Федеральная управление гражданской авиации США изучает изобретение инженера Криса Туана (Chris Tuan) — электропроводящий бетон — и планирует протестировать его в одном из аэропортов. К удивлению разработчика, власти не хотят положить такой бетон на взлётные полосы. Вместо этого новый бетон появится у выходов, чтобы обеспечить удобную работу сотрудников, отвечающих за багаж, за питание, уборку мусора, доставку топлива. По мнению управления, это сильно уменьшит количество опозданий из-за погодных условий.
Бетон от Туана уже используется на конкретном объекте — вместе с дорожным департаментом Небраски изобретатель оснастил мост 52 плитами из этого бетона, и теперь покрытие этого моста не замерзает. Туан отмечает, что невыгодно покрывать такой объект полностью бетоном, но можно использовать его в определённых местах, которые первыми замерзают.
С экономической точки зрения мост с таким бетоном гораздо выгоднее, чем использование традиционных средств для плавления снега: за три дня шторма и активной «работы» бетон сжигает 250 долларов, что в несколько раз дешевле грузовика с химикатами.
Другое побочное преимущество бетона — он не проводит электромагнитные волны. Это может быть интересно компаниям для защиты от промышленного шпионажа.
Изобретатель сам пользуется таким бетоном — на заднем дворе дома Туана им выложено патио.
Комментарии (42)
Zolg
27.01.2016 12:35+1а в чем прикол пропускать ток именно через бетон, а не предварительно заложенные (и заизолированные) нагревательные элементы?
Zzzuhell
27.01.2016 13:02+2ИМХО технология производства плит с добавками проще, чем закладывать камеры под нагреватели. Которые, кстати, могут перегореть.
SidMeier
27.01.2016 14:34Есть мнение, что из-за нагрузок.
Zolg
27.01.2016 15:05В смысле? Аэродромные плиты они не бетонные, они железобетонные, т.е. прошиты арматурой вдоль, поперек, да не в один слой:
так выглядит аэродромная плита до заливки бетона
navigators
27.01.2016 15:43Арматура в любом случае будет крепче нагревательного элемента или бетона + кабель может перегореть в одном месте а лист бетона вряд ли потеряет электропроводность.
SidMeier
27.01.2016 17:07Быстрым поиском по интернету не нашел достаточно достоверной информации по применению кабелей для прогрева ВПП. Но нашел про прогревочные провода для бетона. Из одного источника:
Прогонная нагрузка, допускаемая на 1м кабеля — 80 — 160 ватт в зависимости от диаметра жилы и электрического сопротивления.
В других источниках упоминались значения порядка 20-50 Вт/м. Но если принять 160 Вт/м за основу для верхней оценки, и учтя что их нельзя укладывать ближе чем на 15 мм друг к другу, и взяв параметры ВПП из комментария ниже получим:
160 / (0.015 * 1) = 10666,67 (Вт/м^2)
2500 * 50 * 10666,67 = 1.333 ГВт
Что, опять же опираясь на рассчеты про 5 см снега в том-же комментарии ниже, должно хватать на нормальный прогрев ВПП. Градусов до 80…
Хотя изначальные сомнения были не из-за того что что-то скажется на бетоне, а из-за того что нагрузки скажутся на самих кабелях, их изоляции, которая может под давление растрескаться, и в итоге вся эта система окажется весьма недолговечной, что очень плохо, учитывая её нулевую ремонтопригодность.
Zolg
27.01.2016 13:22Сомневаюсь, что лить бетонные плиты нового состава проще, чем при заливке вместе с арматурой заложить нагревательные кабели. В конце концов, если нет задачи электроизоляции — можно и через саму арматуру ток гнать. Здесь правда всякие электрохимические нюансы могут всплыть (равно как и с чудо добавками).
Zolg
27.01.2016 13:34+1С плавлением снега на ВВП есть еще один нюанс:
удельная теплота плавления снега — 330кДж/кг
плотность снега ~200кг/м^3
размер ВВП — пусть 2500*50м
чтобы растопить 5 см выпавшего снега (не бог весть какие осадки) нужно
(2500м*50м*0,05м) * 200кг/м^3 * 330*10^3Дж = 412,5 ГДж = 114 МВт*час
AngusMetall
27.01.2016 14:34А если ещё прикинуть, что класть его видимо придёться на утеплитель какой-то, что бы не греть вместо снега землю под впп, то никакой особой экономии не получится кмк.
