פיתוח ויצור בטון מוליך חשמל.

שימוש בבטון כחומר מוליך חשמלי

נכון לעכשיו משתמשים יותר ויותר במוצרי בטון בתחומי טכנולוגיה שונים. יישומים חדשים של בטון דורשים ידע חדש על תכונותיו.

לצד חקר התכונות הפיזיקליות והמכניות, הוקדשה כעת תשומת לב רבה לתכונות החשמליות של בטון,

פרסום

וכתוצאה מכך החלו לעבוד על יצירת בטון בעל מאפיינים חשמליים קבועים מראש.

במדינות רבות מתבצעות עבודות ליצירת בטון מיוחד עם תכונות חשמליות מוגדרות, כמו כן לומדים להשתמש בתכונות החשמליות של בטון הבניין הרגיל. העניין בעבודה זו נובע מהסיכויים ואפשרויות הגדולים שייפתחו לבנייה ולתעשיית החשמל ולענפי טכנולוגיה אחרים במקרה ויימצאו דרכים אמינות להפוך את הבטון לחומר מוליך חשמלי.

חקר התכונות החשמליות של בטון ויצירת סוגים חדשים של בטון מוליך חשמלי הולך לשני כיוונים:

1. יצירת בטון מוליך חשמלי עם התנגדות חשמלית סגולית נמוכה ויציבות של פרמטרים חשמליים לאורך זמן בתנאי פעולה משתנים.

2. המחקר של התכונות החשמליות של הבטון הקיים ויצירת בטון עם תכונות בידוד חשמלי משופרות: התנגדות חשמלית גבוהה, אובדן דיאלקטרי נמוך , חוזק חשמלי גבוה.

בטון מוליך. איך ליצר בטאל

רבים שוקלים את השימוש בבטון מוליך חשמלי (Betel) בהנדסה אזרחית, ולכן תשומת לב רבה כיום מוקדשת לא רק לחקר התכונות המכניות של הבטון אלא גם למאפייניו הפיזיים – החשמליים.

אנו מדברים על פיתוח תוספי בטון בעלי מאפיינים חשמליים קבועים מראש.

לדוגמא, תוספים שיבטיחו את המוליכות החשמלית של הבטון

Beton Electrical  בקיצור  BETEL

נמצאה דרך להפוך בטון לחומר מוליך חשמלי וזה מוביל לשינויים מהפכניים בבנייה ובתעשיית החשמל.

חלוקת החומרים לקונסטרוקטיביים וחשמליים הייתה קיימת מאז ומתמיד בכל ענפי הטכנולוגיה.

ניתן להסביר זאת בכך שחומרים אלקטרו טכניים ידועים  בגלל התכונות הפיזיקליות והמכניות הספציפיות,

ככלל, לא היו יכולים לשמש כקונסטרוקטיביים.

לבטון רגיל בטמפרטורה ולחות מסוימת יש יכולת להוביל זרם חשמלי, אך איכותו אינה יציבה. בנוסף, ברוב המקרים המוליכות החשמלית של בטון רגיל הייתה רק מזיקה, כי בהשפעת זרמים תועים, עולה משמעותית קורוזיה של ברזלים במוצרי בטון מזוין.

 ניסו להשתמש ביכולת זו לבניית מבני קרקע הפועלים תחת השפעת זרם חשמלי.

אך שימוש כזה בבטון אפשרי רק אם מדובר במוליך חשמלי יציב, ואילו תנודות עונתיות בטמפרטורה ולחות שינו את ההתנגדות החשמלית של הבטון פי 5-10.

זה מוסבר על ידי העובדה שרוויה של בטון במים מובילה למעבר של רכיבים מסיסים בקלות של אבן מלט לנוזל.

ניסו להשתמש ביכולת זו לבניית מערכת הארקה. אך שימוש כזה בבטון אפשרי רק אם מדובר בבטון מוליך חשמלי יציב, ואילו תנודות עונתיות בטמפרטורה ולחות שינו את ההתנגדות החשמלית של הבטון פי 5-10.

זה מוסבר על ידי העובדה כי רוויה של בטון במים מובילה למעבר של רכיבים מסיסים בקלות של אבן מלט לשלב הנוזל והבטון הופך לחצי מוליך. בהתאם לכך, ייבוש הבטון מוביל לירידה חדה במוליכות.

הוצע לשפר את התכונות החשמליות של הבטון בדרכים שונות, שרובן היו למנוע כניסת לחות לבטון או להפחית את השפעתו.

בצרפת הומצא מה שמכונה "בטון מבודד של למברט" שהוכן על תחליבים ביטומניים מימיים.

ביטומן, שמילא את הנקבוביות בגוף הבטון, הקשה על לחות, ייצב ההתנגדות החשמלית.

כדי להגדיל את ההתנגדות החשמלית של הבטון המשמש לייצור אדני  בטון מזוין לרכבות, הוכנסו אליו שרפים להחלפת יונים, אשר קשרו יונים חופשיים המופיעים בעת לחות הבטון, מה שהביא לירידה במוליכות החשמלית של השלב הנוזלי של הבטון והחומר כולו.

כמו כן, הועלו הצעות להחליף לחלוטין את המלט בפולימר כדי להשיג בטון מבודד.

אך עד כה הניסיונות להשתמש בתכונות המוליכות של בטון במצב הרטוב לא היו מוצלחים במיוחד.

פרסום

המחקר המדעי הנוכחי מבוסס על עיקרון שונה לחלוטין של השגת בטון מוליך ומבודד כאחד:

• לבטון מבודד, מתבצע מחקר מקיף של תכונות רכיבי קלסר מלט והשילובים השונים שלהם כדי למצוא את אלו הקרובים ביותר לדיאלקטריקה, נחקרים נקבוביות הבטון

• תוספים מוליכים לתערובות בטון נחקרים בכדי לקבל בטון מוליך חשמלי  שישנו את תכונות הבטון בכיוון של הגדלת המוליכות החשמלית.

על בסיס זה נעשים ניסיונות ליצור חומר מורכב – בטון מיוחד עם התכונות האופייניות של מוליך זרם חשמלי

מחקרים ראשוניים על חוזק ותכונות החשמליות של בטאל הראו שניתן להשיג אותו עם מגוון רחב של תכונות חשמליות ומכניות בטאל יכול לשמש באופן נרחב לייצור לוחות בניה, קיר ורצפה, , גגות עם ניקוז, יסודות עמודי חשמל וכן הלאה.

כמו כל מוליך במהלך מעבר זרם, בטאל מחומם, מה שיאפשר להשתמש בו ליצירת גופי חימום חשמליים של מבני בניין. לוחות קיר קונבנציונליים ולוחות רצפה יכולים לשמש כגופי חימום.

מבני בטון מוליכים יאפשרו לנטוש את מערכות החימום הקיימות המורכבות, יציעו פתרונות חדשים רבים מיסודם ויובילו להוזלת עלויות ההפעלה, במיוחד באקלים קר.

אני חשבתי ולמדתי אפשרות שימוש בטון כאלקטרודה הארקה. לא להכניס את האלקטרודה בתוך בטון טמון באדמה, אלה הבטון יהיה אלקטרודה.

בנוסף זה יפתור לנו בעיית השוות פוטנציאלים במבנה, מה שיוביל לירידה בפגיעות חשמל לעלויות נמוכות יותר, לבטיחות גבוהה יותר

פניתי למדעני ויצרני בטון בארץ עם הצעה לשיתוף ולא זכיתי

MASTAQ