Бетон с добавлением графита
Бетон не будет прежним. Открытие российских ученых
В Швейцарии, в научном журнале Applied Sciences опубликованы результаты нового исследований ученых Донского государственного технического университета (ДГТУ). Они разработали компонент, который изменяет свойства бетона, делает его более прочным, устойчивым к образованию трещин. Эксперты высоко оценивают новую разработку: они считают, что теперь бетонные конструкции станут более долговечными и проблема преждевременного разрушения будет решена.
Что не так с бетоном
Строители давно говорили ученым о том, что современный состав бетона нуждается в изменениях, новых свойствах и повышении качества. У этого прекрасного материала есть серьезные недостатки: он непластичен, он растрескивается, у него – по сравнению с другими материалами – низкая прочность на растяжение и низкое отношение прочности к весу.
Алексей Бескопыльный Профессор ДГТУРазрушение бетона в железобетонных конструкциях является наиболее опасным, поскольку оно может привести к внезапному и прогрессирующему разрушению всего здания или сооружения.
В чем суть нового открытия
Проведены многочисленные исследования, которые показали, что предел прочности при изгибе нового материала увеличился на 79%, предельные деформации при осевом сжатии снизились на 52%, предельные деформации при осевом растяжении снизились на 39%, а модуль упругости увеличился на 33%, увеличение прочности на сжатие составило 35% по сравнению со стандартным бетоном. Эти показатели могут меняться в зависимости от состава волокон-добавок.
Как говорят ученые, бетон сможет иметь эти свойства, если в его составе будет определенный процент этих новых компонентов. И не менее важно, в каком порядке вводить их в бетонную смесь. Как говорит доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты» ДГТУ Сергей Стельмах, волокна в цементную матрицу нужно вводить перед крупным заполнителем (щебнем и т.п). А если ввести их уже к смеси цемента и щебня, волокна разрушатся и не дадут никакого эффекта.
Свойства бетона можно будет изменять в зависимости от того, для какой конструкции он используется. Здесь важен размер волокон и их количество в смеси. Самые удобные в работе волокна маленького размера делают материал более прочным, а в достаточном количестве и правильно распределенные по цементной матрице они будут повышать теплоизоляцию и контролировать деформации.
Как говорит доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты» ДГТУ Евгений Щербань, прочность далеко не всегда является главным качеством бутонной конструкции. Иногда большую надежность конструкции обеспечивает как раз деформативность, потому что высокопрочные материалы хрупки и практически лишены пластичности. А когда бетон непластичен и неудобно укладывается, это может стать причиной недоуплотнения, нарушения структуры и даже привести к разрушению всей конструкции.
Еще одно предложение по улучшению качества бетона, которое сделали ученые из Ростова-на-Дону – изменить состав смеси для бетона и заменить щебень керамзитом. Керамзит обладает высокой пористостью, с ним бетон будет легче, а его теплоизоляционные свойства повысятся.
Посмотрите наше обучающее видео о свойствах бетона, необходимых для частного домостроения.
Новый бетон с добавкой графена стал на 150% прочнее обычного
Графен – фантастический материал, состоящий из одного слоя связанных между собой атомов углерода. Он по праву является одним из самых уникальных искусственных материалов в истории человечества. Недавно ученые Университета Эксетера (Великобритания) нашли ему очередное применение – в качестве присадки для создания нового типа бетона.
Для этого команда исследователей разработала технику суспензирования хлопьев графена в воде, после чего полученная смесь добавляется в традиционные бетонные ингредиенты – в цемент и наполнитель. Как сообщается, данный процесс не является затратным и вполне совместим с уже существующими технологиями производства бетона.
Полученные показатели позволят значительно увеличить срок эксплуатации объектов, построенных из графенового бетона, и снизить его расход при строительстве примерно на 50 %. Это позволит улучшить и экологическую составляющую процесса, поскольку производство цемента является одним из основных источников выбросов СО2. По расчетам ученых, они сократятся на 446 кг/т.