HunterSpy
27.01.2016 15:19Не забудь потери: — снег будет лежать не равномерно где то 4 см, где то 6 см, значит на той части где 4 там бетоном будем греть воздух. Так же потери на нагрев окружающей земли (маловероятно что под ним теплоизоляционная подушка, особенно на ВВП...).
Скорее всего это технология будет удобна в частном секторе, уже сейчас продаются специализированные электрические теплые полы для прогрева дорожек к дому. Но тут ограничения накладывает климат… такое применение наверное будет популярно в регионах где зима (температуры ниже 0) «месяц», а не «полгода».Zolg
27.01.2016 15:36Естественно: потери и необходимость предварительного нагрева снега до 0 существенно увеличат оценку. Но даже по нижней границе она мягко говоря не очень привлекательна.
Дело не только в стоимости электроэнергии: ведь для того чтобы растопить выпавший в предыдущем примере снег за час (весьма долго для загруженного аэропорта) нужно иметь мощность присоединения в 100МВт (а на самом — существенно больше). Не уверен, что аэропорт располагает такими энергетическими резервами.HunterSpy
27.01.2016 16:16Тут ситуация проще, можно просто поддерживать определенную температуру постоянно скажем (абстрактно) в диапазоне +1-+5 градусов, а не ждать пока выпадет 5 см слой снега.
Вопрос в экономической эффективности такого решения.Zolg
27.01.2016 16:32Закон сохранения энергии никто не отменял: хоть ждать, хоть плавить по мере выпадения, но на плавление 5 см снега 100МВт*час потратить придется в любом случае.
Нагретый бетон будет конечно тепловым аккумулятором, позволяющим сгладить пики, однако не сильно: удельная теплота плавления снега на пару порядков больше удельной теплоемкости бетона.
flashtech
28.01.2016 09:50Хороший подход к анализу, но предпосылки не совсем верные. Задачи взять и растопить невесть откуда взявшиеся 5 см снега не будет.
Главной целью скорее будет топить весь снег по мере его выпадания. Серьезным снегопадом является уровень 1см в час. Случаются, конечно, и большие цифры в исторических сводках, но рассматривать такие случаи смысла нет, так это уже уровень шторма и по определению нелетная погода.
Далее, плотность свежевыпавшего (не слежавшегося) снега 50-70 кг на м^3
Получаем:
(2500м*50м*0,01м) * 70кг/м^3 * 334*10^3Дж = 29,2 ГДж,
что дает нам вполне приемлимую требуемую мощность в 8.1 МВт. Пускай даже 10МВт с запасом — все равно уже вполне реалистично.Zolg
28.01.2016 10:45Серьезным снегопадом является уровень 1см в час
Если вы имеете в виду высоту снежного покрова, то лично мой жизненный опыт протестует: 1 см в час это так, что-то с неба порошит и вообще не снегопад.
Если имеются в виду «10 мм осадков» (что обычно и приводят в метеосводках), то это толщина не снежного покрова, а воды, получившейся бы после плавления снега (и тогда плотность учитывать не нужно).
плотность свежевыпавшего (не слежавшегося) снега 50-70 кг на м^3
первая ссылка в гугле по плотности снега: www.musorunet.ru/tablica_plotnosti_snega.php
хотя, возможно, эти ребята имеют основание несколько цифры завышать.
GromGT1
27.01.2016 14:34Не превратится ли вода в наледь при резком похолодании до -25 / -30. Хватит ли мощности нагрева в этом случае?
Конечно можно подать больше тока, интересны подробные характеристики.
Marduk
27.01.2016 14:35Прекрасное начинание, но встаёт несколько вопросов:
«Срок службы» у такого бетона не становится ли сильно меньше? Насколько можно понять из отрывочной информации, добавка распределяется по бетону равномерно, а не жёстко-локализована внутри (как в железобетонных конструкциях), а значит что стальные и углеродные элементы будут добавлять «сахарку» в процесс разрушения, н. коррозия
Как изменяются прочностные характеристики бетона? У ВВП достаточно жёсткие требования к этому
В общем, идея хорошая, но нежелание «взять и покрыть всё этими плитами» вполне понятноMichael_SL
27.01.2016 15:51не могу утверждать о ВПП, но при постройке зданий в мороз бетон греют заложенными в него нагревательными элементами (просто проводами), потом концы проводов обрезают и они остаются в плите на весь срок службы здания
Marduk
27.01.2016 15:56Всё верно, но в таких конструкциях металл локализован внутри, что защищает его от внешней среды. В данном же случае добавка есть в наружных слоях (по сути, именно она и плавит снежный покров), за счёт чего достигается, с одной стороны, снижение энергозатрат, а с другой — доступность уязвимых элементов для внешней среды…
Ezhyg
27.01.2016 16:41Подключают сварочные аппараты на не сильно большой ток, если нет специализированного «прогревочника», просто напрямую к арматуре, нет там никаких доп.проводов. И точно так же прогревают грунт перед выемкой.
