На территории кампуса университета Дрекселя есть квадратный участок из бетона, который может предвещать незамерзающее будущее для тротуаров и шоссе. Две плиты размером 75 на 75 дюймов, незаметно расположенные рядом со стоянкой для служебного транспорта университета, уже более трёх лет самостоятельно защищаются от снега и ледяного дождя — без лопат, соли и скребков. Исследователи из Инженерного колледжа Дрекселя недавно рассказали о науке, лежащей в основе специального бетона, который может согревать сам себя, когда идёт снег или температура приближается к нулю.
Самонагревающийся бетон, который используют в Дрекселе, является последним примером постоянных усилий по созданию более экологичной и устойчивой инфраструктуры, особенно в северных регионах США, где, по оценкам Национального управления шоссейных дорог, штаты ежегодно тратят $2,3 миллиарда на уборку снега и льда и миллионы на ремонт дорог, повреждённых зимней погодой.
"Один из способов продлить срок службы бетонных поверхностей, таких как дороги, — это помочь им поддерживать температуру поверхности выше нуля в зимний период", — говорит Амир Фарнам, доктор философии, доцент Инженерного колледжа, чья лаборатория материалов для перспективных инфраструктур возглавляла исследование. "Предотвращение замерзания и оттаивания и сокращение необходимости их уборки и посыпки солью — это хорошие способы предотвратить ухудшение состояния поверхности. Поэтому мы работаем над тем, как включить в бетон специальные материалы, которые помогут ему поддерживать более высокую температуру поверхности, когда температура окружающей среды вокруг него падает".
Команда Дрекселя разрабатывала свою устойчивую к холодным погодным условиям бетонную смесь в течение последних пяти лет с целью уменьшить воздействие замораживания, оттаивания и соли, которые разъедают дороги и другие бетонные поверхности. До сих пор успех их самонагревающегося бетона, который, как они ранее сообщали, может растапливать снег и предотвращать или замедлять образование льда в течение длительного периода времени, был достигнут только в контролируемых лабораторных условиях. В работе, недавно опубликованной в журнале Американского общества гражданского строительства Journal of Materials in Civil Engineering, группа предприняла важный шаг — доказала жизнеспособность этого метода в естественных условиях.
"Мы продемонстрировали, что наш самонагревающийся бетон способен самостоятельно растапливать снег, используя только дневную тепловую энергию окружающей среды, и делать это без помощи соли, лопат или систем отопления", — говорит Фарнам. "Этот самонагревающийся бетон подходит для горных и северных регионов США, таких как северо-восточная Пенсильвания и Филадельфия, где есть подходящие циклы отопления и охлаждения в зимний период".
Тёплый приём
Секрет разогрева бетона заключается в низкотемпературном жидком парафине, который выделяет тепло при переходе между агрегатными состояниями (phase-change material, PCM), то есть он выделяет тепло, когда переходит из состояния комнатной температуры — жидкости — в твёрдое состояние при понижении температуры. В предыдущей работе группа исследователей сообщила, что добавление жидкого парафина в бетон вызывает его нагрев при падении температуры. В своём последнем исследовании группа рассматривает два метода включения PCM в бетонные плиты и то, как каждый из них ведёт себя на улице в холодное время года.
Один из методов предполагает обработку парафином пористого лёгкого заполнителя — гальки и мелких каменных фрагментов, входящих в состав бетона. Заполнитель впитывает жидкий парафин перед тем, как его смешивают с бетоном. Другая стратегия заключается в перемешивании микрокапсул парафина непосредственно в бетон.
Испытание стихиями
Исследователи залили одну плиту, используя каждый метод, и третью, без PCM, в качестве контроля. Все три плиты находились под открытым небом с декабря 2021 года. За первые два года они пережили в общей сложности 32 заморозки-оттаивания — случаи, когда температура опускалась ниже нуля, независимо от осадков, — и пять снегопадов c высотой снежного покрова более 2 см.
Используя камеры и тепловые датчики, исследователи следили за температурой и поведением плит при снегопаде и таянии льда. По их данным, PCM плиты поддерживали температуру поверхности между 5°C и 12°C в течение 10 часов, когда температура воздуха опускалась ниже нуля.
Такого нагрева достаточно, чтобы растопить пяток сантиметров снега, со скоростью примерно 6 мм в час. И хотя такого тепла недостаточно для того, чтобы растопить обильный снегопад до того, как потребуются снегоуборочные машины, оно может помочь очистить дорожное покрытие ото льда и повысить безопасность движения даже при сильном снегопаде.
