Получение ячеистых бетонов с привлечением сверхвысокочастотных технологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный строительный университет

ПОЛУЧЕНИЕ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ СВЧ ТЕХНОЛОГИЙ

Ревенко Б.С.

Вначале обо всем по порядку, что такое ячеистый бетон его особенность, классификации и разновидности и что такое СВЧ-технологии. Ячеистый бетон - строительный материал, имеющий пористую структуру с равномерно распределенными ячейками. Именно эти ячейки придают этому бетону такое свойство, как паропроницаемость, то есть дом, построенный из него, дышит. Если мы сделаем нашу стену из ячеистого бетона, произведем облицовку с внешней стороны и предусмотрим мостик холода, то воздух из помещения будет выходить хорошо, а попадать внутрь с трудом, что обеспечит нам нужное проветривание без сильных перепадов температуры в помещении. И именно благодаря этому в нем комфортно и зимой и летом. Особенность заключается в том, что у ячеистого бетона эта способность выражена ярче, чем у любого другого материала. Ячеистый бетон производится в плотности 400-1200 кг/м3. В зависимости от плотности материал классифицируется на конструкционный (600-1200 кг/м3) -- используется для кладки стен и возведения несущих сооружений, и теплоизоляционный (400-600 кг/м3) -- для утепления зданий. Классифицируется на две разновидности: пенобетон и газобетон, разница между эксплуатационными характеристиками которых обуславливается отличиями в технологии производства. На практике отличия между технологиями производства заключаются в механической прочности материала, у газобетона она выше. Какие достоинства: низкий вес, теплопроводность, паропроницаемость, скорость монтажа. Недостатки: низкая прочность, быстрое поглощение влаги, подверженность воздействию грызунов. сверхвысокочастотный излучение ячеистый бетон

Одна из самых известных СВЧ технологий - это микроволновая печь, с возникающим в ней, так необходимым нам, СВЧ излучением. СВЧ излучение - это сверхвысокочастотное магнитное излучение, которое воздействует на дипольные молекулы, входящие в состав воды. В переменном электромагнитном поле диполи беспрерывно вращаются и, при переворотах, трутся между собой, выделяя тепло. Именно трение диполей является причиной нагрева продуктов питания, помещенных в СВЧ печи.

Исследуя процесс сушки ячеистого бетона, была установлена целесообразность привлечения СВЧизлучения при удалении воды из внутренних слоев ячеистого бетона. Принцип работы СВЧ заключается в превращения электромагнитной энергии в тепловую за счет воздействия на молекулы воды сверхвысокочастотного излучения. Если при тепловой обработке происходило нагревание верхних слоев материала и последующая передача тепла от более нагретых слоев к менее нагретым, то при обработке СВЧ-излучением происходит внутренний нагрев ячеистого бетона.[1, c. 308]. Малый градиент температур является, безусловно, основным достоинством при использовании СВЧ-излучения, однако, оно не единственное, также стоит упомянуть о малых энергозатратах при применении СВЧ-технологий, по сравнению с тепловой обработкой материалов, которая, как мы знаем, занимает свыше 70% энергозатрат в производстве строительных материалов. Наряду с малыми энергозатратами идет также быстрота сушки с помощью СВЧ технологий. Однако, есть моменты, о которых нужно упомянуть при применении СВЧ-технологий, а именно: недопустимость применения технологии на раннем сроке твердения ячеистого бетона и большое количество воды в его объеме. В ранние сроки твердения, исходя из теории Бойкова, происходят реакции гидратации и образования геля, который после кристаллизуется [2, с. 50]. Если начать применять СВЧ-технологию на ранних сроках, вода удалится из объема материала и процессы гидратации не смогут идти, что приведет к трещинообразованию и потере прочности ячеистого бетона. Большое количество воды в объеме недопустимо из-за напряжений, вызываемых изменением агрегатного состояния воды в пар. Именно эта основная причина использования СВЧ технологий в производстве ячеистых бетонов, а не, например, ЖБК конструкций, в которых арматура являющаяся проводником, наподобие воды, будет накаляться и превращать окружающую ее воду в пар.

Для подтверждения малого градиента температур провели опыт, суть которого состояла в замере температур на поверхности образца и в объеме после обработки образца СВЧ-излучением (Рисунок 1). Результаты опытов можно увидеть на рисунке 2 и рисунке 3. Среднее значение на поверхности и в объеме почти одинаковое, разница возникла из-за неровного расположения образца под магнетроном.

Рис. 2.Точки измерения температуры на поверхности и в объеме образца Рис. 1. Результаты изменения на поверхности образца Рис. 3. Результаты измерения в объеме образца

Наряду с большими преимуществами находятся и весомые недостатки, такие как вредное воздействие СВЧ-излучения на человека, как уже упоминалось СВЧ-излучение воздействует на проводники, а так человек состоит почти на 89% из воды эффект от СВЧ-излучения он получит такой же, как и вода в бетонном образце. Поэтому стоит соблюдать ряд мер при использовании СВЧ-технологий.

Работник СВЧ-установок должен быть обеспечен следующими СИЗ:

- специальной одеждой (радиозащитные костюмы, комбинезоны, халаты, фартуки, куртки из ткани х/б с микропроводом);

- специальной обувью (бахилы из ткани х/б с микропроводом);

- средствами защиты рук (рукавицы из ткани х/б с микропроводом)

- средствами защиты головы, лица, глаз (очки защитные закрытые с прямой вентиляцией, шлемы, капюшоны, маски из радиоотражающих материалов); - необходимыми инструментами, приспособлениями, устройствами (дистанционное управление).

В завершение перечислим все преимущества и недостатки СВЧ-технологий. Преимущества:

- Малый градиент нагрева (нагрев по всему объему образца)

- Малые энергозатраты - Быстрота процесса сушки Недостатки:

- Вредное воздействие СВЧ-излучения на человека

- Невозможность использовать СВЧ технологии на ранних стадиях твердения бетона

- Невозможность использования СВЧ технологий при большом количестве воды в объеме конструкций

Я считаю, использование СВЧ-технологий - это прорыв в области производства строительных материалов, и уверен, что нужно провести еще больше испытаний этой технологии и незамедлительно внедрить в производство.

Список литературы

1. Мамонтов А.В., Нефедов В.Н., Назаров И.В. и др. Микроволновые технологии, 2008. С. 308.

2. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества. Учебник для вузов. 3 издание перераб. и доп., 1979. С. 50-51.

Размещено на Allbest.ru