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
3-комн. квартира 7,7 млн.p
3-комн. квартира 7,7  млн.p
Московская обл, Наро-Фоминск г, Пешехонова ул, 1
63.2 / 39 / 8 м2 7 этаж из 9
Оставить заявку
2-комн. квартира 6,8 млн.p
2-комн. квартира 6,8  млн.p
Московская обл, Чехов г, Комсомольская ул
53 м2 3 этаж из 10
Оставить заявку
2-комн. квартира 4,9 млн.p
2-комн. квартира 4,9  млн.p
Московская обл, Сергиев Посад г, Хотьково г, Строителей проезд, 3
44.1 / 30 / 6 м2 1 этаж из 5
Оставить заявку
3-комн. квартира 6,4 млн.p
3-комн. квартира 6,4  млн.p
Московская обл, Пушкино г, Красноармейск г, Дачная ул, 9
58.3 / 35 / 6 м2 3 этаж из 5
Оставить заявку
Дом 1 002,2 млн.p
Дом 1 002,2  млн.p
Московская обл, Одинцовский р-н, свх Заречье п
35 соток / 1050 м2
Оставить заявку
Участок 2,7 млн.p
Участок 2,7  млн.p
Московская обл, Чехов г, Васькино п
16 соток
Оставить заявку
Участок 3,9 млн.p
Участок 3,9  млн.p
Московская обл, Истра г, Холмы д
10 соток
Оставить заявку
1-комн. квартира 15,5 млн.p
1-комн. квартира 15,5  млн.p
Москва г, Мичуринский пр-кт, 9
42 / 18 / 10 м2 11 этаж из 17
Оставить заявку
2-комн. квартира 22,5 млн.p
2-комн. квартира 22,5  млн.p
Москва г, Трифоновская ул, 45
58 / 42 / 8 м2 7 этаж из 7
Оставить заявку
Дом 63,0 млн.p
Дом 63,0  млн.p
Москва г, Щербинка г, Барышевская ул, 61
13 соток / 440 м2
Оставить заявку
Участок 15,0 млн.p
Участок 15,0  млн.p
Москва г, Московский п, Говорово х
4.4 соток
Оставить заявку
Участок 7,3 млн.p
Участок 7,3  млн.p
Москва г, Краснопахорское п, Чириково д, Чириково-2 снт
5 соток
Оставить заявку
Участок 6,2 млн.p
Участок 6,2  млн.p
Москва г, Киевский п, Мачихино снт
12 соток
Оставить заявку
Участок 4,5 млн.p
Участок 4,5  млн.p
Москва г, Вороновское п, Семенково д, Радужная ул
12 соток
Оставить заявку