hbf
27.01.2016 15:00Недавно думал над такой затеей для дорожек возле дома на даче, думал залить основу бетоном, далее слой проволоки, далее опять слой бетона. Компаунд состоящий из проводимых частиц выглядит лучше, но как его подключают к энергосистеме — не понял.
ivansychev
27.01.2016 15:03На видео это выглядит так, будто просто воткнут провод внутрь.
hbf
27.01.2016 15:11Тогда выходит, что необходимо по периметру утыкать бетон проводами, иначе снег будет эффективно таять только в районе контакта с проводами, все равно получается куча проводов и придется их прокладывать под бетонным покрытием в случае широкой ВПП.
Zenitchik
27.01.2016 16:11Даже белорусы собранный на минском аэродроме снег возят в Раубичи на биатлонную трассу. А для малоснежных стран, как мне кажется, растапливать снег вместо его вывоза на спортивные объекты будет верхом бесхозяйствености.
Goodkat
27.01.2016 16:56Смотря что выйдет дороже — собрать и перевезти чистый снег или поставить снежную пушку уже на месте. К тому же, в малоснежных местах не устраивают лыжные трассы.
VaalKIA
27.01.2016 19:54+1Если этот бетон не питается большими токами при малом нарпяжении (что вряд ли), то сразу возникают вопросы о том, как подводится напряжение, что будет если в бетоне образуется трещина, как заизолирован подвод и что будет если он намокнет хорошенько (а бетон впитывает воду), каковы токи утечки в землю, про химическую деградацию подводящих контактов я вообще молчу. Ну и, конечно, с распределением токов по толще, между контактами тоже не всё будет гладко… все эти проблемы давно решены в тёплых полах, с помощью промежуточного теплоносителя или плёночных тёплых полов, ради чего городить такой огород — не понятно.
slovak
27.01.2016 22:42+2Есть не очень приятное явление — электрокоррозия, от которой всё питыются защитить железобетон. Взять бы хотябы опоры железобетонные с преднапряженной проволочной арматурой — для них это смерть. А тут опля — придумали подстегнуть процесс.
Сомнительно.
teecat
Мост понятно. Все растает и стечет вниз (и то под тротуарами нужно стоки делать). А вот в аэропорту куда все стекать будет? Дорожки далеко не всегда горизонтальные. Бывают и с уклоном. Потому наверно и возражают
ploop
Так что "… чуваки, я тут крутое покрытие изобрёл, давайте полосу закатаем?" не прокатит.
teecat
Как и во многих иных вещах. Кстати вспомнился пример внедрения без достаточной проверки — метромост через Москву-реку, построенный зимой по новой технологии
r0ocket
Простите, а что за история с мостом?
teecat
kak-eto-sdelano.ru/kak-stroili-metromost-na-vorobevyh-gorah
Мост строили зимой и для ускорения схватывания бетона в него добавляли непроверенные присадки. Практически сразу мост начал разрушаться
Zolg
А куда в аэропорту стекает дождевая вода летом?
kaiveland
ВПП обязательно имеет поперечный уклон для этого
ChiliLime
Однажды видел тратуарную плитку с подогревом у входа в адвокатскую контору. Даже в снегопад она была абсолютно сухой, растаявший снег успевал испариться.
Zenitchik
А немцы ещё до войны воду из батарей казармы возвращали в котельную по трубам под плацем. Чтобы чистить не надо было.
Apazhe
Чем же у них солдаты занимались?
Impuls
Удалено. Из за повтора
teecat
Как сделать. У нас вокруг магазина сделали подобное. Но там покрытие гладкое. Снег тает, превращается в кашу — пару раз чуть не наворачивался