Аннотації

ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЇ БЕТЕЛІВ

Автор(и):
Краснянський Г.Ю., Клапченко В.І., Азнаурян І.О., Кузнецова І.О.
Автор(и) (англ)
Krasnyansky Grigory, Klapchenko Vasily, Aznauryan Irina, Kuznetsova Irina
Дата публікації:

10.09.2019

Анотація (укр):

Електропровідні бетони (бетели) набувають свого застосування в гідротехнічному, енергетичному і транспортному будівництві для захисту людей і електронного обладнання від електромагнітних полів. Оптимізація процесу виготовлення бетелівполягає, зокрема, в точному призначенні мінімальної кількості електропровідної добавки, необхідної для отримання матеріалу із заданою електропровідністю. В роботі на основі аналогії з теорією фазових переходів (гіпотези подібності) і теорії протікання отримані рівняння для розрахунку електропровідності бетелів при концентраціях електропровідних добавок нижчих за поріг протікання. Отримані співвідношення допомагають призначати концентрацію добавок у діапазоні 10 ‒ 20% за об’ємом, що забезпечує задану електропровідність матеріалу в межах 10-3 ‒ 10-2 (Ом•м)-1.Для бетелів, що виготовляються методом пресування, розрахунки за пропонованою методикою дають можливість визначати тиск пресування, що необхідний для досягнення заданої електропровідності. Перевірка теоретичних залежностей показала відповідність розрахованих і виміряних величин з точністю до 15%. В цілому отримані рівняння дають змогу оптимізувати склад і технологію приготування бетелів на основі гідравлічних в'яжучих, що забезпечує зниження вартості за рахунок економії електропровідного компонента і підвищення будівельно-технічних характеристик матеріалу.

Анотація (рус):

Электропроводящие бетоны (бетэлы) находят все большее применение в гидротехническом, энергетическом и транспортном строительстве, а также для защиты людей и электронного оборудования от электромагнитных полей. Оптимизация процесса изготовления бетэлов заключается, в частности, в точном назначении минимального количества электропроводящей добавки, необходимой для получения материала с заданной электропроводностью. В работе на основе аналогии с теорией фазовых переходов (гипотезы подобия) и теории протекания получены уравнения для расчета электропроводности бетэлов при концентрациях электропроводящих добавок ниже порога протекания. Полученные соотношения позволяют назначать концентрацию добавок в диапазоне 10‒20% по объему, что обеспечивает заданную электропроводность материала в пределах 10-3‒10-2 (Ом•м)-1. Для бетэлов, изготавливаемых методом прессования, расчеты по предлагаемой методике дают возможность определять давление прессования, необходимое для достижения заданной электропроводности. Установлено соответствие рассчитанных и измеренных величин с точностью до 15%. Полученные уравнения позволяют оптимизировать состав и технологию приготовления бетэлов на основе гидравлических вяжущих, что обеспечивает снижение их стоимости за счет экономии электропроводящего компонента и повышения строительно-технических характеристик материала.

Анотація (англ):

Electrically conductive concretes find their application in hydraulic engineering, energy and transport construction, to protect people and electronic equipment from electromagnetic fields. Optimization of the process of manufacturing electrically conductive concretes consists, in particular, in the precise assignment of the minimum amount of electrically conductive additive, which is necessary to obtain a material with a specified electrical conductivity. In the work, equations are obtained for calculating the electrical conductivity of electrically conductive concrete with additive concentrations below the percolation threshold based on the analogy with the theory of phase transitions (similarity hypothesis) and percolation theory. The obtained ratios allows to assign the concentration of additives in the range of 10-20% by volume, which provides the specified electrical conductivity of the material in the range of 10-3-10-2 (Ohm•m)-1. For electrically conductive concretes manufactured by the pressing method, calculations by the proposed technique make it possible to determine the pressing pressure required to achieve a specified conductivity. The verification of theoretical dependences showed the compliance of the calculated and measured values with an accuracy of 15%. In general, the equations obtained allow optimizing the composition and technology of preparation of electrically conductive concretes based on hydraulic binders, which ensures cost reduction due to saving of the electrically conductive component and increasing the construction and technical characteristics of the material.

