Электропроводной бетон

27.05.2020

Инженеры Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) в сотрудничестве с коллегами из Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления (ВСГУТУ) разработали сверхпрочный карбоновый бетон, способный проводить электричество. Его можно применять для специального строительства, автоматического мониторинга деформаций и ремонта сооружений, производства незамерзающих взлетно-посадочных полос, дорожных покрытий и поверхностей, от которых прямо на ходу будут подзаряжаться автомобили и другая техника. 

По итогам проведенных испытаний инженеры ДВФУ и ВСГУТУ зафиксировали, что новый бетон не только может проводить электричество, но и на 30-35 процентов прочнее, чем гостовские образцы.

Часть цемента в новом бетоне заменили на зольные и шлаковые отходы энергетических производств и отходы обработки гранита, поэтому его производство экономичнее и экологичнее, чем производство обычных бетонов и существующих аналогов. Для электропроводимости вместо дорогих карбоновых нанотрубок в смесь добавили обычные и очень доступные карбоновые наночастицы. Они стали побочным продуктом переработки угля электрическими разрядами в плазменном реакторе по технологии, разработанной профессором Сергеем Буянтуевым из ВСГУТУ.

«Карбоновые наночастицы действуют как центры кристаллизации в процессе застывания смеси. В результате структура нового бетона более плотная по сравнению с контрольными образцами. За счет меньшей пористости он пропускает меньше воды, пара и более долговечен, — объясняет подполковник Роман Федюк, профессор Военного учебного центра Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), победитель XIII Всероссийского конкурса «Инженер года-2018. — Использовать «электрический» бетон можно для производства специальных поверхностей-обогревателей, которыми могут выступать стены гаражей, парковок, бетонный пол, тротуарная плитка. Можно даже возводить самовосстанавливающиеся конструкции, где поверхность будет выступать одновременно сенсором влаги, огня и деформаций, а повреждения будут устраняться за счет воздействия электромагнитного поля».

Инженер рассказал, что, хотя карбоновые частицы, как и металлы, могут проводить электричество, при работе с ними возникают трудности. Например, в больших дозах они сильно ухудшают характеристики бетона.

Ученые ДВФУ и ВСГУТУ определили, что бетонная смесь приобретает оптимальные механические характеристики и возможность проводить ток, когда доля карбоновых наночастиц в ней достигает всего 0,01 — 0,1 процента от общей массы. Таким образом, инженеры подтвердили предположение, что нанодобавки максимально эффективны лишь при малых концентрациях. В концентрациях от 1 процента они, наоборот, ухудшают характеристики бетона.

По словам Романа Федюка, электрические свойства бетона еще мало исследованы в России и мире, поэтому такие виды бетонов применяются мало.

В перспективе из бетона, обладающего свойствами электрической проводимости, можно делать дорожное полотно, от которого автомобили и электромобили будут получать энергию бесконтактным образом. По такому же принципу подзаряжаться можно будет и от других поверхностей. Чтобы осуществить эти планы, ученым еще предстоит решить задачу стабильности карбоновых частиц в бетонной смеси.

В ВУЦ ДВФУ под руководством профессора Романа Федюка действует научная школа по разработке интеллектуальных композитов для специальных сооружений и гражданского строительства. В основе подхода -  принцип природоподобия искусственных материалов, который разрабатывается современной наукой геоникой (геомиметикой). Её основы заложены профессором Валерием Лесовиком из БГТУ им. В.Г. Шухова, членом-корреспондентом Российской академии архитектуры и строительных наук, и развиваются учеными-инженерами в Москве, Казани и на Дальнем Востоке.


Вернуться к спискуЯ – легендаМобильная платформа для бизнеса
Спецпредложения
Дом 21,0 млн.p
Дом 21,0  млн.p
Московская обл, Химки г, Рубикон снт
5 соток / 310 м2
Оставить заявку
Дом 2,6 млн.p
Дом 2,6  млн.p
Московская обл, Ногинск г, 14-я Звезда тер. СНТ ул, 26
8 соток / 65 м2
Оставить заявку
Дом 10,9 млн.p
Дом 10,9  млн.p
Московская обл, Раменское г, Игумново с, Фестивальная ул
6 соток / 180 м2
Оставить заявку
Дом 10,0 млн.p
Дом 10,0  млн.p
Московская обл, Пушкино г, Софрино п, Строительная ул, 33
5 соток / 97.2 м2
Оставить заявку
Участок 8,8 млн.p
Участок 8,8  млн.p
Московская обл, Солнечногорск г, Ермолино д, Пансионат Ермолино тер
25 соток
Оставить заявку
Участок 3,2 млн.p
Участок 3,2  млн.p
Московская обл, Солнечногорск г, Мелечкино д
25 соток
Оставить заявку
Участок 15,0 млн.p
Участок 15,0  млн.p
Московская обл, Красногорск г, Грибаново д, Речная ул
11 соток
Оставить заявку
2-комн. квартира 12,5 млн.p
2-комн. квартира 12,5  млн.p
Москва г, Нагорная ул, 17к5
44.1 / 28.9 / 5.9 м2 2 этаж из 9
Оставить заявку
Студия 5,3 млн.p
Студия 5,3  млн.p
Москва г, Грайвороновская ул, 6с1
15.4 / 12 / 2 м2 1 этаж из 2
Оставить заявку
Дом 84,0 млн.p
Дом 84,0  млн.p
Москва г, Остафьевская ул, 60к14
6.5 соток / 540 м2
Оставить заявку
Дом 17,7 млн.p
Дом 17,7  млн.p
Москва г, Рязановское п, Девятское д, ПЭМЗ-3 снт
4.8 соток / 200 м2
Оставить заявку
Дом 49,0 млн.p
Дом 49,0  млн.p
Москва г, Первомайское п, Поповка д, Сиреневая ул, 21
15 соток / 300 м2
Оставить заявку
Дом 35,0 млн.p
Дом 35,0  млн.p
Москва г, Щаповское п, Сатино-Татарское д, 83
14 соток / 245 м2
Оставить заявку
Участок 4,8 млн.p
Участок 4,8  млн.p
Москва г, Щаповское п, 1-й Дунайский пер
4.7 соток
Оставить заявку