Материал бетон на углеродном волокне электропроводный

Материал бетон на углеродном волокне электропроводный

Явно популярным считается строительный материал бетон, который очень активно и широко применяется в границах целого мира. Однако вместе с тем, будучи залитым на определённом месте, этот материал фактически представляет камень «бездельник». Осознав этот момент, инженеры решили создать бетон, способный проводить электричество, соответственно, получить камень, выделяющий тепло. Много ума для этого не потребовалось, кроме как смешать материал с углеродным волокном.

Материал бетон на углеродном волокне с электро-нагревом

По сути, материал бетон представляет изолятор для среды электричества. Между тем проводятся исследования, направленные на то чтобы сделать бетонную структуру проводящей. Как выяснилось в ходе экспериментов, добавление углеродного волокна в состав смеси помогает решить задачу. К примеру, таким способом удалось получить покрытия взлётно-посадочных полос аэродромов, на которых никогда нет снега.

Новые исследования провели, однако, специалисты учреждения «Concrete Sustainability Hub» Массачусетского технологического института, совместно с коллегами Французского национального центра научных исследований. Исследовательская рабочая группа добавляла в состав материала бетон наноуглеродную сажу, обладающую высокими свойствами электропроводимости.

Как выяснилось экспериментально, уже при объёме в четыре процента материал бетон начинал проводить электрический ток. Соответственно, удавалось получить также эффект выделения тепла. Так называемый «Джоулев нагрев» (резистивный нагрев) вызывается за счёт взаимодействия электронов и атомов в структуре проводника.

M11 Ultra Smartphone Android 10.0 7.3 HDALLPOWERS 500W Portable Generator2021 Note 10 Pro Smart Phone 16G 512GB

Чёрный материал бетон эффективно выделит тепло

Электрическое поле насыщено электронами, передвигающимися с высокой скоростью, которые обмениваются кинетической энергией с атомами при каждом очередном столкновении. Это столкновение вызывает определённый эффект вибрации атомов в решётке. Так вот, эффект вибрации и проявляется выделением тепла, что способствует нагреву структуры.

Сформированный новый «черный» материал бетон (дополненный наноуглеродом) очень эффективно выделяет тепло. Причём достаточно всего пять вольт электрического напряжения, чтобы температура поверхности бетонных образцов повысилась до 40°C. Очевидно, что получаемый эффект сможет найти применение не только для защиты от обледенения.

Новую технологию вполне успешно можно применять для конструкций тёплого пола внутри помещений. Традиционно здесь применяется отопление циркуляционной системой нагретой воды, которую достаточно непросто эксплуатировать. Если же бетонную структуру непосредственно сделать нагревательным элементом, простота эксплуатации становится очевидной. Плюс степень надёжности существенно возрастает. Углеродная бетонная структура обеспечивает также более равномерное распределение тепла.


При помощи информации: MIT