Создан бетон, который отлично проводит электричество и легко нагревается
Георгий ГоловановБетон — самый распространенный строительный материал в мире. Но его можно сделать еще полезнее. Это доказали инженеры из Франции и США, разработавшие рецепт бетона, который проводит электричество и вырабатывает тепло. Они предлагают использовать его для обогрева помещений.
13712
Обычно бетон не проводит электричество, но недавние исследования показали, что сделать его проводящим возможно, если добавить углерод в определенной форме. В данном случае, выбор специалистов Национального центра научных исследований Франции и MIT пал на нанокарбон — дешевый углеродный материал с отличной проводимостью. Достаточно всего 4%, чтобы бетон стал проводить электрический ток — и в результате, отдавать тепло, сообщает New Atlas.
«Джоулев (или резистивный) нагрев вызван взаимодействием движущихся электронов и атомов в проводнике, — сказал Николя Шаню, соавтор исследования. — Ускоренные электроны в электрическом поле обмениваются кинетической энергией каждый раз, когда сталкиваются с атомом, включая вибрацию атомов в решетке, что проявляется в виде тепла и роста температуры в материале».
В ходе испытаний ученые обнаружили, что бетон с нанокрбоном крайне эффективно вырабатывает джоулево тепло. Напряжения всего в пять вольт хватало, чтобы увеличить температуру поверхности образца бетона до 41 °C.
«Эта технология может быть идеальной для обогрева полов в помещениях, — сказал Шаню. — Обычно лучистое отопление достигается с помощью циркуляции горячей воды в трубах, спрятанных под полом. Но такую систему непросто строить и обслуживать. Однако, когда сам цемент становится нагревательным элементом, отопительная система становится проще и надежнее. Вдобавок, цемент обеспечивает более равномерное распределение тепла благодаря очень хорошей дисперсии наночастиц в материале».
Ученые США применили технологию 3D-печати для производства полимерной решетки, которая может заменить традиционную стальную арматуру в бетоне. Она не только повышает надежность материала, но и делает его более экологичным.
Facebook137Вконтакте12WhatsAppTelegram
Микроволновые измерения влажности от Hydronix
Помимо микроволнового метода, существует несколько методов измерения влажности, используемых в системах управления технологическими процессами в реальном времени. К ним относятся резистивный, емкостной, инфракрасный и нейтронный метод. Каждый из них имеет свои недостатки и не является идеальным решением для контроллера установки.
- Резистивный:
- этот метод может давать неверные результаты, поскольку вода не является стабильным проводником электричества. Например, дистиллированная вода не проводит электрический ток, а соленая вода проводит. Поэтому результаты измерений в значительной мере зависят от наличия примесей в воде.
- Емкостной:
- это наиболее распространенный метод измерения влажности, но при этом результат измерений также подвержен влиянию загрязнений в воде. Помимо этого, он может применяться в ограниченном диапазоне значений влажности.
- Инфракрасный
- это очень распространенный метод измерения влажности, но, поскольку он основан на отражении света, измерения возможны только на поверхности, а значит, полученные результаты не позволяют определить общее содержание влаги в продукте. Это дорогостоящий метод, для которого требуется специально откалиброванное оборудование. Также не допускается наличие пыли и влаги в воздухе.
- Нейтронный
- нейтронный метод измерения влажности обеспечивает высокую точность. Однако он не подходит для многих отраслей промышленности, может быть чрезвычайно дорогостоящим и для успешной работы требует большого объема материала.
По сравнению с описанными методами микроволновый метод Hydronix абсолютно безопасен и меньше зависит от наличия примесей, цвета, размера частиц или температуры.
Микроволновый метод измерения влажности
Чтобы точно измерить влажность, необходимо определить количество молекул воды в материале. С этой целью измеряемый материал перемещается по керамической лицевой пластине или головке микроволнового датчика влажности, который создает электромагнитное поле чрезвычайно низкой мощности. Из-за влияния молекул воды, обладающих дипольным моментом, резонансная частота микроволнового резонатора изменяется в зависимости от влажности. Эти изменения выявляет электронный блок датчика. Результаты измерений в немасштабированных единицах в процессе калибровки масштабируются, чтобы получить точное значение влажности. Это значение передается по аналоговому (0–20 мА (0–10 В) или 4–20 мА) или цифровому (RS485) каналу связи в систему управления установкой,чтобы автоматически регулировать подачу воды.
Стеклопластиковая арматура: преимущества
Прочнее на 100%Стеклопластиковая и базальтопластиковая арматура имеют прочность на разрыв более чем в 2 раза превышающую этот показатель у стальной арматуры марки А III при равном диаметре. Соответственно, она может иметь расчётную площадь в два раза меньше стальной.
Легче на 80%
Плотность композитной арматуры составляет 1,9 тн/м3. Это означает, что она всего в 1,9 раз тяжелее воды и в 5 раз легче стали. В равнопрочном же соотношении вес такой арматуры в 9 раз меньше, чем у стальной. Это уменьшает стоимость транспортных и погрузочно-разгрузочных работ, а также облегчает выполнение работ на строительном объекте.
Экономичнее
Использование композитной арматуры позволяет уменьшить стоимость строительных работ. Удешевление стоимости строительных конструкций достигается за счет использования неметаллической арматуры меньших диаметров по сравнению с металлической арматурой.
Не подвержена коррозии и гниению
Неметаллическая арматура абсолютно не подвержена коррозии и не вызывает разрушение бетона. Кроме того, она практически не меняет свои механические свойства в агрессивной среде под воздействием кислот, щелочей и солей.
Не теряет свойств при сверхнизких температурах
Композитная арматура может использоваться при различных температурных режимах (от -70 до +100 градусов Цельсия) при этом абсолютно не меняя своих технико-эксплуатационных характеристик.
Низкая теплопроводность
Теплопроводность композитной арматуры в 100 раз ниже, чем у стальной, она практически не проводит тепло. Соответсвенно она не может являться «мостиком холода» и значительно снижает теплопотери.
Коэффициент теплового расширения как у бетона
Это исключает порывы армирования и трещинообразование в слое бетона под воздействием перепадов температур.
Диэлектрик. Радиопрозрачна. Магнитоэнертна
Композитная арматура не проводит электрический ток и не накапливает статической энергии. Проницаема для радиоволн. Исключено изменение прочностных свойств композитной арматуры под воздействием электромагнитных полей.
Долговечна
Неметаллическая арматура увеличивает срок службы конструкций в 2-3 раза по сравнению со стальной арматурой, особенно при воздействии на них агрессивных сред. Исчезает необходимость дорогостоящих ремонтных работ. Прогнозируемая долговечность — не менее 80 лет.
Экологична
Не выделяет вредных и токсичных веществ.
Сравнительные характеристики металлической арматуры класса AIII и стеклопластиковой арматуры
Сравнительные характеристики металлической арматуры класса AIII и стеклопластиковой арматуры ООО «Орион»
Характеристики материала
| Характеристики материала |
Металлическая арматура класса А-III (А400) |
Композитная арматура ООО «Орион» |
| Материал | Сталь | Стеклоровинг с полимером |
| Предел прочности при растяжении, МПа | 390 | 1 250 |
| Модуль упругости, МПа | 200 000 | 55 000 |
| Относительное удлинение, % | не менее 14 | 2,2-2,4 |
| Коэф-т теплопроводности Вт/м2*°С | 58 | 0,35 |
| Коэф-т линейного расширения, αх10-6/°С | 13-15 (бетон 7-10) | 5-9 (бетон 7-10) |
| Плотность, т/м³ | 7,85 | |
| Коррозионная стойкость | Корродирует | Не корродирует |
| Теплопроводность | Теплопроводна | Нетеплопроводна |
| Электропроводность | Проводник | Диэлектрик |
| Длина | Стержни длиной 6-12 м | В соответствии с заявкой покупателя |
Таблица замены металлической арматуры А400 (А-III) на стеклопластиковую арматуру ООО «Орион» при работе на растяжение
| Диаметр металлической арматуры А400, мм | Диаметр АСК (стеклопластиковая), мм |
| 6 | 4 |
| 8 | 5 |
| 10 | 6 |
| 12 | 7 |
| 14 | 9 |
| 16 | 10 |
| 18 | 11 |
| 20 | 12 |
| 22 | 13 |
|
|
15 |
Таблица замены металлической арматуры А500 на стеклопластиковую арматуру ООО «Орион» при работе на растяжение
| Диаметр металлической арматуры А500, мм | Диаметр АСК (стеклопластиковая), мм |
| 6 | 5 |
| 8 | 6 |
| 10 | 7 |
| 12 | 8 |
| 14 | 9 |
| 16 | 11 |
| 18 | 12 |
| 20 | 13 |
| 22 | 15 |
| 25 | 17 |
Электропроводность каменного угля – Грунтовозов
Главная > Часто задаваемые вопросы > Свойства и характеристики каменного угля > Электропроводность каменного угляУголь может проводить электрический ток. Это свойство называется электропроводностью. Сравнительно с другими характеристиками угля, оно изучено довольно слабо.