Достаточно тепло
По словам исследователей, простое предотвращение опускания температуры поверхности ниже уровня замерзания также играет важную роль в предотвращении износа.
"Циклы замораживания-оттаивания, периоды экстремального охлаждения — ниже нуля — и потепления, могут привести к расширению и сжатию поверхности, что создаёт нагрузку на её структурную целостность и со временем может вызвать разрушительные трещины и сколы", — говорит Робин Деб, докторант Инженерного колледжа, который помогал руководить исследованием. И хотя само по себе это не может привести к разрушению конструкции, оно создаёт уязвимость, которая приведёт к проблематичному разрушению внутренней части, которого нам нужно избежать". Одним из многообещающих результатов стало то, что плиты с PCM смогли стабилизировать свою температуру выше нуля при понижении температуры окружающей среды".
Медленно и стабильно
В целом, плита из обработанного лёгкого заполнителя лучше справлялась с нагревом — поддерживала температуру выше нуля в течение 10 часов, — в то время как плита с микрокапсулированным PCM нагревалась быстрее, но поддерживала температуру в два раза дольше. Исследователи предполагают, что это связано с относительной дисперсностью PCM в порах заполнителя по сравнению с концентрацией PCM внутри микрокапсул — явление, которое было подробно изучено.
Они также отметили, что пористость заполнителя, вероятно, способствует тому, что парафин остаётся жидким ниже своей обычной температуры замерзания в 5°С. Это оказалось полезным для характеристик плиты, поскольку материал не сразу высвобождал свою тепловую энергию, когда температура начала падать, — он удерживал её до достижения 4°С. В отличие от этого, микрокапсулированный парафин начинал высвобождать свою тепловую энергию, как только его температура достигала 5°, что способствовало его относительно более короткому периоду активации.
"Наши результаты свидетельствуют о том, что обработанный PCM лёгкий бетон с заполнителем больше подходит для применения в качестве антиобледенителя при отрицательных температурах благодаря постепенному высвобождению тепла в более широком диапазоне температур", — сказал Фарнам.
Возможности для совершенствования
Несмотря на то, что оба способа применения смогли поднять температуру бетона до 12-13°С, что более чем достаточно для растапливания снега. На их эффективность влияла температура окружающего воздуха перед снегопадом и скорость снегопада.
"Мы обнаружили, что тротуары с добавлением PCM не могут полностью растопить большие скопления снега — более 5 см", — сказал Деб. "Однако они могут достаточно эффективно растапливать снежные массы менее 5 см. Плиты с добавлением PCM начинают растапливать снег, как только тот начинает накапливаться. А постепенное выделение тепла может эффективно удалять лёд с поверхности тротуара, что избавит от необходимости предварительного подсыпания соли перед сильным снегопадом".
Они также отметили, что если у PCM нет времени на "перезарядку", когда он нагревается настолько, что возвращается в жидкое состояние между замораживанием и оттаиванием или снегопадом, то его эффективность может снизиться.
"Проведение этого исследования стало для нас важным шагом к пониманию того, как бетон, содержащий PCM, ведёт себя в природе", — сказал Деб. "Благодаря полученным результатам мы сможем продолжать совершенствовать систему, чтобы в будущем оптимизировать её для более длительного нагрева и более интенсивного таяния. Но отрадно видеть свидетельства значительного сокращения циклов замораживания-оттаивания, что свидетельствует о том, что бетон из PCM более морозоустойчив по сравнению с традиционным бетоном".
Команда планирует продолжить сбор данных о плитах, чтобы понять долгосрочную эффективность PCM и изучить, как этот метод может продлить срок службы бетона.
Комментарии (99)
Samhuawei
29.03.2024 07:18+37На картинке абстрактные плиты в абстрактном вакууме, без нагрузки. Как мне кажется заморозка и отморозка парафина способны нанести ущерб бетону не меньше чем заморозка и разморозка воды. Опять таки балласт в бетон добавляют не просто так - он сам по себе имеет малую прочность на растяжение. Если между галькой и бетоном добавить прослойку в виде парафина она тупо разрушит бетон от сжатия. На модели разумеется это не видно, она не находится под динамической нагрузкой.
В любимой мною Финляндии поступают просто. Дорожное полотно там обычно выше чем окружающая поверхность сантиметров на 50. И снег тупо сметают в поле всю зиму. А полотно с гранитной щебёнкой отлично держит нагрузку. В городах посыпают не солью, а опять же гранитной крошкой, которую по весне сметают в гурты и увозят на склад.
mixsture
29.03.2024 07:18+7Присоединюсь.
