УДК 691.32 Бетоны. Бетонные и железобетонные изделия
ГРНТИ 67.09 Строительные материалы и изделия
ОКСО 08.06.01 Техника и технологии строительства
ББК 383 Строительные материалы и изделия
ТБК 5415 Строительные материалы и изделия. Производство стройматериалов
Представлен подход к получению токопроводящего бетона со свойством нагревания на основе портландцементного вяжущего и токопроводящих компонентов. Рассмотрено влияние содержания вводимых в бетонную смесь то-копроводяших компонентов, представляющих собой технический углерод К-354 и П-803, графит, углеродную фибру на токопроводящие свойства. Изучено влияние присутствия в поровом пространстве бетона свободной воды на формирование токопроводящей структуры при содержании токопроводящих компонентов ниже порога протекания электрического тока. Показано влияние объемной концентрации токопроводящих компонентов на величину удельного электрического сопротивления и ее изменение в процессе твердения в возрасте от 3 до 56 суток. Получены составы композиционного токопроводящего материала на основе портландцемента, технического углерода и углеродной фибры, обладающие удельным электрическим сопротивлением от 1,12 до 0,26 Ом·м в возрасте 56 суток существенно не изменяющимися в процессе твердения и дальнейшего использования.
портландцемент, технический углерод, углеродная фибра, удельное электрическое сопротивление
1. Гуль В.Е. Шенфиль Л.З. Электропроводящие полимерные композиции. М.: Химия, 1984. 240 с.
2. Балкевич В.Л. Техническая керамика: Учебное пособие для вузов, 2-еизд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1984. 256 с.
3. Горелов В.П. Применение резин с электропроводящим углеродом ПМЭ-100В в электрообогреваемых панелях сельскохозяйственного назначения // Получение и свойства электропроводящего технического углерода. М., 1981. С. 12--123.
4. Новые материалы. / Под ред. Ю.С. Карабасова. М: «МИСиС», 2002. 736 с.
5. Вороженцев Ю.И., Гольдаде В.А., Пинчук Л.С., Снежков В.В. Электрические и магнитные поля в технологии получения полимерных композитов / под ред. А.И. Свириденка. Минск: Наука i тэхнiка, 1990. 26 с.
6. Электрические свойства полимеров / под ред. Б.И. Сажина: 3-е изд. Л., 1986. 224 с.
7. Wyzkiewicz I. et al. Self-regulationg heater for microfluidic reac-tors // Sensor Actuat B-Chem. 2014. No. 1. Pp. 893-896. DOI:https://doi.org/10.1007/s11483-007-9043-6.
8. Дувакина Н. И. Выбор наполнителей для придания специальных свойств полимерным материалам / Н. И. Дувакина, Н. И. Ткачева // Пластические массы. – 1989. № 11. C. 46 – 48.
9. Архипов Н. В. Электрические свойства порошков технического углерода / Н. В. Архипов, В. Н. Аникеев // Совершенствование технологии производства активных и среднеактивных марок технического углерода: сб. науч. тр. ВНИИТУ. М., 1986. C.143-147.
10. Эстрин Р. И. Объем и размеры пор в первичных агрегатах технического углерода как факторы, влияющие на электрические характеристики вулканизаторов / Р. И. Эстрин, Н. Я. Овсянников // Вестник МИТХТ. 2008. Т. 3. № 3. С. 1-7.
11. Sircar A. K. Effect of carbon-black particle-size distribution on electrical-conductivity / A. K. Sircar, T. G. Lamond // Rubber Chem. Technol. 1978. Vol. 51. P. 126.
12. Voet A. Investigation of carbon chains in rubber vulcanizates by means of dynamic elecrical conductivity / A.Voet, F. R. Cook // Rubber Chem. Technol. 1968. Vol. 41. P. 1207.
13. Boonstra B. Performance of Carbon Blacks - Influence of Sur-face Roughness and Porosity / B. B. Boonstra, E. M. Dannenberg // Industrial and Engineering Chemistry. 1955. Vol. 47. P. 339.
14. Medalia A. I. Electrical conduction in carbon black composites / A. I. Medalia // Rubber Chemichal Technology. 1986. Vol. 59. P. 432.
15. Verhelst W. F. The role of morphology and structure of carbon blacks in the electrical conductance of vulcanizates / W.F. Verhelst [et al.] // Rubber Chemical Technology. 1977. V. 50. P. 735.