Электропроводность меняется на разных этапах метаморфизма. Это объясняется тем, что в процессе углефикации происходят структурные изменения в углеродной составляющей. На характеристику также влияют влажность (в первую очередь у бурого угля), зольность, петрографический состав.
Бурые угли выступают диэлектриками. Это значит, что они плохо проводят ток, электроны лишь поляризуются в электрическом поле. Каменные угли – это полупроводники, антрацит – проводник.
Кроме того, электропроводность у ископаемых углей отличается в зависимости от своей природы:
- У бурых – ионная
- У каменных – смешанная ионно-электронная
- У антрацита – электронная
Измеряется электропроводность по обратной величине – удельному электрическому сопротивлению. Это способность вещества препятствовать прохождению электрического тока. Измеряется показатель в Ом/м или Ом/см, обозначается буквой p. В испытаниях используются омметры, вольтметры-амперметры, мост постоянного тока.
Удельное электрическое сопротивление изменяется по мере углефикации:
- Бурый уголь – 10²-10³ Ом/м
- Каменный уголь – 10²-10⁹ Ом/м
- Антрацит – 10¯²-10² Ом/м
Способность углей проводить электрический ток используется в промышленности. Из антрацита и коксового угля делают электроды в электропечах и гальванических установках для получения алюминия, фтора и других химических веществ.
Подробно о других свойствах каменного угля вы можете прочитать на наших следующих страницах:
Также читайте нашу статью Свойства и характеристики каменного угля.
Стеклопластиковая арматура — преимущества и недостатки
Стеклопластиковая арматура появилась на строительных рынках не так давно, но она уже успела завоевать свою популярность, в связи с большим количеством достоинств. Среди них — малый вес, наряду с высокой прочностью, антикоррозийная устойчивость, низкая теплоотдача и доступная стоимость.
Все вышеперечисленные преимущества дают возможность застройщикам не только сэкономить средства на строительстве объекта, но и быть уверенными в надёжности будущего сооружения. Что же касается недостатков, то они, как и у любого другого изделия, есть и у стеклопластиковой арматуры.
Что представляет собой стеклопластиковая арматура?
Стеклопластиковая (композитная) арматура — это прочный стержень, изготовленный из стеклопластика, с армированием в виде углепластиковой нити. Именно она служит для усиления стержня и обеспечивает надежную адгезию арматуры с бетоном.
В отличие от металлической арматуры, для соединения стеклопластиковой, служат специальные пластиковые хомуты. Само собой разумеется, что сварка, при выполнении данной работы не нужна.
Чтобы понять, насколько целесообразно и выгодно использовать стеклопластиковую арматуру в строительстве, следует подробнее остановиться на всех её плюсах и минусах. Какие преимущества имеет стеклопластиковая арматура, и какие недостатки ей присущи — читайте ниже.
Преимущества стеклопластиковой арматуры
Среди основных достоинств, которыми наделена стеклопластиковая арматура, необходимо особенно выделить следующие:
- Небольшой удельный вес — данное преимущество даёт возможность использовать стеклопластиковую арматуру для армирования даже строительных объектов из ячеистого бетона. Имея малый вес, композитная арматура не создаёт лишних нагрузок на основные элементы строения, другими словами говоря, такую арматуру допускается использовать там, где нельзя применить металлическую.
- Неподверженность коррозии — второй плюс стеклопластиковой арматуры, который отсутствует у металлической, связан с её неподверженностью коррозии. Композитная арматура не боится химического воздействия и влаги, чего, к сожалению, не скажешь о металлической арматуре. Подобного рода достоинство, влияет, в первую очередь, на долговечность использования материалов, и возможности их применения в любое время года.
- Низкая теплопроводность — при использовании композитной арматуры не образуется так называемых «мостиков холода», из-за того, что материалы из которых она изготовлена, очень плохо проводят тепло. Данное преимущество, при использовании стеклопластиковой арматуры, улучшает теплоизоляционные параметры строительного объекта.
- Высокая гибкость — позволяет не только удобно транспортировать стеклопластиковую арматуру (в бухтах), но и так же эффективно работать с ней. Кроме того, данное преимущество дает возможность свести на «нет» количество отходов, которые, непременно есть при использовании металлической арматуры.
- Диэлектрические способности — в отличие от металлической арматуры, композитная арматура является диэлектриком, т. е., она не проводит электрический ток. Это огромный плюс, который связан с безопасностью строения и отсутствием радиопомех внутри него.
Теперь настал черед уделить внимание минусам стеклопластиковой арматуры, поскольку они также есть.
Недостатки стеклопластиковой арматуры
Самый существенный недостаток композитной арматуры кроется в боязни высоких температур. Если сравнивать металлическую и композитную арматуру по данной характеристике, то последняя, заметно проигрывает в этом.
Хоть выше и было сказано о том, что стеклопластиковая арматура имеет хорошую гибкость, тем не менее, такую арматуру невозможно согнуть, как металлическую, под углом в 90 градусов. Кроме того, композитная арматура проигрывает металлической, и в таком показателе, как модуль упругости на излом. Простыми словами, она не выдерживает тех же нагрузок.
Несмотря на ряд вышеперечисленных недостатков, стеклопластиковая арматура, все чаще используется на сегодняшний день в строительстве. Связано это с большим количеством плюсов, которые превосходят все её недостатки.
Как выбрать глубинный вибратор по бетону
Высокочастотные глубинные вибраторы — это профессиональное строительное оборудование для уплотнения бетонных смесей. Механизм их работы состоит в том, что интенсивные колебания вибрационного наконечника создают движение внутри бетонного раствора. Благодаря этому он становится более однородным, из него выходят пузырьки воздуха и испаряется лишняя вода. При использовании в создании железобетона, усиливается сцепление арматуры с раствором. Вибраторы по бетону могут применяться как в монолитном, так и в сборном строительстве. Но зачем нужно уплотнять бетон?
Для чего нужен глубинный вибратор
Уплотнение бетона производится не просто для улучшения его характеристик. Пренебрежение уплотнением может привести к трещинам и полному разрушению бетонных конструкций, особенно в климатических условиях нашей страны.
Без уплотнения бетон схватывается так, как есть, сохраняя в своём массиве множество мелких пузырьков воздуха и даже крупных воздушных пор и полостей. В этих сферических порах оседает конденсат, который замерзает при снижении температуры воздуха зимой. С замерзанием вода увеличивается в объёме и начинает изнутри давить на бетонный монолит. И так происходит многократно в течение одного сезона. Со временем под таким воздействием образуются микротрещины и бетон разрушается.
При воздействии высокочастотными вибрациями на смесь, пузырьки воздуха уходят, а пространство равномерно заполняется раствором. Исключительным случаем, когда в этом нет необходимости, является заливка бетона в регионах, где не бывает отрицательных температур.
Устройство и работа вибратора для бетона
Как устроен вибратор для бетона
Конструкция состоит из трёх основных элементов: двигателя, гибкого вала и вибробулавы (наконечника). Длина вала может достигать девяти метров у отдельных моделей, и от неё зависит то, какой должна быть мощность мотора, чтобы устройство было эффективным. Так как вибрационное усилие должно быть тем больше, чем глубже раствор.
Внешнее устройство:
Внутреннее устройство:
1. Стартер | 2. Двигатель | 3. Гибкий вал | 4. Шпиндель | 5. Наконечник | 6. Муфта | 7. Дебаланс (бегунок) | 8. Трубчатый корпус | 9. Дорожка | 10. Площадка
Принцип работы вибратора для бетона
Работа предельно проста: асинхронный трёхфазный двигатель приводит к механическому вращению гибкого вала, а с него вибрация поступает на вибрационную погружную часть. Внутри металлического наконечника расположен дебаланс, который соединяется пружинной муфтой с гибким валом. При получении вращения от вала, дебаланс обкатывается по конусу. Таким образом создаются колебания вибробулавы.
В виброуплотнителях применяются два вида наконечников по принципу обкатки дебаланса: по внутренной конической втулке (внутреннее обкатывание), либо по коническому пальцу в корпусе (наружное обкатывание).