Обычно в бетонах стараются максимально уйти от пористости, чтобы получить максимальную прочность из самого дорогого компонента - цемента (отсюда и все приседания вокруг водоцементного соотношения, которое при завышении добавляет пор).
В этом же примере - наоборот - пористость добавляют для хранения парафина, либо дважды добавляют в случае с легким (вспененым?) бетоном + парафином.
1) Прочность изделия выйдет низкая, а значит следующим шагом придется увеличивать количество самого дорого компонента - цемента. Особенно для автодорог. Поэтому я ожидаю двойную себестоимость у такой дороги.
2) Вторая проблема у пористости - это затекание воды в нее. Что вместе с циклом замораживания/размораживания быстро разрушает структуру (а плита может сгладить колебания вокруг нуля, но не хороший мороз - от замораживания не уйти). Особенно, если поры не замкнутые - я так понимаю, что microcapsulated это вариант с замкнутыми порами, а второй вариант - с незамкнутыми условно капиллярами.Эти 2 фактора отлично дополняют друг друга в разрушении: даже в варианте закрытых пор низкая прочность обеспечивает быстрое истирание верхнего слоя, что открывает в нем поры, в которые затекает вода и разрушает слой.
Дальше - парафин. В вашем варианте с гранитной крошкой - ее добавляют для улучшения сцепления. Но парафин - наоборот. В жидком состоянии он может выступать как отличный слой смазки на автодороге. И даже в твердом состоянии он - отличная смазка для снега - вспоминаем пасты из парафина у лыжников. Тормозить по нему будем долго и весело. Так что его применение повысит число дтп. Очень сомнительно для автодорог.
Popadanec
29.03.2024 07:18Ещё парафин сильно меняет объём при циклах нагревания/охлаждения(из за чего применяется в термостатах), что должно ускорить разрушение бетона, если он не будет в жёстких капсулах.
irnis
29.03.2024 07:18скорее наоборот, не в жестких капсулах, а с некоторой амортизацией.
например, выпускаются полистироловые гранулы, внутри которых находится пентан, их нагревают, полистирол размягчается, пентан вскипает, гранулы раздуваются. Так получается всем известный пенопласт. Это если раздувшиеся гранулы спрессовать в блоки. А если дать им свободно раздуваться, то получим вспененный полистирол, который,например, добавляют в бетон и получают полистиролбетон - довольно прочный и тёплый строительный материал.
вот если кроме пентана в гранулы изначально добавлять и парафин - то после вспенивания (очень и очень умеренного, т.к. теплоизоляция нам не нужна) получим добавку для такого бетона. В принципе даже пентан можно не добавлять, а только парафин - при нагревании он как раз расширится и сделает нужный себе объём.ЗЫ: хм, а ведь идея интересная - есть на Хабре представители Сибура? Насколько знаю, в России они производят такие гранулы...
vanxant
29.03.2024 07:18+1Бетоны бывают разные, разные марки, бетоны с наполнителями типа керамзита и т.п. Но конкретно для дорог чем прочнее бетон, тем лучше. Потому что один придурок, который ездит тапком в пол на бетономешалке, может принести ущерба на миллионы нерублей.
MiyuHogosha
29.03.2024 07:18+1Эти плиты - точно не решения для России или Финляндии. Скорее для тротуаров Бостона или Нью-Йорка
RTFM13
29.03.2024 07:18Северная граница США (не считая Аляски) находится примерно на широте Сочи.
Oncenweek
29.03.2024 07:18+8Но если смотреть не на широту, которая сама по себе сферический конь в вакууме, а на границы изотерм, то окажется что на севере США таки сильно прохладнее, чем в Сочах
markmariner
29.03.2024 07:18
Прикладываю для наглядности, вообще о самом факте наличия границ изотерм я узнал из вашего комментария, это интересно!
Radisto
29.03.2024 07:18+7Лучше выложить карты не самого теплого, а самого холодного месяца: в Сибири резкоконтинентальный климат и лето часто действительно жаркое, но зима намного холоднее, чем в европах
BugM
29.03.2024 07:18+9Лучшие карты для оценки климата вообще это сельскохозяйственные карты. Там все сразу понятно. Континентальный климат сразу заметен на таких картах.
