Получение ячеистых бетонов с привлечением СВЧ технологий

Исследуя процесс сушки ячеистого бетона, была установлена целесообразность привлечения СВЧ-излучения 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 последующия передача тепла от более нагретых слоев к менее нагретым, то при обработке СВЧ-излучением происходит внутренний нагрев ячеистого бетона. 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. На ряду 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 применение 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 кристализуется. Если начать применять СВЧ технологию на ранних сроках, вода удалится из объма материала и процессы гидратации не смогут идти, что приведет к трещенообразованию и потери прочности ячеистого бетона. Большое количество воды в объеме недопустимо из-за напряжений, вызываемое изменением агрегатного состояние воды в пар. Именно эта основная причина использования СВЧ технологий в производстве ячеистых бетонов, а не, например, ЖБК конструкций, в которых арматура являющаяся проводниом, наподобие воды, будет накаляться и превращать окружающую ее воду в пар.

Для подтверждения малого градиента температур провели опыт, суть которого составляла 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.

Рисунок 3. Результаты измерения в объеме образца

Рисунок 1.Точки измерения температуры на поверхности и в объеме образца .

Рисунок 2. Результаты изменения на поверхности образца

На ряду с большими преимуществами находятся и весомые недостатки, такие как вредное воздействие СВЧ-излучения на человека, как уже упомяналось 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 технологий 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.