а) Вибробулова с внутреннеей обкаткой бегунка. | б) Конструкция с внешней обкаткой дебалансира.
1. Корпус | 2. Шпиндель | 3. Резиновая муфта | 4. Дебалансировочный бегунок | 5. Коническая втулка | 6. Конический палец
Для предупреждения обратной передачи вибрационного движения на гибкий вал — дебалансир соединён со шпинделем посредством резиновой муфты. Резина также используется для снижения уровня вибраций на управляемой части устройства: создаются демпфирующие вставки, либо рукояти, чтобы снизить нагрузку на оператора.
Вибраторы для бетона — виды и характеристики
В большинстве случаев применяются глубинные вибраторы для бетона, но бывают редкие ситуации, когда их применение затруднено (например, в заливаемом блоке много арматуры), и тогда используют поверхностные (наружные) устройства. Они не соприкасаются с бетоном, а воздействуют на него через опалубку, на которую устанавливаются. Однако, их применение настолько ограничено, что отдельно рассматриваться в статье они не будут. Расскажем, какими бывают погружные модели.
По области применения
1. Бытовые. С их помощью уплотняют небольшие бетонные конструкции – до 1 метра. Обычно они работают от однофазной электросети (220 В) и рассчитаны специально для домашнего использования. Мощность обычно не превышает 1 кВт.
2. Профессиональные. Имеют более длинный гибкий вал и большую мощность двигателя. Подключение требует трёхфазной сети (380 В), либо работа происходит от бензинового или дизельного двигателя. Ими пользуются при заливке монолитов, когда нужно добиться высокого качества бетона.
По типу привода
1. Электрические (электромеханические). С электрическим двигателем 220 В обычно изготавливаются бытовые модели, потому что их мощность не очень высока. Модели, подключаемые к трёхфазной сети (380 В), значительно мощнее. Именно они повсеместно распространены в профессиональном строительстве (как маятниковые, так и импульсные).
2. С ДВС. Бывают бензиновые и дизельные, в зависимости от требуемой мощности. Применяются в масштабном строительстве (мосты, плотины), поскольку более эффективны в сравнении с электрическими. Также удобны из-за своей автономности. Недостатки устройств с двигателями в том, что необходимо постоянно следить за наличием топлива и прерываться на дозаправку. А также ими невозможно работать в закрытых помещениях, потому что выработка топлива производит ядовитые выхлопы.
3. Пневматические. Подключаются к компрессору и работают от подачи сжатого воздуха. Их применяют в пожароопасных зонах для обеспечения безопасности при строительстве.
По типу вибраций
1. Маятниковые (механические). Классическая конструкция вибратора обеспечивает до 9000 кол/мин. У этих моделей обычно невысокая цена, простое обслуживание и ремонт. Их применяют чаще как в быту, так и в профессиональных строительных работах, поскольку они универсальны и могут разбираться и компоноваться другими комплектующими.
2. Импульсные (высокочастотные). Наиболее эффективные приспособления. Частота колебаний может достигать 20000 кол/мин и даже больше. Особенность механизма в том, что асинхронный двигатель встроен прямо внутрь вибробулавы. За счёт того, что для работы им требуется частота тока в 200 Гц, а обычная сеть выдаёт всего 50 Гц, эти модели работают только при подключении к частотному преобразователю. Он также может быть встроенным. Отличаются высокой стоимостью.
Как подобрать глубинный вибратор для бетона
При выборе вибротехники для бетона важно сначала определить, для каких целей она будет использоваться. А затем подобрать те характеристики, которые отвечают этим целям. Рассмотрим, какие качества оборудования могут повлиять на результат уплотнения бетона.
Диаметр булавы вибратора для бетона
Он определяет радиус действия вибраций. Эффективное уплотнение достигается примерно на расстоянии 5-10 диаметров булавы. Соответственно, чем толще наконечник, тем эффективнее и быстрее происходит уплотнение. Но не всё так просто. Выбор этого параметра также зависит от степени армированности бетона, так как наконечник должен как минимум поместиться в ячейку арматуры, то есть, он должен быть меньше. Поэтому принцип выбора таков: следует брать максимально широкий диаметр, который поместится между блоками арматуры в заливаемом объекте. Бытовые модели могут иметь диаметр около 50 мм, а промышленные до 150 мм.
Длина вала
От длины вала зависит то на какую глубину получится уплотнять бетонную смесь. Для бытовой заливки конструкций достаточно стандартного вала около 3 м. В профессиональном строительстве используют валы от 3 до 9 м. В отдельных случаях — до 12 м. Не следует выбирать максимально длинный вал, который найдётся. Большая длина берётся только при необходимости, поскольку важно не допускать при работе загибов вала, близких к 90°.
Частота колебаний
Рассчитывается в зависимости от характеристик уплотняемой бетонной смеси. Чем крупнее частицы, тем меньше должна быть частота (для малоподвижных смесей – до 3500 кол/мин). Но в большинстве случаев, при работе с мелкозернистым бетоном, увеличение частоты положительно влияет на производительность, поэтому по возможности приобретается оборудование с максимально доступной частотой. Однако, покупка высокочастотного вибратора оправдана не всегда из-за их высокой стоимости.
Мощность
Этот параметр зависит от выбранной толщины булавы. Чем она больше, тем большая мощность двигателя должна быть, чтобы обеспечить качественную вибрацию. Для бытового применения подойдут модели с мощностью двигателя до 1 кВт, а профессиональные предполагают 1,4 кВт и более (до 5 кВт). С повышением мощности, как правило, повышается громоздкость и тяжесть оборудования.
Как работать вибратором по бетону
Подготовка
Производится сборка элементов булавы, вала и привода, резьба уплотняется герметиком, проводится визуальный осмотр на герметичность всех соединений и корпуса. Вибратор подключается к сети, а затем проводится пробный запуск. Для этого наконечник несколько раз ударяется об твёрдую поверхность до появления вибрации.
Непрерывность
Нельзя останавливать процесс уплотнения, пока бетон не залит. В идеале на стройплощадке должно быть два вибратора, чтобы, в случае неполадок с первым, сразу воспользоваться вторым.
Время
На каждое вхождение булавы в раствор требуется от 5 до 30 секунд для уплотнения. Продолжительность уплотнения возрастает с увеличением плотности смеси. Но важно не “передержать” наконечник в бетоне, так как это чревато расслоением смеси. Обычно успешность определяют по появлению “цементного молочка” на поверхности и наличием пузырьков воздуха.
Угол вхождения
Важно следить, чтобы наконечник входил в бетон только вертикально.
Расстояние
Между зонами вхождения не должно быть чрезмерно большого расстояния. Действие вибраций составляет от 5 до 10 диаметров вибронаконечника, поэтому не стоит превышать это расстояние. Площади уплотняемых участков должны пересекаться, чтобы не оставалось пропущенных зон.
Близость к арматуре
Нельзя, чтобы булава касалась арматуры или опалубки. Для этого заранее рассчитывается толщина используемого наконечника.
Окончание
Доставать прибор из раствора нужно достаточно медленно, чтобы отверстие от него равномерно заполнялось бетоном. Но в самом конце наконечник нужно выдернуть быстрее, чтобы не позволить вибрациям распространиться по поверхности раствора.
Уход
После каждого использования необходимо отмывать все детали от бетона, чтобы они не повреждались. Также следует проводить регулярно техническое обслуживание узлов и следить за сохранением герметичности обшивки, чтобы не возникла утечка тока.
Автор статьи: Сергей Зуйков
Стеклопластиковая арматура для фундамента парковки
На дачном участке, окруженном вековым лесом, команда «Дачного ответа» выстроила ажурную беседку с внутренним двориком, парковку и зону патио. Особое внимание уделили мощению, а садовую мебель сделали из строительных поддонов, в которых доставляют плитку.Все зоны участка выделили разным типом мощения. На парковке появилась брусчатка с гранитной крошкой, в беседке – плитка с минеральными красителями кварцитами, а дорожки и зону патио замостили мощными плитами, стилизованными под известняк.
На площадке парковочной зоны подготовку к строительству начали с того, что сняли верхний слой грунта. После поверхность застелили геотекстилем, который сверху засыпали подушкой из щебня и песка. Слои утрамбовали с помощью виброплиты. Она убрала пустоты, сделав основание для фундамента более плотным и прочным. Затем выстроили каркас из стеклопластиковой арматуры. Она легче и прочее стальной, не ржавеет и не разрушает бетон. Решетку из прутьев скрепили с помощью вязального пистолета.