Сравните со своей
izirayd
29.03.2024 07:18+8Есть еще более крутая карта, Карта промерзания грунта, учитывается для закапывания труб на определённую глубину
Dolios
29.03.2024 07:18А у вас в Сочи грунт на пол метра промерзает при среднем минимуме в январе-феврале около +4...
irnis
29.03.2024 07:18насколько знаю - на нормативную глубину грунт промерзает с вероятностью раз в 50 лет :), т.е. ранняя бесснежная зима, ударили нетипичные для этой местности морозы и т.д...
да, реально такое бывает - помню похожую зиму на горизонте 10-15 лет назад, когда поля лежали ещё черными, а уже были морозы - в деревне начали резать скот, а негде - снега нет практически...
следующей весной-летом был ещё "веселее", снега-то зимой потом навалило, но т.к. земля была мерзлой насквозь - весной весь этот снег просто растаял и утёк, в грунте ничего не осталось... весной были сильные паводки, а летом от засухи сильно всё пострадало :(
leok
29.03.2024 07:18В целом в США в большинтсве штатов, где снег регулярно выпадает, очень редки периоды постоянной отрицательной температуры. Очень редко бывает, что температура ниже 0 держится дольше недели, за исключением штатов типа Миннесоты.
dorne
29.03.2024 07:18Я думаю, что даже в условиях РФ оно может быть полезно, хотя бы потому, что предотвращает появление "внезапного утреннего гололеда" на утро после первого заморозка. Что является причиной большого количества аварий.
То есть, в условиях РФ необходимость применения соли на дорогах может сократиться с периода "когда ночью начинает появляться минус" до периода "когда уверенный минус постоянно уже днем", что, согласитесь, колоссальная разница.
BugM
29.03.2024 07:18Неа. Ровно тоже самое. Было: Гололед образуется при переходе температуры через 0. Стало: Гололед образуется при переходе температуры через -5. Я даже не уверен что для средней полосы чаще бывает.
Для мест вроде Сочи неплохое решение (если на самом деле работает). Там -5 бывает реально реже чем 0. И с такой штукой жизнь горожан станет лучше.
dorne
29.03.2024 07:18+2Когда регулярно температура переходит через -5 гололед конечно будет, но, это гораздо позже случится чем переход через 0, и, даже самый "слоупочный слоупок" догадается, что пора ставить зимнюю резину, потому, что вокруг снег.
BugM
29.03.2024 07:18Странно менять все дороги ради тех кто не способен вовремя переобуться. Что-то мне подсказывает что их меньше и не станет. Все поверят что вот тут хайтех асфальт где нет льда и можно и так. Я же недалеко и аккуратно.
dorne
29.03.2024 07:18+1Специально менять нет смысла. А вот при очередном строительстве использовать новые технологии, - вполне. Просто, чтобы расход соли снизить. В зависимости от цены "новых технологий", может окупиться на экономии соли и бензина, который техника снегоуборочная кушает.
BugM
29.03.2024 07:18А почему он снизится? При стабильной температуре ниже замерзания дороги посыпать ничем не надо. Тут все стабильно. Ну изменится эта температура, и что? Я все еще не уверен что переходы через -5 бывают реже чем через 0 в средней полосе.
dorne
29.03.2024 07:18+2Эта система, по сути, запасает энергию днем, когда тепло, а, потом, медленно отдает её ночью. До тех пор, пока днем будет температура подниматься выше +3-5, запасенной энергии будет хватать, чтобы не дать образоваться гололеду ночью при -3-5.
То есть, значительную часть периода, когда ночью уже минус, а днем еще пока плюс, можно не пользоваться солью и снегоуборочной техникой.
BugM
29.03.2024 07:18Я ровно про это. Потом станет немного холоднее. Днем -1 (Солнышко асфальт нагреет сильнее как обычно), ночью -6. И при обычном покрытии будет стабильный минус без гололеда, а при этом будет постоянное таяние и замерзание с гололедом.
Каких дней больше в году? Я не знаю.
dorne
29.03.2024 07:18+2Важно то, что есть и такие, и такие. И раньше, в обоих случаях нужна была соль, а теперь только в одном.
Солью не только при гололеде пользуются. А всю зиму. Пока не потеплеет.
Позже начнешь пользоваться, раньше закончишь. Отсюда экономия.
BugM
29.03.2024 07:18Если у вас пользуются, то надо идти к тем кто такие регламенты написал. Нет смысла сыпать соль когда стабильный минус. Снег убирать вовремя надо, гололеда и не будет.