16. Kraus G. Electrical Conductivity of Carbon Black-Reinforced Elastomers / G. Kraus, J. F.Svetlik // Journal of Electrochemical Society. 1956. V. 103. P. 337.
17. Киселева Е.А. Управление электросопротивлением резин путем регулирования дефектностью структуры дисперсного углерода / Е. А. Киселева Г. И. Раздьяконова // Динамика систем, механизмов и машин. 2012. № 3. С. 192-196.
18. Ягубов В.С., Щегольков А.В. Саморегулируемый электронагреватель на основе эластомера, модифицированный многослойными углеродными нанотрубками // Вестник ВГУИТ. 2018. Т. 80. № 3. С. 341–345.
19. Ягубов В.С., Щегольков А.В. Влияние различных типов углеродных нанотрубок и их концентраций на электрофизические параметры электронагревателей с саморегулированием температуры // Вестник ТГТУ. 2019. Т. 25. № 4. С. 678–689.
20. Абдуллин М.И., Глазырин А.Б, Басыров А.А., Гадеев А.С., Николаева А.А. Электропроводящие полимерные композиции на основе поливинилацетата // Пластические массы. 2018. № 1-2. С. 54-57.
21. Баженов Ю.М. Технология бетона: учебник для студентов высших учебных заведений / Ю.М. Баженов. М.: Издательство АСВ, 2011. 375с.
22. Терехин И.А., Кремлев И.А., Кондратьев Ю.В. и др. Модельное представление сухого бетона железобетонного фундамента контактной сети, как электрического проводника // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2015. – № 3. – С. 88–92.
23. Титова Т.С., Сацук Т.П., Терехин И.А., Тарабин И.В. Оценка условий электробезопасности при применении опор контакт-ной сети в качестве естественных заземлителей // Электротех-ника. – 2021. – № 2. – С. 7–11.
24. Федюк Р.С., Кузьмин Д.Е., Батаршин В.О., и др. Электропроводящие бетоны для специальных сооружений // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения. – 2017. – № 1. – С. 51–57.
25. Galao O., Banon L., Carmona J., Highly conductive carbon fiber reinforced concrete for icing prevention and curing. // Construction and building materials, № 52. pp. 137-145, 2016.
26. Gomis J., Galao O., Gomis V., Zornoza P., Self-heating and deicing conductive cement. // Construction building materials, № 75. pp. 442-449, 2015.
27. Yu X., Kwon E., Carbon Nanotube Based Self-sensing Concrete for Pavement Structural Health Monoliting, // Cement and concrete composites, № 54. pp. 110-116, 2014.
28. Sircar A. K. Effect of carbon-black particle-size distribution on electrical-conductivity / A. K. Sircar, T. G. Lamond // Rubber Chem. Technol. 1978. Vol. 51. P. 126.
29. Voet A. Investigation of carbon chains in rubber vulcanizates by means of dynamic elecrical conductivity / A.Voet, F. R. Cook // Rubber Chem. Technol. 1968. Vol. 41. P. 1207.
30. Boonstra B. Performance of Carbon Blacks - Influence of Surface Roughness and Porosity / B. B. Boonstra, E. M. Dannenberg // Industrial and Engineering Chemistry. 1955. Vol. 47. P. 339.
31. Medalia A. I. Electrical conduction in carbon black composites / A. I. Medalia // Rubber Chemichal Technology. 1986. Vol. 59. P. 432.
32. Самченко, С. В. Формирование и генезис структуры цементного камня / С. В. Самченко. – 2-е издание. – Москва: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2020. – 288 с. – ISBN 978-5-7264-2808-6. – EDN KCBIBU.
33. Urkhanova L.A., Buyantuev S.L., Urkhanova A.A., Lkhasara-nov S.A., Ardashova G.R., Fediuk R.S., Svintsov A.P., Ivanov I.A. Mechanical and electrical properties of concrete modified by carbon nanoparticles // Magazine of Civil Engineering. 2019. №8 (92).
34. Seongwoo Gwon, Hyunjun Kim, Myoungsu Shin, Self-heating characteristics of electrically conductive cement composites with carbon black and carbon fiber, Cement and Concrete Composites, Volume 137, 2023, 104942, ISSN 0958-9465.
35. Пулатов А.А., Бетон электропроводный пластического формования на электрокомпозиционном вяжущем. / А.А. Пулатов. — Москва: МГСУ, 1995. — 150с.
36. Ларсен О.А., Бахрах А.М. Композиционное вяжущее для токопроводящего бетона //Техника и технология силикатов. 2021. Т. 28. №3. С. 127 – 131