Стеклопластиковая или базальтопластиковая арматура предназначена для армирования бетонных конструкций при строительстве зданий, сооружений, ограждений, а также для армирования асфальто-бетонных дорожных покрытий.
Технология производства арматуры позволяет получить высококачественный строительный материал, отвечающий всем современным требованиям надежности, качества и безопасности. Стоит также отметить, что композитная арматура довольно неприхотлива к условиям эксплуатации. Так, арматура может использоваться при различных температурных режимах, от – 60 и до 110 °C.
Применение неметаллической арматуры увеличивает срок службы конструкций в 2−3 раза по сравнению с металлической арматурой, особенно при воздействии на нее агрессивных сред, содержащих хлористые соли, щелочи и кислоты. Базальтопластиковая арматура применяется для высотного строительства (более 5 этажей), не подвержена коррозии и воздействиям щелочной среды.
Характеристики стеклопластиковой арматуры:
- Прочность на разрыв в 2 раза выше стальной арматуры класса А III;
- Не ржавеет;
- Устойчива к воздействию кислот и морской воды;
- Не проводит электрический ток;
- Обладает низкой теплопроводностью;
- Радиопрозрачна;
- Магнитоинертна. Исключено изменение прочностных свойств под воздействием электромагнитных полей;
- Стеклопластиковая арматура легче металлической в 3,5 раз, а при равнопрочной замене в 9 раз;
- Любая строительная длина;
- Температура эксплуатации от – 60 до 110 °C;
- Коррозийная стойкость к щелочной среде бетона;
- Модуль упругости при растяжении и изгибе не менее 55 000 МПа;
- Прочность при растяжении и изгибе не менее 1300 МПа
Арматура одной марки и одной длины формируется в пачки или сворачивается в бухты весом до 25 кг. Допускается по согласованию с потребителем другой вид упаковки и маркировки.
Подробнее о проекте — http://www.peredelka.tv/do/archive/sad-s-derevom-jizni/Moschenie.phtml
Фотографии с проекта в нашем «Фотоальбоме».
Страница факультета | Инженерный колледж
Jena Shafai Asgarpoor
профессор практики;
Директор и аспирант, магистр инженерного менеджмента
Офис: W170 Nebraska Hall
Почта: 114 Othmer Hall
Вт: 402.472.3166
К: 402.440.2626
Шеннон Бартельт-Хант
Заведующий кафедрой
Дональд Р. Воэлте младший и Нэнси А. Киган Кафедра инженерии и профессор
Городской кампус (Линкольн) / Кампус Скотта (Омаха)
NH W181D / PKI 205A
(402) 472-8036
(402) 554-3868
sbartelt @ unl.edu
Грег Башфорд
Профессор и инженер-биомедик
Кафедра аспирантуры кафедры биомедицинской инженерии
Консультации:
Биомедицинская инженерия
230 Л.В. Чейз Холл
Марк Карлсон
Доцент кафедры хирургии Медицинского центра Университета Небраски
Хирургия 112 — Медицинский центр VA
Рональд Фаллер
Научный сотрудник, профессор — гражданская и экологическая инженерия
Директор — Среднезападный завод по обеспечению безопасности на дорогах
130R БЕЛЫЙ
rfaller1 @ unl.edu
Том Франти
Доцент кафедры инженерии биологических систем, инженер по управлению поверхностными водами
242 Л.В. Чейз Холл
Юфэн Ге
Доцент, инженер по передовым системам зондирования
Эберхард Профессор сельского хозяйства
Директор по феномике растений
Вода для пищевых продуктов Сотрудник факультета Глобального института
203 л.У. Чейз Холл
Роджер Хой
Профессор инженерии биологических систем, директор испытательной лаборатории Небраски
Консультации Акцент:
Инженер по тестированию первокурсников
132 Splinter Labs
rhoy2 @ unl.edu
Дипак Р. Кешвани
Доцент и директор программ бакалавриата
Сотрудник факультета сельскохозяйственных наук и природных ресурсов
Сотрудник факультета Глобального института «Вода для продуктов питания» Догерти
Акцент на консультациях:
Управление механизированными системами
212 л.У. Чейз Холл
Сюй Ли
Профессор, доцент кафедры аспирантуры
900 N 16-я ул., W150D Небраска Холл
Линкольн, NE 68588-0531
Юсун Ли
Заместитель декана факультета и включения
Профессор
Городской кампус (Линкольн) / Кампус Скотта (Омаха)
OTHM 114M (городской кампус)
PKI 301C (кампус Скотта)
(402) 472-5649 (городской кампус)
(402) 554-6052 (кампус Скотта)
yli7 @ unl.edu
Даниэль Линцелл
Заместитель декана по аспирантуре и международным программам
Лесли Д. Мартин Профессор гражданской и экологической инженерии
114L Отмер Холл
Адам Дж. Лиска
Доцент кафедры инженерии биологических систем, координатор программы, Минор энергетических наук
Акцент на консультации:
Окружающая среда и водные ресурсы
236 л.У. Чейз Холл
Джо Д. Удача
Доцент кафедры инженерии биологических систем, инженер по точному земледелию
Заместитель директора Центр исследований, распространения знаний и образования Восточной Небраски (ENREEC)
Консультации Акцент:
Test Engineering
204 л.У. Чейз Холл
Питер Г. Маккорник
Исполнительный директор Всемирного института воды для пищевых продуктов в Догерти (DWFI)
Роберт Б. Догерти Кафедра «Вода для пищевых продуктов»
Профессор, инженерия биологических систем
Профессор (любезно назначен), гражданская и экологическая инженерия
Инновационный кампус (Линкольн)
pmccornick @ nebraska.edu
Бернадетт МакКрори
Студент магистратуры в час, факультет биостатистики, Колледж общественного здравоохранения UNMC
Анджела К.Корзина
Семья Свартс Кафедра инженерии биологических систем
Профессор биомедицинской инженерии
Консультации:
Биомедицинская инженерия
231 Л.В. Чейз Холл
Вэй Цяо
Клайд Хайд Профессор электротехники и вычислительной техники
Кафедра электротехники Аспирантура
NH E421H
wqiao3 @ unl.edu
Синь Цяо
Доцент, Научно-исследовательский центр Panhandle
4502 Avenue I,
Scottsbluff, NE 69361
Хамид Шариф
Сотрудник IEEE
Чарльз Дж. Вранек Профессор
Председатель комитета по выпускникам ЕЭК
Телекоммуникации
Компьютерная инженерия
ИПК 200C
hsharif @ unl.edu
Лили Ван
Директор Даремской школы архитектурного проектирования и строительства
Чарльз У.и Маргре Х. Дарем, заслуженный профессор
Городской кампус (Линкольн) / Кампус Скотта (Омаха)
PKI 100B (кампус Скотта)
NH 121B (городской кампус)
(402) 554-2065 (кампус Скотта)
(402) 472-8897 (городской кампус)
Исян Сюй
Новая пищевая промышленность и упаковка
Станция сельскохозяйственных исследований, Государственный университет Вирджинии, Петербург, VA 23806
yixu @ vsu.edu
Ики Ян
Чарльз Бесси Профессор
Профессор текстиля
Профессор инженерии биологических систем
221 Дом Хозяйства Дом
Аарон М. Йодер
Адъюнкт-профессор, инженерия биологических систем, UNL
Адъюнкт-профессор, экология, сельское хозяйство и гигиена труда, UNMC
MCPH 3038, UNMC
Омаха, NE 68198-4388
Аарон[email protected]
Цинь Чжоу
Доцент
Калифорнийский университет в Беркли
Проводит ли электричество бетон? | Динамическая перекачка бетона
— Обновлено 22.06.2021
В зависимости от того, кого вы спросите, вы можете услышать разные ответы на вопрос, может ли бетон проводить электричество.Хотя бетон может проводить электричество, он не является эффективным проводником. Бетон — гораздо лучший изолятор, а это значит, что он может значительно замедлить электрические токи.
Электропроводность и изоляция — это меры того, насколько легко электроны могут перемещаться через материал. Бетон состоит из нескольких различных материалов, а именно из заполнителей, цемента и воды. Использование более проводящих заполнителей приведет к получению более проводящего бетона. Влажность бетона также влияет на его электрическое сопротивление.
Подобные факторы могут привести к широкому изменению электрических свойств каждого бетонного блока. Однако в целом бетон лучше действует как изолятор, чем как проводник. Читайте дальше, чтобы узнать больше о проводимости бетона.