Zhabrozavr
29.03.2024 07:18Гранитный крошку в Финляндии после использования сбрасывают в море вместе со снегом. Говорят, дешевле/экологичней новую произвести чем использованную реанимировать
Dynasaur
29.03.2024 07:18Отопление улицы, это, конечно экологично :-)))
irnis
29.03.2024 07:18+20это не отопление улицы - используется то же самое уличное тепло, просто температура поверхности бетона колеблется с меньшей амплитудой, чем окружающий воздух, и остаётся выше нуля.
это, конечно, не для зимы как у нас, а для более другого климата, когда большую часть зимы температура чуть выше нуля, но иногда бывают кратковременные похолодания со снегопоадами...Dynasaur
29.03.2024 07:18+4а, я не понял. ну это какой-то крайне узкий диапазон условий в которых это будет работать. Средняя температура за сутки должна быть выше нуля, но ночью чуть ниже.
MiyuHogosha
29.03.2024 07:18+3Именно в этом режиме и происходит обледенение чаще всего. Есть и другие режимы, вроде конденсационного.
buratino
29.03.2024 07:18+1типичный ледяной дождь случается когда земля холодная, а осадки жидкие
saege5b
29.03.2024 07:18Нет, ледяной дождь это переохлаждённая вода. Особенно, если мало центров кристаллизации в облаках.
В некоторых регионах, норматив намерзания на вертикальной стене льда по этой причине 5-10 см.
Намерзание происходит на любых предметах, а не только на земле.
Rive
29.03.2024 07:18+3В условиях крепкой зимы с -30 проблем со льдом на дорогах может и не быть - он возникает в особо мерзопакостном скользком виде только при циклах похолоданий и оттепелей, а без этого снег просто утаптывается.
iRusher
29.03.2024 07:18+1Поправьте если я ошибаюсь, но дороги делают ведь из асфальта? А под ними щебень прокатанный.
mayorovp
29.03.2024 07:18Строго говоря, из асфальтобетона
Altakumi
29.03.2024 07:18+2в России, судя по качеству дорожного покрытия, то асфальт не докладывают, то бетон ...
Apv__013
29.03.2024 07:18+1Приятно услышать мнение эксперта, спасибо. А кроме России - идеально бетонированная поверхность?
Altakumi
29.03.2024 07:18+4Да ладно вам, какой же я эксперт, сами же все прекрасно понимаете) я просто езжу по этим дорогам и вижу, как прошлогодний асфальт со снегом сходит...
в моем регионе, например, ЩМА (щебеночно-мастичный асфальтобетон), придуманный немцами аж в каких-то там 60-70 годах, только недавно начали использовать и то его укладывают слоем, как будто небогатый гурман черную икру на хлеб... ))))))))
опять же в той же германии автобаны из бетона, и укладывают его спецмашинами, но вроде как со слоем асфальта сверху, но тут я могу ошибаться....
VasiliyLiGHT
29.03.2024 07:18То, что видел в роликах на ютубе: толстая подушка песка, геотекстиль, гравий, бетон, (сетка?), асфальт. Бетон как обычно, а вот асфальт да, огромная машина сразу две полосы укладывает
Altakumi
29.03.2024 07:18Есть бетоноукладчики в 2 полосы шириной... и кладут слой сантиметров 30 ... Может больше...Даже у нас в России где-то укладывали на какой-то трассе!
VasiliyLiGHT
29.03.2024 07:18Даже у нас в России где-то укладывали на какой-то трассе!
Не исключаю, лично видел только на одну полосу, но в нашей деревне и не трасса. Хотя лучше было бы которым на две - не было бы перепадов между полосами
saboteur_kiev
29.03.2024 07:18В штатах довольно тщательно следят за качеством дорог. И основная разница - грамотно сделанная подложка. В результате верхний пласт асфальта может быть достаточно дырявым, но при этом машина на таком асфальте не прыгает, и ремонт делается быстро и легко и держится гораздо дольше.
В странах, где на технологию подложки забивают, дорога может быть волнами даже сразу после ремонта, что сразу влияет и на долговечность и на управляемость транспортом.
А еще важен перегруз, чтобы по дороге не ездили фуры с 200-300% перегрузом.BugM
29.03.2024 07:18Про дороги Нью-Йорка просто помолчим.
saboteur_kiev
29.03.2024 07:18+1Ну там между прочим подложка как раз неплохая. Я ж говорю - верхний слой весь покоцаный, а на машине проезжаешь - достаточно терпимо.