Література:

  1. Горелов С.В. Применение электрических неоднородных композитов в электросетевых конструкциях. – М.-Берлин: Директ-Медиа, 2016. – 359 с.
  2. Пугачев Г.А. Технология производства изделий из электропроводных бетонов / Г.А. Пугачев., Отв. ред. В.Е. Накоряков. –Новосибирск, Институт теплофизики АН СССР, 1988. – 198 с.
  3. Chung, D.D.L. ElectricallyConductiveCement-basedMaterials // Adv. Cem. Res. –2004. –v. 16. –№4. –P. 167 ‒ 176.
  4. Краснянський Г.Ю., Азнаурян І.О., Кузнецова І.О. Екрануючі властивості металосилікатних облицювальних матеріалів у діапазоні нвч. // Mістобудування та територіальне планування: наук.-техн. збірник / Відпов. ред. М.М.Осєтрін. – К.: КНУБА, 2015. – Вип.58. – С. 118 ‒ 122.
  5. Запорожець О.І. Сучасні підходи до моделювання просторових змін геомагнітного поля у будівлях та спорудах [Текст] / О.І. Запорожець, В.І. Клапченко, Л.О. Левченко, О.В. Панова // Управління розвитком складних систем. – 2015. – № 21. – С. 133 ‒ 138.
  6. Панова О.В. Екранування електромагнітних полів для електромагнітної безпеки та електромагнітної сумісності обладнання [Текст] // Управління розвитком складних систем. – 2015. – № 22 (1). – С. 207‒213.
  7. Efros A.L. Critical Behaviors of Conductivity and Dielectric Constant Nearthe Metal-nonmetal Transition / Efros A.L., Shklovskii B.I. // Phys. StatusSolidiB. – 1976. – V.76, №2. – P. 475.
  8. Балагуров Б.Я. К теории дисперсии проводимости двухкомпонентных сред // ЖЭТФ. – 1985. – Т.88. – №5.
    – С. 1664 – 1675    .
  9. Манчук Р.В. Применение теории протекания к расчету электропроводности бетэла // Изв. вузов. Строительство. – 2003. – № 8. – С.42 ‒ 50.
  10. Хархардин А.Н. Перколяционная модель электропроводности строительных композитов / А.Н. Хархардин, В.В. Строкова, И.В. Жерновский // Изв. вузов. Строительство. – 2007. –№9. – С. 105 ‒ 111.
  11. Kirkpatrick S. Percolation and Conduction // Rev. Mod. Phys. – 1973. – v.45. – №4. – P. 574 – 588.

References:

  1. Gorelov, S.V., (2016). The Use of Electrical Inhomogeneous Composites in Power Grid Structures. Moscow, Berlin: Direct-Media, 359.
  2. Pugachev, G.A., (1988). Production Technology of Products from Electrically Conductive Concretes. Novosibirsk: Institute of Thermal Physics, USSR Academy of Sciences, 198.
  3. Chung, D.D.L., (2004). Electrically Conductive Cement-based Materials. Adv. Cem. Res., 16(4), 167 – 176.
  4. Krasnyansky, G.Yu., Aznuryuran, I.O. & Kuznetsova, I.O., (2015). Screening Properties of Metallosilicate Facing Materials in the Microwave Range. Urban Planning and Territorial Planning, 58, 118 – 122.
  5. Zaporozhets, O.I., (2015). Modern Approaches to Modeling Spatial Changes of Geomagnetic Field in Buildings and Structures / O.I. Zaporozhets, V.I. Klapchenko, L.O. Levchenko, O.V. Panova // Management of Development of Complex Systems, 21, 133 – 138.
  6. Panova, O.V., (2015). Screening of Electromagnetic Fields for Electromagnetic Safety and Electromagnetic Compatibility of Equipment. Management of Development of Complex Systems, 22, 207 – 213.
  7. Efros, A.L., & Shklovskii, B.I., (1976). Critical Behaviors of Conductivity and Dielectric Constant Near the Metal-nonmetal Transition. Phys. Status Solidi B, 76(2), 475.
  8. Balagurov, B.Ya., (1985). On the Theory of the Dispersion of Conductivity of Two-component Media.Journal of Experimental and Theoretical Physics, 88(5), 1664 – 1675.
  9. Manchuk, R.V., (2003). Application of Percolation Theory to the Calculation of the Electrical Conductivity of Betel. News of Universities. Building, 8, 42 – 50.
  10. Kharkhardin, A.N., Strokova, V.V. & Zhernovskiy, I.V., (2007). Percolation Model of the Electrical Conductivity of Building Composites. News of Universities. Building, 9, 105 – 111.
  11. Kirkpatrick, S., (1973). Percolation and Conduction. Rev. Mod. Phys., 45(4), 574 – 588.