Проводники и изоляторы
Проводники и изоляторы различаются по тому, как они помогают или препятствуют перемещению электричества. У проводников очень низкое электрическое сопротивление, а у изоляторов оно велико, и они могут блокировать прохождение электричества.Оба имеют свои цели и необходимы в разных ситуациях.
Кабель, например, может иметь внутри металлический провод для передачи электричества и изолирующую оболочку, чтобы электричество не достигало других проводящих объектов. Электрики часто используют резиновое защитное снаряжение, а строительные рабочие используют непроводящие лестницы, чтобы не стать частью электрической цепи и не испытать сильный ток.
Является ли материал проводником или изолятором, можно определить путем измерения его удельного сопротивления, измеряемого в Ом⋅м, где большое число указывает на плохие свойства проводимости и хороший изолятор.Удельное сопротивление проводников обычно составляет от 10 -2 до 10 -8 Ом⋅м, а у изоляторов — от 10 11 до 10 19 Ом⋅м. Области между ними представляют собой полупроводники с умеренным уровнем проводимости.
Вот как складываются некоторые обычные строительные материалы.
- Медь: Медь — очень прочный проводник с удельным сопротивлением 1,68 × 10 -8 Ом⋅м.
- Стекло: Стекло является изолятором и имеет удельное сопротивление от 10 × 10 10 до 10 × 10 14 Ом · м.
- Кремний: Кремний находится посередине при 6,40 × 10 2 Ом⋅м.
Каждый материал имеет определенный уровень проводимости, но его расположение по сравнению с другими определяет его полезность.
Бетон — хороший проводник?
Итак, является ли бетон проводящим или изолирующим, и проходит ли электричество через бетон? Удельное сопротивление бетона трудно измерить из-за его различий в мокром и сухом состоянии, а также из-за большого разнообразия его состава.Некоторые заполнители ведут себя по-другому, и поры в бетоне также могут создавать вариации.
Одно исследование показало, что высушенный в печи бетон имеет удельное сопротивление около 10 12 Ом⋅м, что однозначно относит его к категории изоляционных материалов. Конечно, это может быть разным. Исследование также показало, что влажный бетон полностью переходит в статус полупроводника с удельным сопротивлением 10 5 Ом⋅м. В общем, сухой бетон с типичным составом будет изолятором, а не проводником.
Несмотря на низкую проводимость бетона, ток может проходить через цемент. Он по-прежнему будет проводить некоторое количество электричества и на самом деле является лучшим проводником, чем некоторые другие неметаллические материалы, такие как стекло. Тем не менее, вы не хотите зависеть от него, чтобы замкнуть кругооборот.
Почему бетон проводит электричество?
Бетон — это очень распространенный строительный материал, состоящий из цемента, песка и заполнителя (камня), смешанных с водой. Он используется в строительной отрасли для строительства практически всего: от дорог, плотин и мостов до тротуаров, патио и жилых домов.Смесь затвердевает в процессе отверждения, который в некоторых случаях может занять больше месяца. Бетон — очень плохой проводник электричества, но он все же является проводником. Полностью сухой бетон обладает высоким сопротивлением и фактически может быть классифицирован как изолятор. Но есть условия, при которых проводимость бетона может увеличиваться. Влажный бетон удерживает воду в порах, что делает его гораздо лучшим проводником электричества. Другими словами, когда бетон мокрый или влажный, он меняется и становится намного лучше проводником.
Бетон состоит из химических компонентов, содержащих свободные ионы. Бетон проводит электричество через эти ионы. Электропроводность любого вещества зависит от сопротивления, которое оно оказывает. Ионы кремния, алюминия, кальция, серы и других помогают проводить электричество, но не имеют хороших проводников. Это другие факторы, не присущие бетону, которые помогают ему стать лучшим проводником. Такие вещи, как вода и стальная арматура.
На самом деле существует несколько факторов, которые могут повлиять на то, насколько хорошо бетон проводит электричество.Давайте рассмотрим некоторые из условий, которые влияют на проводимость бетона.
Что заставляет что-то проводить электричество?
Насколько объект проводящий, во многом зависит от его атомов. В таких вещах, как дерево или стекло, атомы плотно упакованы вместе. Электроны прилипают к своим атомам. Это затрудняет перемещение электронов. Это означает, что для проведения электричества через них требуется больший электрический заряд.
Эти вещества известны как резисторы, потому что они препятствуют прохождению через них электрического тока.Электричество редко проходит через резисторы из-за большой мощности, необходимой для этого. Электричество выбирает путь наименьшего сопротивления, поэтому, встречаясь с резистором, оно находит другой путь.
Напротив, у хороших электрических проводников есть много свободных электронов, плавающих вокруг. Атомы и электроны рыхлые и расходятся дальше друг от друга. В наиболее проводящих веществах, таких как медь или золото, так много свободных электронов, что некоторые из них фактически разделяются несколькими атомами .Это очень упрощает прохождение электричества, потому что сопротивление практически отсутствует.
Вода — хороший проводник электричества, как и металл. Таким образом, хотя натуральный сухой бетон является формой сопротивления, когда он становится влажным или заполнен сталью, он теряет некоторое сопротивление.
Бетон является лучшим проводником, чем что-то вроде стекла или дерева, но не так хорошо, как металл или вода.
Что делает бетон проводящим?
В естественном сухом состоянии бетон на самом деле является скорее резистором. Сухой бетон, сделанный из песка, воды, заполнителя и цемента, не является хорошим проводником электричества и фактически может использоваться в качестве изолятора. . Пока бетон остается сухим, электричеству очень трудно проходить через него. Тем более, что бетон становится толще.
Что делает бетон более проводящим, так это то, что вы в него добавляете. Электричество переносится не самим бетоном. Например, вода отлично проводит электричество. Поэтому, если ваш бетон намокнет, он будет проводить электричество.Но на самом деле это делает вода, а не бетон.
Когда вы впервые замешиваете бетон, через него намного легче проходит электричество из-за высокого содержания воды. Но по мере высыхания бетон становится более прочным.
Точный уровень сопротивления бетонаможет быть непредсказуемым, поскольку он зависит от используемых ингредиентов. Ингредиенты имеют разные уровни стойкости, поэтому общая стойкость готового продукта может быть разной. Но в целом почти весь бетон считается стойким в сухом состоянии.
Также стоит отметить, что каждая партия бетона теряет проводимость с разной скоростью. Это также зависит от используемых ингредиентов и уровня воды.
Может ли бетон быть лучшим проводником?
Да, если вы используете правильные добавки, бетон может быть лучшим проводником. Один из способов сделать это — включить в состав ингредиенты, проводящие электричество, например, металлы. Включая такие вещи, как стальная арматура, вы можете увеличить проводимость бетона. Хотя, чтобы это произошло, электричество должно доходить до арматуры.
Увеличение содержания воды в бетоне также может увеличить его проводимость. Однако чем больше воды вы добавите в бетонную смесь, тем она будет слабее. Это может стать серьезной проблемой, если вам нужно, чтобы ваш бетон был прочным.
Некоторые компании также пытались использовать заполнитель на углеродной основе для производства более проводящего бетона. Это многообещающий и многообещающий метод. Хотя он имеет некоторые побочные эффекты в отношении водопоглощения.
Вы также можете попробовать добавить в смесь пористый заполнитель.Пористый бетон намного лучше впитывает влагу, чем непористый. Чтобы это работало, бетон должен быть влажным, но во многих районах страны это не проблема.
Дополнительные факторы, которые следует учитывать
Бетон сам по себе не обладает большой проводимостью. Однако есть несколько ситуаций, которые могут привести к повышению электропроводности конструкции.
Из-за этих распространенных ситуаций, большая часть бетона, используемого во многих строительных проектах, хотя бы немного проводит, даже если это не так естественно.
Давайте посмотрим на них ниже.
Размер
Размер объекта также может влиять на проводимость. Бетонная стена толщиной 4 дюйма не будет противостоять электричеству так же хорошо, как стена толщиной 12 дюймов. Если вас беспокоит сопротивление, я рекомендую построить немного толще.
Температура
Температура объекта также может влиять на проводимость. Некоторые резисторы, такие как стекло, становятся лучшими проводниками, когда они горячие. Сверхпроводники делают наоборот. Они намного лучше проводят электричество при низких температурах.
Бетон становится более проводящим, когда он нагревается, что делает его лучшим проводником.
Вода
Бетон может стать проводящим при использовании во влажной среде. Он хорошо впитывает воду и становится более проводящим по мере увеличения содержания воды. Если он был помещен во влажную почву или в дождливую среду, пока он остается влажным, он будет лучше проводить электричество.