В отличие от того, что наблюдается в СНГ, например Краснодар, где проложили новый асфальт, а дорога волнами.
Dynasaur
29.03.2024 07:18Асфальтобетон, это когда связующим вместо цемента является асфальт. То есть в бытовом понимании дороги из асфальта, а не из бетона.
Altakumi
29.03.2024 07:18я это прекрасно понимаю, а фраза сказанная мной, "вырвана" из какого-то анекдота...
иногда не нужно все понимать буквально....
mayorovp
29.03.2024 07:18В бытовом - да. Потому и важно напоминать, что когда открывают новую разновидность бетона - слово "бетон" в новости может означать совершенно не обязательно то, что получается из цемента.
ssj100
29.03.2024 07:18+4еще в Штатах тротуары делают из бетона
Popadanec
29.03.2024 07:18+2Там и трассы почти все бетонные. Служит дольше, но сложнее ремонтировать/менять.
Для нашего климата он не подходит из за большой температурной вилки.
ssj100
29.03.2024 07:18+2Трасс бетонных там не видел когда был, а тротуары да... не знаю где как температурные вилки но советские бетонки у нас(Молдова) еще стоят, провда если не ремонтировать своевременно то уже(а им более 35 лет) трескаются и крошатся
Popadanec
29.03.2024 07:18Не знаю, где вы там были и когда, откройте любой ролик от дальнобоев или тех кто часто ездит по трассам, там сразу видно бетонку.
ssj100
29.03.2024 07:1815 лет назад, ОшеанСити и окресности, Мэриланд, Возле Вашингтона. То что в США есть бетонки я не сомневаюсь, и даже уверен что есть (проскакивала инфа что советские бетоноукладчики были скопированы с американских) но не видел кроме мостов и эстокад (сам не дальнобой)
Batalmv
29.03.2024 07:18+5ОК, допустим это работает. Понятно, что количество энергии, которое может выделиться на растопку снега ограничество количеством вещества, и через время снег растапливаться перестанет. Что станет потом?
Снег превратился в воду, на улице минус, здравствуй гололед. И такой, подленький. Когда снизу лед, а сверху присыпано снежком, чтобы даже не догадаться
Против чего тогда боремся?
------------
Ну и если предел технологии - 5 см, кому это вообще интересно. 5 см снега - это практически незаметно. На автомобильной дороге машины такое количество снега раскатают пока он падает, так как от машин идет нехилый такой нагрев
Пешеходы - ну такое. Иногда приятнее идти по сухому снегу, чем по "кашице" или лужам воды
mayorovp
29.03.2024 07:18+14Это у них получился такой теплоаккумулятор для регионов с тёплыми зимами, в которых присутствуют ночные заморозки, но среднесуточная температура остаётся выше нуля. И, без шуток, решение вышло интересное - только вот сильно ограниченное в применимости. В Россию даже и пытаться не стоит этот бетон завозить.
Против чего тогда боремся?
Против вечной зимней утренней слякоти, когда выпавший ночью снег начинает таять. Пусть лучше тает сразу ночью.
vanxant
29.03.2024 07:18+1В Россию даже и пытаться не стоит этот бетон завозить
Да нет, у нас тоже хватает периодов, когда днём уже/ещё тепло, а ночью подмораживает и привет гололёд. Тут по сути кратно повышается эффективная теплоёмкость основания дороги.
Главный бонус для наших широт в том, что будет заметно меньше циклов заморозки-разморозки. А для бетона это самое страшное (вода замерзает в порах и микротрещинах и превращает их в уже не микро трещины). Это основная причина после фур с перегрузом, из-за которой у нас приходится перекладывать дороги значительно чаще, чем в более тёплых местах.
Hlad
29.03.2024 07:18+4И этот бетон просто сместит гололёд во времени на пару дней.
dev_uska
29.03.2024 07:18Я думаю, в России достаточно населенных пунктов, где в среднем количество дней в году, когда температура колеблется вокруг нуля за цикл день-ночь, превышает "пару". Тут нужна полноценная аналитика по конкретным местам, которая ещё и количество осадков будет учитывать, амплитуду температур и т.д. и т.п.
xSVPx
29.03.2024 07:18Скорее всего не поможет. Он же усредняет. Ну т.е. если сегодня -30, а завтра +5, а послезавтра опять -30, то никакой работы этот парафин не сделает, он попросту не успеет растаять.