Крошечная добавка наноуглерода превратит бетон в пассивный обогреватель
Бетон по-прежнему остается самым распространенным строительным материалом. Международная команда ученых из Массачусетского технологического института и Французского национального центра научных исследований (CNRS) наделила бетон очень важным свойством, сделав его электропроводным.
Ранее уже предпринимались попытки добавления частиц углерода в бетон взлетно-посадочных полос, благодаря чему те получили возможность растапливать снег на своей поверхности без дополнительного подогрева.
Ученые из США и Франции добавили в бетон наноуглеродную сажу, превратив его в прекрасный проводник. В результате, всего лишь 4-процентная добавка наноуглерода обеспечила бетону не только способность проводить ток, но и выделять тепло. Напряжения всего в 5 вольт оказалось достаточно, чтобы нагреть поверхность необычного бетона до 41 °C.
Этот уникальный результат позволяет использовать новый материал не только на открытом воздухе, но и в помещении – например, для обогрева пола. Такая система отопления гораздо проще и дешевле аналогичной системы «теплый пол», в которой используется нагретая вода.
Способ изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит
Изобретение относится к области формования. Предлагается способ изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит, причем исходные материалы для проводящего бетонного блока, содержащего графит, включают обычный портландцемент, воду, песок, гравий или щебень, графитовые порошки и электроды, в котором исходные материалы равномерно смешивают и заливают в форму. Электроды вставляют в форму, изделие удаляют из формы и выдерживают статически некоторое время. Прессование высокого давления проводят после заполнения формы исходными материалами и после того, как вставлены электроды, вода стекает из исходных материалов. Высокое давление снимают, когда не может вытечь больше воды, и затем изделие вынимают из формы и выдерживают статически некоторое время. Технический результат заключается в простоте способа и повышении конструкционной прочности проводящего бетонного блока. 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Настоящее изобретение относится к способу в области производства изделий продуктов из бетона. Более точно, настоящее изобретение относится к способу изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит.
Графит обладает многими полезными свойствами. Поэтому проводящие электричество бетонные блоки, содержащие графит, являются основным типом среди различных электропроводящих бетонных блоков. За исключением графита, изготовление проводящего бетонного блока, содержащего графит, по существу то же, что и изготовление обычного бетонного блока и по пропорциям исходных материалов и по способу. Однако проводящий бетонный блок, содержащий графит, имеет плохую конструкционную прочность. Причина этого заключается в том, что графитовые порошки имеют малое отношение длины к диаметру и поэтому не могут образовать хорошо связанную проводящую решетчатую систему в цементном бетоне. Хорошую проводимость можно получить только тогда, когда содержание графита высоко. Однако с увеличением содержания графита конструкционная прочность бетонного блока линейно снижается из-за присущих графиту свойств. В результате имеющиеся в настоящее время проводящие бетонные блоки, содержащие графит, могут применяться только в областях, где не требуется высокая прочность. Следовательно, важно, а также насущно необходимо повысить прочность на сжатие проводящих бетонных блоков, содержащих графит.
Задачей настоящего изобретения является изготовление проводящего бетонного блока, содержащего графит с применением мокрого способа прессования высокого давления. Проблема низкой прочности проводящего бетонного блока, содержащего графит, решена, и нехватка современных методов преодолена. Конструкционная прочность такого проводящего бетонного блока, содержащего графит, намного улучшена при обеспечении отличной проводимости. Характеристики улучшены, и область применения стала шире. Кроме того, этот способ легко реализовать при малых затратах.
В способе изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит, в соответствии с настоящим изобретением, пропорции исходных материалов для проводящего бетонного блока, содержащего графит, по существу такие же, как и для имеющихся в настоящее время проводящих бетонных блоков, содержащих графит. Исходные материалы включает обычный портландцемент, воду, песок, гравий или щебень, графитовые порошки и электроды. Исходные материалы однородно смешивают и заливают в форму, электроды вставляют в форму и изделие удаляют из формы и выдерживают статически некоторое время; способ отличается тем, что прессование высокого давления проводится после того, как форма заполнена исходными материалами, и после того, как вставлены электроды, из исходных материалов спускают воду, высокое давление снимают, когда не может быть спущено больше воды, и затем изделие вынимают из формы и выдерживают статически некоторое время.