Стальная арматура
Другая ситуация, когда бетон становится более проводящим, — это когда он строится с использованием стальной арматуры.Почти все бетонные конструкции содержат арматуру в той или иной форме. Арматура добавляет конструкции большую прочность. Включив металл в бетон, вы можете сделать его довольно прочным проводником. Это связано с тем, что сталь является хорошим проводником, поэтому электричество может использовать эту сталь в качестве средства транспортировки. Это примерно то же самое, что и вода.
Почему кто-то хочет, чтобы их бетон проводил электричество?
Бетон имеет несколько ценных применений, когда он может проводить электричество.
Легкий электрический ток, проходящий по бетонной дороге, может нагреть бетон, растапливая легкий снег и лед.Япония и многие другие страны делают это вместо того, чтобы вспахивать легкий снег.
Еще одно ценное применение токопроводящего бетона — это заземление громоотводов. Громоотводам нужен аналог на земле, чтобы перенаправлять улавливаемые ими молнии. Бетонный фундамент здания часто может служить землей для громоотвода, защищая людей, живущих внутри.
Важно помнить, что, хотя большая часть бетона является естественным резистором, он все же может проводить электричество.Никогда не рассчитывайте, что бетон защитит вас от электричества.
Резюме: Почему бетон проводит электричество?
Многие люди считают, что бетон не может проводить электричество, но это не так. Электричество может проходить через что угодно, если ток достаточно сильный. Но бетон определенно устойчив в своей естественной сухой форме. Это добавки, которые делают его проводником лучше, чем обычно.
Бетон — очень плохой проводник электричества, но он все же является проводником.Полностью сухой бетон обладает высоким сопротивлением и фактически может быть классифицирован как изолятор. Но есть условия, при которых проводимость бетона может увеличиваться. Влажный бетон удерживает воду в порах, что делает его гораздо лучшим проводником электричества.
В целом можно с уверенностью сказать, что бетон — плохой проводник. А в сухом виде он стойкий, а иногда даже изолятор. Но при определенных обстоятельствах он определенно может проводить электричество.
Если у вас есть вопросы или комментарии, напишите нам в любое время. Мы хотели бы услышать от вас.
Проводит ли электричество бетон? — Techiescientist
Бетон — это композитное вещество, используемое при строительстве зданий и состоящее из мелкозернистого и крупнозернистого песка, смешанного с цементной пастой. Эта смесь затвердевает в течение нескольких дней. Многие из вас могут сомневаться в том, проводит ли бетон электричество или нет. В этой статье я подробно отвечу на этот вопрос и расскажу о его свойствах.
Итак, проводит ли бетон электричество? Да, бетон проводит электричество, но он очень плохой проводник. Полностью сухой бетон обладает очень высоким сопротивлением и может быть классифицирован как изолятор. В то время как влажный бетон в дождливые дни может иметь низкую электрическую проводимость.
Электропроводность бетона улучшается с изменением его состава. Как правило, это плохой проводник электричества.
Во время грозы лучше приклеить бетонную стену, чем стоять на траве.Низкая проводимость бетона может предотвратить поражение электрическим током.
Если говорить о составе цемента, то он образуется в результате химической реакции различных элементов в разных пропорциях.
Цемент приобретает свою прочность при добавлении в него воды, что также известно как гидратация. Важно понимать состав цемента, из которого готов бетон.
Цемент получают путем дробления, измельчения и фрезерования таких камней, как известняк.мел, ракушки и др.
- Кремнезем (SiO2), извлеченный из песка.
- Гипс (CaSO4.2х30) извлекается из известняка.
- Железо в виде железной руды, летучей золы, лома железа, добытого из глины.
- Глинозем, Al2O3, извлеченный из бокситов.
Эти материалы смешиваются мокрым или сухим способом. Эту смесь дополнительно нагревают до 2600 ° F. Флюс — оксид алюминия и железо — снижают температуру плавления кремнезема с 3000 до 2600 ° F.
После этого материал охлаждается и образуется мелкозернистый цемент.
Почему бетон проводит электричество?
Бетон состоит из химических компонентов, по которым перемещаются свободные ионы. Однако легкость прохождения электронов в основном зависит от сопротивления бетонной поверхности.
Электропроводность любого вещества зависит от оказываемого ему сопротивления. Чем меньше сопротивление, тем больше проводимость.
Следовательно, проводимость бетона обратно пропорциональна сопротивлению, которое он оказывает.Ионы кремния, алюминия, кальция, серы перемещаются по бетону и проводят электричество.
Необходимо понимать, что полностью сухой бетон имеет очень низкую проводимость или также может быть отнесен к категории изоляторов. А в дождливые дни проводимость бетона неплохая.
Итак, существуют временные и экологические условия, при которых проводимость бетона может изменяться.
Многие эксперименты проводятся для проверки уровня проводимости бетона.Посмотрите видео ниже, чтобы лучше узнать об эксперименте по проверке проводимости бетона.
Обсудим ниже факторы, влияющие на проводимость бетона.
Факторы, влияющие на проводимость бетона
Содержание влаги : Бетон в сухом состоянии имеет высокое сопротивление, благодаря чему очень мало свободных ионов может свободно перемещаться по бетону. В таком состоянии он действует почти как изолятор.
В то время как в дождливые дни, когда на бетоне присутствует достаточно влаги, его проводимость увеличивается.
Как мы знаем, вода является хорошим проводником электричества из-за наличия свободных ионов, которым она легко течет.
Следовательно, помимо свободных ионов оксида алюминия, кремнезема и других ионов, присутствующих в бетоне, свободные ионы воды также вносят вклад в проводимость.
Любая мокрая поверхность проводит электричество, если к ней приложено напряжение.
Следует понимать, что даже мокрая древесина может проводить электричество, если к ней приложить напряжение. Также ознакомьтесь со статьей о проводимости в дистиллированной воде.
Согласно проведенным экспериментам, удельное электрическое сопротивление влажного бетона составляет около 5-10 Ом · мм. В то время как удельное сопротивление сухого бетона составляет порядка 10-12 Ом · мм.
Электрические измерения бетона зависят от содержания влаги в бетоне.
Температура : Согласно экспериментам, проведенным для измерения электрических измерений, было замечено, что проводимость бетона возникает с потоком электронов.И на этот поток электронов влияет изменение температуры.
Это означает, что ионному движению в бетоне способствуют высокие температуры. С повышением температуры сопротивление уменьшается, а проводимость увеличивается.
Метод двухточечной одноосной установки широко используется для измерения электропроводности бетона.
Почему бетон плохо проводит электричество?
Электропроводность вещества определяется движением электронов через него.Вещество считается хорошим проводником, если оно оказывает низкое сопротивление потоку электронов.
Если говорить о проводимости бетона, то он плохой проводник по сравнению с металлами, но также лучший проводник, чем стекло.
Желательно, чтобы бетонные стены были токопроводящими по причине устранения статического электричества, заземления и нагрева окружающей среды.
Но из-за меньшего количества свободных ионов и неблагоприятных условий, таких как сухой сезон, бетон, как известно, является плохим проводником.
Чем больше количество свободных ионов в веществе, тем выше проводимость, и наоборот.
Свойства бетона
Прочность : Бетон в основном известен своей механической прочностью (прочностью на сжатие). Нормальная прочность бетона находится в диапазоне от 25 до 40 МПа.
Прочность : Бетон отличается высокой прочностью, устойчив к воздействию окружающей среды, например, дождю, загрязнению и т. Д.
Плотность : Плотность бетона влияет на прочность и долговечность.Более плотный бетон имеет лучшие характеристики, чем пористый.
Огнестойкий : Бетон не оказывает никакого воздействия огня на свою текстуру.
Предел прочности на разрыв : Он имеет более высокую прочность на сжатие, но более низкий предел прочности на разрыв, при растяжении он растрескивается.
Эластичность : Модуль упругости бетона остается постоянным при низком уровне напряжения, но снижается при более высоком уровне напряжения.
Заключение
Бетон состоит из нескольких материалов, таких как песок, щебень, цемент и гравий.Удельное сопротивление бетона зависит от состава и влажности.
Как правило, бетон считается плохим проводником электричества.
Полностью сухой бетон — это почти изолятор, а влажный бетон может служить плохим проводником. Помимо влажности, температура также является важным фактором, определяющим его проводимость.
Надеюсь, вы, ребята, много узнали о том, является ли бетон проводником или нет. Если у вас есть какие-либо вопросы, напишите мне в комментариях.
