Главная 
Техника Техника | Технологии Технические предложения по обработке твёрдых материалов
Техника Техника | Технологии Технические предложения по обработке твёрдых материалов
| Технические предложения по обработке твёрдых материалов |
|
|
| Автор Андрей Брункин | |
| 28.03.2008 г. | |
|
Цель предложений – создание установки для окрашивания (пропитки) твёрдых материалов (металлические изделия, бетон, древесина и др.) сверхкритическим флюидом. Возможно применение предложенной технологии для создания новых комплексных материалов, производства высокопрочных бетонных покрытий и т.д. Наибольшее распространение в качестве сверхкритического флюида получил углекислый газ. При увеличении давления и температуры диоксид углерода сначала переходит в жидкую фазу, а затем входит в зону, называемую "сверхкритической", где у него появляются полезные свойства как газа, так и жидкости. Сверхкритический диоксид углерода расширяется, чтобы заполнить свою емкость и диффундирует в малейшие поры как газ. С другой стороны, из-за того, что СК диоксид углерода обладает такой высокой плотностью как у жидкости, он может растворять многие вещества. Обработка сверхкритическим диоксидом углерода достигает химически стабильного условия за минуты или часы. Диоксид углерода превращается в сверхкритический флюид при давлении 73 атмосферы и температуре выше 31 градуса Цельсия. Возникает жидкость, настолько текучая, обладающая настолько высокой проницающей способностью, что она легко пропитывает даже массивный блок из пластмассы. Другие материалы (например, бетон) имеет поры, он значительно менее плотен, чем сплошная пластмасса. Сверхкритический флюид пропитывает бетонный блок и превращает его в известняк за несколько минут, притом он выгоняет из пор возникающую при реакции воду. Кстати, благодаря этому исключается ржавление арматуры железобетона. Прочность бетона на сжатие возрастает после такой обработки вдвое, а на растяжение - почти на 75 процентов.Как известно, уже затвердевший бетон со временем становится все прочнее. Это происходит потому, что его компоненты медленно реагируют с углекислым газом атмосферы, превращаясь в известняк - гораздо более прочный камень, чем недавно отвердевший бетон. Но эта реакция идет крайне медленно. Полное превращение в известняк большой бетонной плиты может занять около 30 тысяч лет. Столь долгое протекание реакции объясняется тем, что возникающая при ней вода закрывает поры бетона и перекрывает доступ диоксида углерода в толщу плиты. Помещенный в поддон с водой необработанный образец пыли - отходного продукта с углесжигающих электростанций быстро разрушается и растворяется, что, как очевидно, бесполезно для использования в качестве строительного материала. Обработанный образец, однако, остается непроницаемым для воды. Обработанная пыль может дать сильный легковесный и экономически привлекательный материал для стен, пола и других конструкционных продуктов. Используя СК диоксид углерода, пропускаемый через высококомпрессионную форсунку, можно затвердеть и герметизировать от проникновения химикатов большие поверхности существующих бетонных структур, улучшая их износостойкость и долговечность. Обработанные поверхности будут сопротивляться откалыванию или шелушению, потому что переход от тонкой и очень твердой внешней стороны бетона к его внутренней части нормальной силы будет постепенным.Обработка сверхкритическим диоксидом углерода поверхностного слоя уже существующих бетонных строений сделает их более устойчивыми против кислотных дождей и других атмосферных воздействий. Обрабатывать можно также бетонные покрытия дорог, мостов и плотин.Поскольку сверхкритический диоксид углерода легко растворяет многие вещества, в том числе полимеры, этот процесс можно использовать для введения различных растворенных веществ в поверхности продуктов, сделанных из цемента, керамики или других водных паст. Таким образом, можно например, получить гибрид бетона с полимерами. Ипрегнированные полимерами структуры лучше способны сопротивляться удару и силам воздействия, и могли бы быть полезными для ряда продуктов, начиная со зданий и заканчивая автокорпусами. Новый метод обработки позволит удлинить этот срок службы бетонных шпал, по меньшей мере, в два раза. Этот упругий материал годится, скажем, для дорожных ограждений. Бетонные сооружения часто красят для защиты от превратностей погоды, но это слабо помогает: краска не проникает в мельчайшие поры бетона. Если такой окрашенный бетон обработать, краска растворится в жидкости и проникнет с ней не только в поры, но и под поверхность строительных деталей.Установка предназначена для двух процессов: экстракции воды из бетона или бетонной смеси и осуществление ускоренной реакции карбонизации в среде СК диоксида углерода. Процесс обработки образцов бетона осуществляется в специальном аппарате непрерывного действия В настоящее время углекислый газ на существующем производстве выбрасывается в атмосферу и практически не используется. Преимущества сверхкритической технологии: 1. получение новых строительных материалов; 2. карбонизация проходит по всей массе обрабатываемого объема; 3. снижение количества пор в матрице; 4. цвет цементных образцов изменяется в сторону осветления; 5. плотность бетона увеличивается; 6. поверхностная карбонизация происходит почти мгновенно; 7. значительно повышается прочность бетона; 8. происходит процесс экстракции излишней воды из цементной матрицы; 9. увеличивается химическая устойчивость.. |