Согласно настоящему изобретению, преимущества способа изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит, состоят в экономии графита, отличной проводимости и высокой прочности на сжатие. Соответственно функции проводящего бетонного блока, содержащего графит, улучшены, и область применения стала шире. Кроме того, метод легко осуществим при малых затратах.
Сущность изобретения поясняется на чертежах,
где фиг.1 представляет собой сечение, показывающее один пример способа изготовления содержащего графит проводящего бетонного блока согласно настоящему изобретению путем гидравлического прессования высокого давления, причем проводящий бетонный блок вынимают сверху;
фиг.2 является сечением, показывающим другой пример способа изготовления содержащего графит проводящего бетонного блока согласно настоящему изобретению путем гидравлического прессования высокого давления, в котором проводящий бетонный блок удаляют снизу; и
фиг.3 является увеличенным видом части фиг.1, обведенной кружком.
Фиг.1 является сечением, показывающим один пример способа изготовления содержащего графит проводящего бетонного блока согласно настоящему изобретению путем гидравлического прессования высокого давления, в котором проводящий бетонный блок вынимают сверху.
На фиг.1 под ссылочным номером "1" обозначена форма, ссылочный номер "2" указывает на боковую опалубку для формы, номер "3" означает нижнюю стенку формы с водопроницаемой структурой, номер "4" относится к ситовому устройству, номер "5" обозначает электрод, номер "6" обозначает прессующую плиту, и номер "7" обозначает равномерно смешанные исходные материалы. Нижняя стенка 3 формы 1 включает водопроницаемую структуру. Множество дренажных отверстий 8 (диаметром 2-10 мм) равномерно распределены в нижней стенке 3 с водопроницаемой структурой. Ситовое устройство 4 расположено сверху нижней стенки 3. После однородного перемешивания форму 1 заполняют сырьем 7, давление P прикладывается сверху к прессующей плите 6. Прессующая плита 6 имеет такую внешнюю границу, геометрическая форма которой точно соответствует форме внутренней границы боковой опалубки (2) формы (1), предотвращая тем самым вытекание исходных материалов (7) во время прессования. Во время процедуры заполнения для прессующей плиты 6 предусмотрено достаточно места. Прессование проводится медленно. Далее, прессование проводится механически или вручную.
Фиг.2 является сечением, иллюстрирующим другой пример способа изготовления содержащего графит проводящего бетонного блока согласно настоящему изобретению путем гидравлического прессования высокого давления, в котором проводящий бетонный блок вынимают снизу.
На фиг.2 изображена водопроницаемая нижняя стенка 3, имеющая такую внешнюю границу, геометрическая форма которой точно соответствует форме внутренней границы боковой опалубки 2 формы 1, предотвращая тем самым вытекание исходных материалов 7 во время прессования. После процедуры заполнения форма 1 полностью заполнена исходными материалами 7. Затем к прессующей плите 6 прикладывается направленное вниз давление P. В этом случае прессующая плита 6 и боковая опалубка 2 перемещаются вниз с постоянной скоростью, а водопроницаемая нижняя стенка 3 перемещается относительно них вверх.
Ссылочный номер "9" на этой фигуре обозначает опору.
На фиг.3 изображено ситовое устройство 4, обычно включающее два или три слоя сит. Число ячеек на верхнем сите больше, чем на нижнем сите. Когда используются два сита, первое сито 10 содержит ячейки 80-100 меш, а второе сито 11 содержит ячейки 100-120 меш. Когда используются три сита, первое сито 10 имеет 32-80 меш, второе сито 11 имеет 80-120 меш, а третье сито 12 имеет 120-170 меш.
Приложенное давление P постепенно увеличивается до максимального значения, а вода непрерывно стекает. Максимальное давление для образования конечного изделия толщиной 2 см составляет примерно 90-120 кг/см 2 и удерживается примерно в течение 4-10 секунд. Давление P снимается, когда не может стечь больше воды. Затем продукт вынимают.