Почему бетон проводит электричество?
Бетон — это не то, что обычно считают проводником электричества, но это действительно так! Вам, как и многим другим конкретным энтузиастам, может быть интересно, почему.
Бетон проводит электричество через содержащиеся в нем ионы. Есть несколько факторов, которые могут повлиять на то, насколько хорошо бетон проводит электричество, и методы, с помощью которых можно увеличить или уменьшить его проводимость, включая удельное сопротивление и содержание воды.
Давайте рассмотрим некоторые известные нам условия, которые влияют на проводимость бетона.
Так что же вообще заставляет что-то проводить электричество?
Все начинается с атомарного уровня. В таких веществах, как дерево или стекло, атомы расположены очень близко друг к другу, а электроны плотно прилипают к своим атомам. Особенно, когда соединения, составляющие вещество, очень стабильны, это делает так, что электроны в этом веществе вряд ли будут двигаться, а это означает, что для прохождения через них требуется больший электрический заряд.
Эти вещества известны как резисторы. Электричество редко проходит через резисторы из-за огромной мощности, которая требуется для этого.
Напротив, электрические проводники имеют много свободных электронов, плавающих по всему веществу. В наиболее проводящих веществах, таких как медь или золото, таких свободных электронов так много, что они образуют своего рода электронный суп, причем все электроны разделяются всеми атомами . Это позволяет очень легко пропускать электричество.
Так что же в бетоне делает его проводящим?
Бетон — интересный случай. В то время как бетон может стать проводником электричества, натуральный бетон на самом деле является скорее резистором. Сухой бетон, содержащий только обычные бетонные ингредиенты (песок, вода, природный заполнитель и т. Д.), Является ужасным проводником электричества и может фактически использоваться как изолятор. . Фактически, в то время как многие вещества становятся более проводящими при нагревании, бетон делает наоборот, повышая его сопротивление до смехотворных уровней.
В процессе замешивания бетона самое первое, что происходит, — это резкое снижение удельного сопротивления (источника), когда в сухую смесь добавляют воду, чтобы придать ей формуемость. Затем, по мере того, как бетонная смесь смешивается, а затем высыхает, удельное сопротивление может уменьшаться, иногда в сотни раз. Этот процесс довольно непредсказуем: каждая партия бетона теряет проводимость с разной скоростью и достигает разной высоты удельного сопротивления.
Вот где кроется тайна. Причина, по которой каждая партия отличается, исследователям пока неизвестна.
Исследователи потратили много времени, пытаясь выяснить, как уменьшить удельное сопротивление в бетоне.Один из способов, которым они это сделали, — добавление материалов, которые очень хорошо проводят электричество, например, различных металлов. Проблема заключается в том, что бетон является сильно щелочным веществом, а это означает, что он разъедает любые находящиеся внутри него металлы, пока они не исчезнут.
Увеличение содержания воды в бетоне также может увеличить его проводимость. Однако чем больше воды в бетонной смеси, тем она обычно становится слабее. В зависимости от предполагаемого использования бетона это может стать серьезной проблемой.Однако, если бетон должен быть только немного проводящим, это часто является отличным решением проблемы проводимости.
Некоторые компании также начали использовать своего рода заполнитель на углеродной основе для производства электропроводящего бетона. Это одна из наиболее многообещающих технологий электропроводящего бетона, но она оказывает отрицательное влияние на водопоглощение.
Дополнительные факторы проводимости
Размер и форма объекта также могут серьезно повлиять на проводимость.Очень толстый объект будет проводить лучше, чем тонкий, а короткий объект будет проводить намного лучше, чем длинный.
Наконец, температура объекта может серьезно поднять проводимость. Некоторые резисторы, такие как стекло, становятся очень хорошими проводниками, когда они очень горячие. Сверхпроводники делают наоборот, очень хорошо проводят электричество, но только при низких температурах.
Хороший вопрос. Если не считать научно измененного бетона, сам по себе бетон не обладает большой проводимостью.Однако есть несколько ситуаций, которые часто возникают в строительстве, которые могут сделать работу изоляционного бетона намного более электропроводящей.
Один из распространенных способов, которым бетон может стать проводящим, — это его размещение во влажной среде. Бетон хорошо впитывает воду, и, как упоминалось выше, бетон более проводящий, когда он имеет более высокое содержание воды. Это означает, что если он был помещен во влажную почву или в дождливую среду, пока он остается влажным, он будет проводить электричество.
Другая ситуация, при которой бетон становится проводящим, — это когда он заливается вокруг стальной арматуры. Почти все нетривиальные бетонные конструкции включают в себя арматуру той или иной формы, а присутствие металлов в бетоне может сделать его довольно сильным проводником. Вероятно, это связано с тем, что сталь сама по себе является хорошим проводником, и поэтому электричество может использовать эту сталь в качестве своего рода магистрали через бетон.
Из-за этих двух очень распространенных ситуаций, большая часть бетона, используемого во многих строительных проектах, хотя бы немного проводит, даже если это не так.
Зачем кому-то нужен проводящий бетон?
У проводящего бетона много ценных применений. Во-первых, бетон, который очень хорошо проводит электричество, можно использовать для обогрева дорог и повышения их безопасности на снегу. На самом деле я жил в очень заснеженной части Японии, где это и происходило. Пока снега не было слишком много, им даже редко требовались снегоочистители, чтобы расчистить дороги! Эту же технологию можно использовать для лучистого отопления домов в холодных местах.
Еще одно ценное применение токопроводящего бетона — это заземление громоотводов. У молниеотводов должен быть проводящий аналог на земле, чтобы перенаправлять улавливаемые ими молнии, а во многих местах почва не всегда очень проводящая. В таких случаях бетонный фундамент здания часто может служить заземлением для громоотвода, защищая людей, живущих внутри.
Важно помнить, что даже если бетон, с которым вы контактируете каждый день, может показаться, что он не должен проводить электричество, он все равно может.Даже если вы знаете, что это натуральный цемент, никогда не следует рассчитывать на бетон, чтобы защитить вас от электрического тока. Если только это электричество не является молнией, и вы в безопасности внутри своего дома. В этом случае бетон может спасти вам жизнь.
Это электрический: проводящий бетон экономично нагревается, чтобы растопить снег и лед
[Изображение вверху] Кредит: DeathBy8bits; Flickr CC BY-NC 2.0
Щепотка стальной стружки и немного частиц углерода вскоре могут стать рецептом успеха, когда дело доходит до зимних поездок по шоссе.
Исследователи из Университета Небраски в Линкольне разработали успешный рецепт электропроводящего бетона, который может мягко нагреваться, чтобы растопить ледяные скопления, но при этом оставаться безопасным на ощупь.
Команда, возглавляемая профессором гражданского строительства Крисом Туаном, говорит, что замены всего 20% стандартной рецептуры бетона небольшим количеством стальных волокон, стружки и углеродных частиц достаточно, чтобы проводить электричество по всему строительному материалу.
Подключение электропроводящего бетона к источнику малой мощности дает ему тепло для растапливания снега и льда.«Вдоль тротуара проходят две стальные стержни», — сообщает Туан в электронном письме. «Могут применяться различные источники питания переменного или постоянного тока. Мы успешно использовали трехфазное напряжение 208 В переменного тока. Вы включаете питание за несколько часов до грозы и выключаете, когда в нем нет необходимости ».
Команда в настоящее время испытывает плиту из проводящего бетона площадью 200 квадратных футов в кампусе университета для Федерального управления гражданской авиации, которая может использовать этот материал в будущих покрытиях аэропорта. Согласно пресс-релизу Университета Небраски, тестирование продлится до марта 2016 года.
Крис Туан стоит на испытательной плите из токопроводящего бетона в Университете Небраски в Линкольне. Предоставлено: Скотт Шраге / Университетские коммуникации
Плита из проводящего бетона демонстрирует свои противообледенительные способности возле Института Питера Кевита в Омахе во время зимнего шторма в декабре 2015 года. Фото: Крис Туан и Лим Нгуен; Университет Небраски — Линкольн
«К моему удивлению, они не хотят использовать его для взлетно-посадочных полос», — говорит Туан в пресс-релизе. «Что им нужно, так это расчистить гудрон вокруг закрытых участков, потому что у них есть так много тележек, которые нужно разгрузить — доставка багажа, служба питания, служба вывоза мусора, служба заправки, — что всем необходимо попасть в эти зоны.”
Расчистка пути для служебных тележек к самолетам, особенно в ненастную погоду, может значительно сократить задержки в пути в холодном климате.