Работать будет только в климате, где изредка ночью немного меньше нуля. В России таких мест не очень много. Сколько он стоит и нужен ли в таких местах реально - вопрос отдельный.
vanxant
29.03.2024 07:18Нет, вы не учитываете наличие собственно воды с её огромной теплоёмкостью.
Устойчивый переход через 0 на уровне земли занимает недели. Наличие такого теплоаккумулятора сделает этот переход намного более резким.
balamutang
29.03.2024 07:18В России этот подход не сработает особо нигде. Но можно проложить трубы под покрытием и греть их теплом подземных вод, по сути нужны только пара скважин, насосы, антифриз и теплообменник. Но в любом случае это будет недешево, только на каких-то избранных дорогах это можно делать ну и может на мостах-эстакадах еще.
MiyuHogosha
29.03.2024 07:18+1Раньше оно само по себе так работало. Идёшь в первый снег, а в нем полосы на асфальте, где трубы к домам подведены. А теперь они глубоко и заизолированны.
balamutang
29.03.2024 07:18Ну отопление денег стоит, топливо там, углеродный след и все такое. А вода в земле бесплатная, тем более что там как раз температура грунтовых вод достаточная для этого.
Если хорошо упороться то можно и гравитационную систему даже сделать, если ей конечно хватит этого мизерного перепада.
vanxant
29.03.2024 07:18+3Зато сама система скважин капец дорогая, как в строительстве, так и в обслуживании/ремонте, и обычно не окупается. По крайней мере в РФ при наличии электричества "из розетки" дешевле греть кабелем.
balamutang
29.03.2024 07:18Да не, все эти теплонасосы вполне себе живут, там КПД больше 300%, гораздо выгоднее чем греть здания просто электричеством. Основная дороговизна в скважине это налог НДПИ. Раз в пятьлет обслужить/промыть скважину - 1млн. Месяц отопления здания площадью 2.5тыс кв м электричеством - 600тр, отопление его же теплонасосом - 200тр. В общем экономия налицо.
NiPh
29.03.2024 07:18+1Насколько я понял из текста статьи акцент делается на солнечных и горных северных регионах, где солнце днем нагревает не покрытые снегом поверхности. 32 случая заморозки-оттаивания за два года это примерно раз в пять дней в зимние периоды, немного непонятно остальные дни температура была ниже нуля или выше. Если это покрытие помогает снегу таять а потом начинается плюс - каши мне кажется не будет. На открытом участке крыльца у меня проложен саморегулирующийся греющий кабель, который на поверхности дает примерно такую же температуру, и снег с водой за несколько часов тает и испаряется. Ничего не понимаю в материалах, но в определенных регионах при заявленных ттх должно работать, если не преукрасили)
DenisGou
29.03.2024 07:18По хорошему дороги делают с разуклонкой, чтоб вода стекала с дорожного полотна. Льда тогда не будет на дороге, но будет вдоль дороги.
Batalmv
29.03.2024 07:18+1Лед иногда бывает в зонах постоянного торможения или "так сложилось". Вот это неприятно, когда резкая смена дорожных условий к худшему
Но это верно для магистралей, а в мире полно дорог низшего класса, где это не делают :(
Spyman
29.03.2024 07:18+1Ватсон, вы не учли, что по бокам от дороги, куда делается разуклонка и должна по задумке стекать вода - будет лежать нерастопленный снег выступая естественным баръером для стекания воды. Как результат - болото между снежными наносами.
Kelv13
29.03.2024 07:18Я сначала расстроился, т.к. бетон - это долговечно и нельзя пару раз в год менять, но потом прочитал про парафин - вот этот расходник часто можно доливать, есть шансы.
Captain_in_the_Green_Hat
29.03.2024 07:18Расчетов нет. Смущает "на глазок" заявленная теплоемкость и работоспособность. Сколько того парафина замесили в бетон? Слой в 10 мм, распределенный по объему в 100 мм? Десять процентов по объему, не мало. Больше? А что тогда с прочностью? Я на глаз не уверен, что такая добавка растопит существенный слой снега, тем более заявляется при минусе нагрев до хорошего плюса
Потому и говорят про некие лабораторные условия.
VADemon
29.03.2024 07:18Расчетов нет. Смущает "на глазок"
из текста выше: https://ascelibrary.org/doi/10.1061/JMCEE7.MTENG-17048 paid access правда.
