Електропровідний бетон. 
Електротехнічні бетони. 
Захист від радіації

Електропровідний бетон відрізняється за складом від звичайного наявністю дисперсного провідникового компонента. Він не повинен вступати в хімічні реакції з цементом, що могло б призвести до нестабільності електропровідності бетону.

Використання сучасних тенденцій модифікування складу бетонів та застосування спеціальних технологій, а також сухого пресування під високим тиском, дозволяє отримувати електропровідні бетони, які за своїми властивостями подібні до кераміки: міцність становить 150…300 МПа, залишкова вологість не перевищує 4%, а електроопір знаходиться у межах від 600 ом· м до 6 Мом· см за наявності абсолютно стабільної електропровідної структури матеріалу.

Спроби використовувати провідні властивості бетону у вологому стані мали обмежений успіх. Пояснюється це тим, що вологий бетон, з одного боку, не витримував імпульсів струму, з іншого — при низьких температурах, коли вода, що знаходиться в бетоні, замерзала, він ставав поганим провідником .

Характерна особливість більшості згаданих вище робіт полягала в тому, що бетон розглядався з електричної точки зору як щось єдине без достатнього врахування його хімічного і фазового складу, мікроі макроструктури, особливостей фізико — хімічних процесів, що призводять до утворення його як матеріалу.

В основу досліджень, що ведуться зараз, покладено інший принцип отримання як струмопровідних, так і ізоляційних бетонів.

Для ізоляційних бетонів це, по-перше, комплексне вивчення властивостей окремих компонентів цементного в’яжучого і різних їх поєднань, що дозволило виділити ті з них, які б найбільшою мірою наближалися до діелектриків і були найбільш, атмосферостойкими і, по-друге, встановлення ролі пористості бетону і визначення кордону, небезпечної в електричному відношенні.

Для електропровідних бетонів це, по-перше, відшукання струмопровідної добавки, що змінює властивості бетону в бік підвищення його електропровідності і, по-друге, отримання на її основі композиційного матеріалу — спеціального бетону з усіма характерними якостями провідника електричного струму.

В результаті цих робіт був створений електропровідний бетон, названий Бетель, що володіє, поряд з конструктивними властивостями, здатністю проводити електричний струм (авторське свідоцтво № 171 467 від 28.3.65) .

На підставі теоретичних та експериментальних досліджень було встановлено, що зміна в потрібному напрямку фазового складу і структури цементного каменю і бетону, а також використання струмопровідних добавок є одним з основних шляхів отримання бетонів із заданими електричними властивостями.

Цього слід домагатися не тільки за рахунок вибору вихідного в’яжучого, заповнювача і добавок, а й створення оптимального з точки зору електричних властивостей режиму твердіння. У раніше виконаних роботах в нашій країні і за кордоном першого враховувалося недостатньо, а друге не бралося до уваги взагалі.

Зв’язка, використовувана в бетоні, може бути всілякою і залежно від її виду розрізняють такі типи бетону: пластобетон, полімерцементний бетон і бетон на цементному в’яжучому. Якщо проаналізувати їх з точки зору електричної, конструктивної та економічної ефективності, то можна сказати, що найбільш підходящим для електричних цілей є бетон на цементному в’яжучому, так як він має, крім високих конструктивних і технікоекономічних показників, досить гарну короностійкість і дугостійкість. Тому робота по застосуванню бетону для електротехнічних цілей і повинна розвиватися в напрямку використання звичайного цементного бетону з урахуванням різних методів, що поліпшують його електричні властивості .

З усього сказаного можна зробити висновок, що всі відомі бетони не володіють необхідними властивостями електротехнічного матеріалу, тому отримання бетонів як ізоляційних, так і провідних зі стабільними електричними властивостями у великому діапазоні питомих об'ємних опорів (проводять — 10−106 омсм та ізоляційних -109 -1012 омсм) слід вважати дуже вдалим рішенням даної проблеми. Попередні дослідження міцнісних і електричних властивостей Бетелю показали, що він може бути отриманий з великим діапазоном електричних і механічних властивостей:

Питомий електричний опір, омсм 10−104.

Міцність на стиск, кг/см2 85−250.

Міцність на розтяг, кг/см2 15−30.

Об'ємна вага, г / смЗ 1,8−2,2.

Допустима щільність струму, а/см2 Ю — 0, 1.

Робочий діапазон температури, ° С -60 ° - +150 про Робоча температура перегріву, ° С 120.

Допустима швидкість перегріву, ° С / сек 200.

Питома руйнівне енергія при одноразовому включенні струмового навантаження, вт-сек/см2 230−300.

Питома обсяг, необхідний для розсіювання енергії I Мвт — сек при перегріві на 1 ° С, м3 0,57.

Питома теплоємність, ккал / г — град 0,22.

Електропровідні бетони відносяться до числа дешевих і доступних матеріалів. Їх вартість лише в деяких випадках буде незначно перевищувати вартість звичайних будівельних бетонів. Це пояснюється тим, що при виготовленні електропровідних бетонів і конструкцій на їх основі використовуються розповсюджені складові - в’яжучі, добавки, наповнювачі, а також в основному освоєння промисловістю технологічні процеси.

Бетель може знайти широке застосування в галузі цивільного та сільськогосподарського будівництва. Панелі стін і перекриттів, підлоги, покрівлі з внутрішнім водостоком, фундаменти опор ліній ЛЕП, — ось далеко не повний перелік конструкцій з нього .

Бетель як всякий провідник при проходженні електричного струму нагрівається. Це дозволяє широко використовувати його для створення електроопалювальних елементів будівель. В якості нагрівальних елементів можуть бути використані без великих змін конструкцій і технологічного оснащення застосовувані нині стінові панелі та плити міжповерхових перекриттів. Конструкції з електропровідного бетону дозволять відмовитися від складних існуючих систем опалення, забезпечать можливість створення індивідуального мікроклімату в житлових приміщеннях, дозволять запропонувати ряд принципово нових рішень окремих вузлів, забезпечать скорочення термінів монтажу будівель, призведуть до зниження цілого ряду експлуатаційних витрат, особливо в умовах суворого клімату.