Узнайте больше о технологии от самого Туана — и посмотрите, как бетон растает на 4 дюйма зимнего снега — в сегменте новостей ниже.
Кредит: WOWT 6 News; YouTube
И есть достаточно веские основания полагать, что конкретное испытание пройдет успешно.
Туан и его команда ранее завершили пятилетние испытания проводящего бетона на мосту Рока-Спур к югу от Линкольна в Рока, штат Небраска.Настил моста с подогревом, установленный в 2002 году, содержит 52 токопроводящие бетонные плиты, которые доказали, насколько эффективным может быть решение с использованием материалов в определенных местах, например, на мостах.
«Мосты всегда сначала замерзают, потому что они подвергаются воздействию элементов сверху и снизу», — говорит Туан в пресс-релизе. «Строить целые дороги из токопроводящего бетона неэффективно, но вы можете использовать его в определенных местах, где всегда есть лед или выбоины».
Электропроводящий бетонный настил моста доказал свою ценность, согласно заключительному отчету по проекту, представленному Департаменту автомобильных дорог Небраски.
Этот экспериментальный настил моста после пяти лет оценки показал, что использование токопроводящего бетона может стать очень экономичным методом борьбы с обледенением настила моста. Эта технология представляет собой экологически безопасное решение для решения надвигающегося кризиса, связанного с загрязнением водоснабжения дорожными солями, особенно на настилах мостов над ручьями и реками в холодных регионах.
В отчете оценивается стоимость энергии всего в 250 долларов для обогрева моста во время типичного зимнего шторма в Небраске — в несколько раз меньше, чем стоимость грузовика с антиобледенительными химикатами.
В дополнение к очевидным преимуществам с точки зрения дорожных расходов и затрат, нагретый бетон может принести пользу окружающей среде и горожанам. Согласно сообщению, «выбоины часто возникают из-за обильного использования соли или противообледенительных химикатов, которые могут со временем разъедать бетон и загрязнять грунтовые воды, — сказал Туан, что делает проводящий бетон привлекательной альтернативой с более низкими эксплуатационными расходами и расходами на техническое обслуживание».
Многие команды в прошлом пробовали версии электропроводящего бетона, включая одну итерацию, работающую от солнечной энергии, но все эти попытки не реализовались из-за высоких эксплуатационных расходов.
Согласно статье National Geographic , новый бетон, разработанный Туаном и его командой, «использует побочные продукты угольной и сталелитейной промышленности для снижения затрат на 60% по сравнению с предыдущими испытаниями».
Но то, что бетон, используемый командой, так многообещающий для зимних условий, не означает, что исследователи сделали перерыв из-за отсутствия ледяной погоды. Вместо этого они нашли дополнительные применения для некоторых других своих уникальных составов бетона.
Одна из самых многообещающих разработок, которую Туан запатентовал через центр коммерциализации Университета Небраски в Линкольне, NUtech Ventures, похожа на бетонную клетку Фарадея.
Бетон, для которого не требуется электрический ток, может блокировать электромагнитные волны, поскольку он содержит заполнители, богатые магнетитом, помимо стали и частиц углерода.
Туан говорит, что бетон может защитить от шпионажа из-за его способности избегать радиочастотных волн, что исследователи демонстрируют в конструкции, которую они построили в лаборатории.
«Мы приглашаем стороны, которые заинтересованы в этой технологии, зайти туда и попытаться использовать свои мобильные телефоны», — говорится в сообщении Туан.«И они всегда получают сообщение об отсутствии обслуживания».
Проводит ли электричество бетон? — FAQ по бетону
Бетон — это композитный материал, то есть он представляет собой смесь различных материалов. Мы обычно думаем о бетоне как о строительном материале, поскольку чаще всего используем его для строительства зданий, тротуаров и другой важной инфраструктуры.
Люди давно используют бетон. Несколько материалов, входящих в состав бетонной смеси, придают ей сочетание свойств и идеального строительного материала.
Вы можете спросить, проводит ли бетон при всех его применениях электричество?
Как бетон проводит электричество
Краткий ответ на вопрос «проводит ли бетон электричество?» да, бетон действительно проводит электричество.
В целом бетон имеет взаимосвязанную сеть пор. Количество пор в бетоне и количество влаги внутри него придают бетону проводящие свойства. Эти факторы создают возможность для бетона проводить электричество.
Когда ток проходит через бетон, ионы в его порах организуются в постоянный ток.
Степень, в которой он может проводить электричество, зависит от нескольких факторов. Из-за того, что бетон состоит из нескольких материалов, его способность проводить электричество может варьироваться в зависимости от условий окружающей среды.
Некоторые виды бетона проводят электричество лучше, чем другие. Это может зависеть от материала, залитого в смесь для ее создания, и от того, насколько влажным или сухим будет бетон при воздействии электричества.
Поры бетонаФакторы, влияющие на электрические токи
Электрический ток образуется, когда ионы могут проходить через материал. Если вы можете создать стабильный поток ионов, вы можете создать электрический ток.
Бетон создает этот поток ионов под действием электричества. Бетон также обладает емкостными свойствами, что означает, что он может удерживать электрический заряд.
Электрический ток проходит через сеть пор, составляющих бетон.
Наиболее важным фактором, определяющим, насколько легко ток проходит через бетон, является влажность или сухость бетона.
Чтобы понять различия, вы должны понимать концепции электропроводности и удельного электрического сопротивления.
Электропроводность
Электропроводность означает способность материала пропускать через него электрический ток.
Высокая электрическая проводимость означает, что электричество легко проходит через материал, в то время как низкая проводимость указывает на материал, через который электричество не может легко проходить.
Можно измерить электропроводность объекта. Однако с бетоном этого не сделать. Чтобы определить, насколько проводящим является ваш бетон, вам сначала нужно определить его удельное электрическое сопротивление.
Удельное электрическое сопротивление
Удельное электрическое сопротивление — это показатель того, насколько материал снижает электрический ток, проходящий через него. Другими словами, насколько сложно электрическому току проходить через материал?
Геометрическая форма материала не влияет на его удельное сопротивление.Вы можете использовать инструменты для определения удельного сопротивления материала, такого как бетон, и, наоборот, вы также можете определить его проводимость.
После того, как вы укажете удельное сопротивление материала, вы можете узнать его значение проводимости. Это потому, что свойства электропроводности и удельного сопротивления противоположны.
Различные величины проводимости и сопротивления
Весь бетон другой. Условия окружающей среды и конкретные материалы будут влиять на то, насколько бетон будет токопроводящим или резистивным для электрического тока.
Влажный бетон или бетон, подверженный воздействию влаги, легче проводят электричество и имеют меньшее удельное электрическое сопротивление.
Дома или здания обычно контактируют с влажной почвой, и земля влияет на проводимость любого бетона в конструкции.
Кроме того, стальные стержни и бетон составляют более крупные здания. Часто строители используют эту комбинацию для создания прочной структурной целостности.
Бетон со сталью внутри очень токопроводящий.Металлические свойства стали усиливают способность бетона создавать поток ионов.
И наоборот, более сухой бетон имеет более высокое удельное электрическое сопротивление и не очень хорошо проводит электричество. Важно помнить, что старение бетона также влияет на его проводимость.
Оба этих вида бетона содержат меньше влаги, поэтому удельное сопротивление выше.
Почему важно проводить электричество через бетон
Способность бетона проводить электричество очень важно знать по нескольким причинам.Поскольку мы используем бетон во многих областях, важно понимать, почему именно это свойство бетона полезно и опасно.
Безопасность
Первое, что нужно иметь в виду, это то, что все проводящее может убить вас электрическим током.
Бетон окружает нас повсюду, и часто такие факторы, как погодные условия в вашем районе или влажность почвы, касающаяся бетона, влияют на его способность проводить электричество.
Будьте осторожны с проводами с открытым концом или любым открытым электрическим током вокруг вас, когда вы находитесь рядом с бетоном, особенно если недавно прошел дождь или если в вашем районе особенно влажно.
Если вы прикоснетесь к бетонной поверхности, на которую воздействует этот ток, вы можете получить удар током. Возможность этого события может зависеть от меняющихся факторов, но в любом случае будьте внимательны.
Углеродное волокноEnergy
В последнее время произошли изменения в использовании способности бетона проводить электричество. Материал, известный как проводящий бетон, теперь используется для строительства дорог и зданий.
Люди делают этот бетон из материалов, которые легче проводят электричество, таких как углеродное волокно и графит.
Его можно использовать на дорогах для уборки большого количества снега.