Captain_in_the_Green_Hat
29.03.2024 07:18+1За погляд хотят 35 баксов и не факт, что там есть какие-либо цифирьки
:-)
ildarz
29.03.2024 07:18+5"Позже выяснилось, что самонадевающиеся ботинки стоят дороже мотоцикла и боятся пыли и сырости" (с). Иными словами, без прочностных и экономических характеристик это всё не имеет вообще никакого значения.
ihouser
29.03.2024 07:18+1Они ученые, с бюджетом на иследование а не изобретатели с бюджетом на маркетинг. Наберитесь терпения, ответы на ваши вопросу будут.
rogoz
29.03.2024 07:18+1Судя по методу работы, кажется добавление сажи должно повысить эффективность.
iShrimp
29.03.2024 07:18В этом и заключается суть изобретения - использовать давно известный эффект неожиданным образом. Как Coffee Joulies, которые забирают тепло у горячего кофе и отдают его обратно, когда нужно.
AnGord
29.03.2024 07:18Т.е. при сильном снегопаде просто образуется корка льда под снегом. Отличная идея. Как раз то что нужно, чтобы убилось больше людей..
irnis
29.03.2024 07:18нет. Корка льда под снегом не будет скользким. Даже есть такой способ сделать нескользящие дорожки - полить в мороз снег водой и сверху ещё снега накидать - получается отличное нескользкое покрытие. Минус только в том, что весной будет долго оттаивать :(
скользко когда сначала прихватило, а потом снег пошёл, тогда - да, задница полная...
AnatolyEmelin
29.03.2024 07:18Жаль в Сибири не зайдёт)
boojum
29.03.2024 07:18+3В Сибири надо в бетон добавлять немного делящихся изотопов. Будет и подогрев, и подсветка в ночное время.
exTvr
29.03.2024 07:18+1В Сибири надо в бетон добавлять немного делящихся изотопов. Будет и подогрев, и подсветка в ночное время.
Маргарита Симоновна, вы снова за старое взялись?!
sim31r
29.03.2024 07:18Ну лет 100 назад так и представляли систему отопления радием например )) Мне вот интересно, если бы так было, части тел сразу бы начали отпадать или чуть позже.
...В начале 1900-х годов американцы только и говорили, что о чудодейственной радиоактивной терапии. Журналы пестрили заманчивыми заголовками: «Терапия излучением радия улучшает все жизненные процессы», «Радиоактивность может все!» И понеслось: зубная паста с радием, кремы для лица, продукты питания — все, куда можно было запихнуть радий, выставлялось на полки магазинов и скупалось восторженными потребителями. К тому времени, когда Эбен Байерс опустошил 1400 флакончик препарата «Радитор», большая часть его черепа уже была «съедена» радием, который был главным компонентом целительного лекарства...
Dolios
29.03.2024 07:18В Сибири и не надо, там ездовые олени копыта о бетонное покрытие будут травмировать.
Lord_Ahriman
29.03.2024 07:18К сожалению, вряд ли это может будет использовать, например, в Сибири, где морозы под 40, пасмурно (или снегопад, метель, морозная дымка/смог) и снега метра полтора выпадает. Скорее от него будет таяние небольшого слоя с переходом в гололед (собственно, именно это и получается, как я вижу в командировках, когда сейчас соль с песком сыпят в сибирских регионах - тает поверхностный слой и тут же замерзает, превращаясь в грязный лед). А если греть сильнее, то понадобится просто уйма энергии, да и отводить воду будет куда сложнее. В общем, пока похоже на решение для регионов, где не слишком холодно, не слишком много снега и много солнца, которое поможет.
molnij
29.03.2024 07:18+3
Ну если для этой местности это поможет - хорошо, но насчет "избавить нас от лопат и соли" есть сомнения
Wolframium13
А когда переход в жидкость, нет эффекта замораживания бетона?
Radisto
По идее, должен просто "лечь на полочку" по температуре - поглощать тепло, но не нагреваться. Но так как полочка выше нуля, то пользователю должно быть все равно - таять льду на затвердевшем бетоне это не мешает, фразовый переход воды ниже
strvv
фразовый-> фазовыйпо возможности исправь.
в принципе в бетоне парафиновые добавки - интересное решение.
strvv
Извини, я не знал что комментарий блокирует исправление.
просто недавно меня тоже, на другом форуме затиранили этим (за опечатку), вот и нечаянно написал. Чтобы тебе граммар-наци не влепили.
Squoworode
Не блокирует, но редактирование доступно только 30 минут после отправки комментария.
strvv
Спасибо, я про сроки не обратил внимание.