Электроды 5 изделия, изготовленного способом согласно настоящему изобретению, сделаны из металла, и каждый содержит глухое резьбовое отверстие для плотного сцепления с проводящим бетоном, содержащим графит, обеспечивая надежное электрическое соединение, высокую прочность и надежное соединение с внешней силовой линией.
Глухие резьбовые отверстия электродов 5 должны быть хорошо обработаны перед прессованием.
В таблице показаны соотношения между исходными материалами (кг/м 3 ), сопротивлением (Ом·м) и прочностью на сжатие (МПа) для трех примеров по настоящему изобретению, трех сравнительных примеров и для обычного бетонного блока, сделанного по обычной технологии цементирования. Отметим, что бетонные блоки помещают в статические условия на 28 дней.
| Содержание графита (вес.%) | Графит (г) | Цемент (г) | Песок (г) | Щебень (г) | Вода (г) | Сопротивление (Ом·м) | Прочность на сжатие (МПа) | |
| Обычный бетонный блок | 0 | 0 | 414 | 702 | 1112 | 160 | 1,01×10 5 | 43,7 |
| Сравн. пример 1 | 4,82 | 119,4 | 414 | 582,6 | 1112 | 246 | 117,19 | 7,6 |
| Сравн. пример 2 | 9,32 | 238,8 | 414 | 463,2 | 1112 | 332 | 25,89 | 3,5 |
| Сравн. пример 3 | 13,53 | 358,2 | 414 | 343,8 | 1112 | 418 | 1,75 | 1,7 |
| Пример 1 | 3,59 | 87,2 | 414 | 614,8 | 1112 | 183 | 4,10 | 70 |
| Пример 2 | 4,05 | 99,4 | 414 | 602,6 | 1112 | 207 | 1,06 | 70 |
| Пример 3 | 4,82 | 119,4 | 414 | 582,6 | 1112 | 246 | 0,53 | 70 |
В содержащих графит проводящих бетонных блоках трех сравнительных примеров, изготовленных распространенным методом цементирования, сопротивление уменьшается при увеличении содержания графита. Тем не менее, результаты экспериментов показывают, что сопротивление остается неизменным, если содержание графита превышает примерно 15%. Сопротивление составляет 1,38 при содержании графита 20%. Экспериментальные результаты показывают также, что чем больше период времени, в течение которого бетонные блоки выстаиваются, тем больше сопротивление. Тем не менее, скорость увеличения сопротивления постепенно падает. Например, если содержание графита равно 4,82%, сопротивление составляет 117,36, если бетонный блок выдерживают в течение 56 дней. Однако прочность на сжатие линейно снижается при увеличении содержания графита. Результаты экспериментов показывают, что прочность на сжатие очень низкая, если содержание графита превышает примерно 15%. В одном примере прочность на сжатие составляет 0,269 МПа, когда содержание графита равно 20%.
В содержащих графит проводящих бетонных блоках трех примеров по настоящему изобретению сопротивление значительно снижается, когда содержание графита увеличивается незначительно. Результаты экспериментов показывают, что сопротивление очень мало, когда содержание графита выше примерно 5%. Результаты экспериментов показывают также, что сопротивление увеличивается на относительно малое значение, даже если бетонные блоки выстаиваются в течение относительно длительного периода времени, а прочность на сжатие остается неизменной, когда содержание графита увеличивается. Результаты экспериментов показывают, кроме того, что прочность на сжатие может достигать 60 МПа после выстаивания бетонных блоков в течение 7 дней.
Если содержание графита равно 4,82%, сопротивление обычного бетонного блока, содержащего графит (сравнительный пример 1), изготовленного по распространенному способу цементирования, составляет 117,19, что в 221 раз больше, чем сопротивление (0,53) содержащего графит проводящего бетонного блока (пример 3), сделанного по способу согласно настоящему изобретению. Далее, прочность на сжатие в сравнительном примере 1 (проводящий бетонный блок изготовлен распространенными методами цементирования) составляет 10,9% от прочности по примеру 3, т.е. по способу согласно настоящему изобретению. Таким образом, при применении способа согласно настоящему изобретению для изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит, может быть сэкономлено большое количество графита при обеспечении высокой прочности на сжатие бетонного блока, содержащего графит (примерно в 1,6 раз выше, чем у обычного бетона без графита). Проводящий бетонный блок, содержащий графит, изготовленный по способу согласно настоящему изобретению, может быть использован в более широкой области.
