А, 04.01.1996. SU 774440 A1, 15.05.1994. RU 2037895 C1, 19.06.1995. DE 3023133 А, 07.01.1982. US 4464421 A, 07.08.1984.).

Недостатком приведенных выше исходных смесей компонентов является нестабильность электрических свойств композиционных материалов, недостатком получаемых материалов - невысокий предел рабочих температур вследствие окисления сажи и разрушения гидратированных минералов, формирующих так называемый клинкер портландцемента, а также некоторая сложность технологии производства.

Наиболее близким к заявляемому способу является создание композитного электропроводного материала (см. RU 2245859, МПК7 С 04 В 28/02, H 01 C 7/00, H 05 B 3/14, опубл. 10.02.2005 г.).

Недостатком прототипа является то, что в его состав входят шамот и/или диабаз, причем размером частиц не более 2 мм. Как известно, под шамотом понимают огнеупорную глину или каолин, предварительно обожженные до потери пластичности и удаления химически связанной воды и определенной степени спекания. В готовом виде в природе не встречается, следовательно, присутствует необходимость в транспортной доставке шамота и его последующем дополнительном измельчении. Диабаз встречается в природе, но его распространение ограничено, что, как и в случае с шамотом, также вызывает дополнительные трудности в производстве материала, связанные с транспортными расходами.

Кроме того, возможность длительной эксплуатации дорожного покрытия, которое содержит множество нагревательных пластин, изготовленных из композитного электропроводного материала, электрически взаимно соединенных между собой, затруднительна, а замена отдельных, вышедших из строя пластин представляется проблематичной. Также процесс получения включает в себя гидротермическую обработку, что затруднительно в полевых условиях.

Полученный материал прототипа всегда имеет конечную геометрическую форму и размеры, следовательно, не может быть использован в качестве заливочной массы.

Задачей предлагаемого технического решения является получение электропроводящего материала с широким диапазоном величин удельного электрического сопротивления, а также возможностью длительного использования в качестве нагревательного элемента, его дешевизна и доступность компонентов, входящих в состав смеси, а также упрощение производства электропроводящего материала и повышение его конструкционных свойств.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе получения электропроводящего бетона, включающем перемешивание цемента, порошкообразного графита и песка с последующим добавлением в смесь воды и перемешиванием с получением смеси, ее формование и сушку до полного затвердевания, согласно изобретению сначала осуществляют перемешивание порошкообразного графита с цементом, затем с песком, а сушку ведут при комнатной температуре, причем смесь содержит компоненты при следующем соотношении, в мас.%:

порошкообразный графит15-35
цемент20-30
песок25-45
водаостальное

Данное изобретение позволит получить электропроводящий бетон, дешевый и состоящий из доступных компонентов, входящих в состав смеси, а также упростить производство электропроводящего материала, повысить его конструкционные свойства и использовать в качестве нагревательного элемента.

Сущность способа поясняется примерами реализации способа и таблицами 1, 2 и 3, в которых приведены массовые соотношения компонентов, электрические и механические свойства образцов.

Способ осуществляют следующим образом: изготовляют образцы согласно пропорциям из таблицы 1 и исследуют их электрические и механические свойства.

Пример 1.

Исходную сырьевую смесь, состоящую из 25 частей графита и 30 частей цемента, тщательно перемешивают, затем добавляют 35 частей песка (см. табл.1), снова перемешивают и после чего добавляют 10 частей воды. Полученную сырьевую смесь перемешивают, затем формуют образец, который через 32 часа после сушки при комнатной температуре превращается в электропроводящий, а также нагревательный конструкционный материал. Данный образец является оптимальным из экспериментальных образцов (см. табл.2, 3).

Пример 2.

В случае, если смесь содержит 33 части графита и 22 части цемента, 35 части песка, образец постепенно теряет механическую прочность и теряет свои конструкционные свойства (см. табл.3), увеличивая при этом свою проводимость (см. табл.2).

Пример 3.

В случае, если смесь содержит 20 частей графита и 30 частей цемента, 35 частей песка, образец начинает нелинейно терять проводимость (см. табл.2) и незначительно увеличивать свои конструкционные свойства (см. табл.3).

Пример 4.

В случае, если смесь содержит 35 частей графита и 20 частей цемента, 35 частей песка, образец становится хрупким и теряет свои конструкционные свойства (см. табл.3), увеличивая при этом свою проводимость (см. табл.2).

Пример 5.

В случае, если смесь содержит 15 частей графита и 30 частей цемента, 40 частей песка, образец резко теряет проводимость и перестает быть электропроводящим материалом (см. табл.2), хотя конструкционные свойства при этом возрастают (см. табл.3).

Электрические свойства образцов имеют резко нелинейный характер зависимости при содержании графита менее 20 частей.

Результаты получения электропроводящего бетона, приведенные в таблицах (2, 3), позволяют сделать выводы о том, что его можно использовать как электропроводящий бетон, проводимость которого регулируется составом смеси, а достаточно высокий предел прочности на сжатие позволяет использовать его в качестве строительного материала.

Использование предлагаемого способа получения электропроводящего бетона позволит по сравнению с прототипом получить электропроводящий конструкционный материал, дешевый и состоящий из доступных компонентов, входящих в состав смеси, а также упростить производство электропроводящего бетона, повысить его конструкционные свойства и использовать в качестве нагревательного элемента.

Таблица 1Массовые соотношения компонентов, входящих в состав электропроводящего бетона
№ п/п образцаСостав,%
графитцементпесоквода
125303510
233223510
320303515
435203510
515304015
Таблица 2
№ п/п образцаЭлектрические параметры
U1, BI1, АR1, ОмU2, BI2, AR2, ОмU3, BI3, АR3, Ом
11100,43255,8550,18305,6240,021200
21100,72152,8550,36152,8240,06400
31100,14785,7550,051100240,012400
41100,8137,5550,45122,2240,12200
51100-550-240-
Таблица 3
№ п/п образцаМеханические параметры
Предел прочности на сжатие, Па
139,3
225,5
343,6
416,4
547,1

Способ получения электропроводящего бетона, включающий перемешивание цемента, порошкообразного графита и песка с последующим добавлением в смесь воды и перемешиванием с получением смеси, ее формование и сушку до полного затвердевания, отличающийся тем, что сначала осуществляют перемешивание порошкообразного графита с цементом, затем с песком, а сушку ведут при комнатной температуре, причем смесь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%

Порошкообразный графит15-35
Цемент20-30
Песок25-45
ВодаОстальное

www.findpatent.ru


Смотрите также