В примерах 1-3, выполненных по способу согласно настоящему изобретению, изделие удаляют из формы сверху. Диаметр дренажных отверстий 8 в водопроницаемой нижней стенке 3 составляет 3 мм. Ситовое устройство 4 содержит два слоя сит 100 и 120 меш соответственно. Максимальное прикладываемое давление равно 100 кг/м 2 .
Исходные материалы в данном варианте осуществления были закуплены, причем:
графит: слоистый графит с размером зерна 100 меш, приобретенный у компании Chingdow Ensder Graphite Limited;
вода: обычная водопроводная и
песок, камни: местные продукты.
1. Способ изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит, причем исходные материалы для проводящего бетонного блока, содержащего графит, включают обычный портландцемент, воду, песок, гравий или щебень, графитовые порошки и электроды, в котором исходные материалы равномерно смешивают и заливают в форму, электроды вставляют в форму, изделие удаляют из формы и выдерживают статически некоторое время, отличающийся тем, что прессование высокого давления проводят после заполнения формы (1) исходными материалами и после того, как вставлены электроды (5), вода стекает из исходных материалов, высокое давление снимают, когда не может вытечь больше воды, и затем изделие вынимают из формы и выдерживают статически некоторое время.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют форму (1), содержащую нижнюю стенку с водопроницаемой структурой, причем водопроницаемая нижняя стенка (3) включает множество распределенных равномерно дренажных отверстий (8) диаметром 2-10 мм, ситовое устройство (4) устанавливают выше дренажных отверстий, высокое давление (Р) прикладывают к сжимающей плите (6) сверху, и прессование выполняют медленно.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют ситовое устройство (4), содержащее два слоя сит, причем число ячеек на верхнем сите больше, чем число ячеек на нижнем сите, причем одно из сит содержит 80-100 меш, а другое сито содержит 100-120 меш.
4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что давление (Р) прикладывают механически или вручную и постепенно увеличивают до максимального значения примерно 90-120 кг/см 2 , когда отводят воду.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что изделие удаляют из формы сверху, причем прессующая плита (6) имеет такую внешнюю границу, геометрическая форма которой точно соответствует форме внутренней границы боковой опалубки (2) формы (1), предотвращая тем самым вытекание исходных материалов во время прессования, при этом во время процедуры заполнения для прессующей плиты (6) предусмотрено достаточно места.
6. Способ по п.2, отличающийся тем, что изделие удаляют из формы снизу, причем водопроницаемая нижняя стенка (3) имеет такую внешнюю границу, геометрическая форма которой точно соответствует форме внутренней границы боковой опалубки (2) формы (1), предотвращая тем самым вытекание исходных материалов во время прессования, при этом форму (1) полностью заполняют исходными материалами (7) после процедуры заполнения.
7. Способ по п.2, отличающийся тем, что ситовое устройство (4) включает три слоя сит, число ячеек верхнего сита больше, чем у нижнего сита, причем первое из сит имеет 32-80 меш, второе сито имеет 80-120 меш, а третье сито имеет 120-170 меш.
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, МПК 7 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 графит | 15-35 |
| цемент | 20-30 |
| песок | 25-45 |
| вода | остальное |
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.
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).
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).
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).
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).
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 1 Массовые соотношения компонентов, входящих в состав электропроводящего бетона | |||||||||
| № п/п образца | Состав,% | ||||||||
| графит | цемент | песок | вода | ||||||
| 1 | 25 | 30 | 35 | 10 | |||||
| 2 | 33 | 22 | 35 | 10 | |||||
| 3 | 20 | 30 | 35 | 15 | |||||
| 4 | 35 | 20 | 35 | 10 | |||||
| 5 | 15 | 30 | 40 | 15 | |||||
| Таблица 2 | |||||||||
| № п/п образца | Электрические параметры | ||||||||
| U1, B | I1, А | R1, Ом | U2, B | I2, A | R2, Ом | U3, B | I3, А | R3, Ом | |
| 1 | 110 | 0,43 | 255,8 | 55 | 0,18 | 305,6 | 24 | 0,02 | 1200 |
| 2 | 110 | 0,72 | 152,8 | 55 | 0,36 | 152,8 | 24 | 0,06 | 400 |
| 3 | 110 | 0,14 | 785,7 | 55 | 0,05 | 1100 | 24 | 0,01 | 2400 |
| 4 | 110 | 0,8 | 137,5 | 55 | 0,45 | 122,2 | 24 | 0,12 | 200 |
| 5 | 110 | 0 | - | 55 | 0 | - | 24 | 0 | - |
| Таблица 3 | |||||||||
| № п/п образца | Механические параметры | ||||||||
| Предел прочности на сжатие, Па | |||||||||
| 1 | 39,3 | ||||||||
| 2 | 25,5 | ||||||||
| 3 | 43,6 | ||||||||
| 4 | 16,4 | ||||||||
| 5 | 47,1 |
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.%
В строительстве впервые использован бетон с добавкой графена
В Великобритании для строительства нового спортзала изготовили бетонные плиты из экспериментальной смеси Concretene. Это первый в мире опыт возведения зданий с использованием бетона, содержащего графен. Участники проекта — исследователи из Университета Манчестера и строительная фирма Nationwide Engineering. Сообщается, что новый материал примерно на 30 % прочнее обычного бетона.
Изготовленную стабильную графеновую добавку можно дозировать прямо на бетоносмесительном узле, и строителям не потребуется изменять технологию заливки бетонной смеси. Спортзал станет своего рода испытательным полигоном — Nationwide Engineering планирует следить за показателями качества инновационного материала.
По подсчетам специалистов Nationwide Engineering, замена обычного бетона на Concretene позволяет сократить выбросы СО2, связанные с его жизненным циклом, можно было бы сократить на 25 %. Себестоимость бетонной смеси, содержащей графен, на 5 % выше, однако благодаря меньшему расходу ее стоимость для потребителя на 10—20 % меньше.
Ключевые слова: технологии Использование опубликованных на сайте новостных материалов допускается только с упоминанием источника (журнал «Цемент и его применение») и активной гиперссылкой на цитируемый материал.По ее словам, увеличение их стоимости связано со всплеском продаж жилья
В мае страна закупила турецкого цемента на 2,691 млн долларов США, что в 2,7 раза больше, чем в мае .
Продукция будет направлена как независимым частным подрядчикам через распределительную платформу ПИК.
Подписан указ № УП-6244 «О дополнительных мерах по повышению промышленного потенциала регионов»
Армированный графеном высокопрочный и влагоустойчивый бетон
Специалисты компании «Русграфен» разрабатывают графеновые добавки для существенного улучшения физико-химических свойств строительных материалов, в первую очередь бетонов. Дисперсионно-армированный микрочастицами графена бетон демонстрирует выдающиеся прочностные и деформационные характеристики.
Внедрение графеновых суспензий в бетонную смесь позволяет увеличить прочность бетона практически вдвое – на 150% прочность на сжатие и на 80% прочность на изгиб. При этом теплоемкость бетонного материала возрастает на 90%, а водопроницаемость падает на 400%. Одновременно повышается срок службы бетонных изделий и снижается массовая доля цемента при производстве бетона, что уменьшает экологическую нагрузку на окружающую среду. [статья в журнале Advanced Functional Materials ].
Проводимые компанией «Русграфен» НИОКР подтверждают высокую эффективность использования графеновых добавок для улучшения эксплуатационно-технических свойств строительных материалов. Нами накоплен уникальный опыт по производству графеновых порошков и суспензий, а также методам дисперсионного армирования графеновыми микрочастицами бетонных изделий, с учетом специфических условий их эксплуатации.
Мы открыты для сотрудничества и готовы к внедрению своих разработок в производственный процесс, а также проведению совместных НИОКР на взаимовыгодных условиях.
Читайте также: