izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-4-44-48izmertech-1900Research ArticleТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯTHERMOPHYSIC MEASUREMENTSИзмерение температуры пенобетона при термообработке микроволновым излучениемThe foam concrete temperature measuring during its microwave heat treatmenthttps://orcid.org/0000-0002-4229-0734МамонтовА. В.MamontovA. V.

Александр Владимирович Мамонтов

Москва

Alexandr V. Mamontov

Moscow

niipmt@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9753-7389НефёдовВ. Н.NefedovV. N.

Владимир Николаевич Нефёдов

Москва

Vladimir N. Nefedov

Moscow

6034348@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8869-1920НазаровИ. В.NazarovI. V.

Игорь Васильевич Назаров

Москва

Igor V. Nazarov

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-1769-9327СимоновВ. П.SimonovV. P.

Валентин Павлович Симонов

Москва

Valentin P. Simonov

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-6941-4725ХриткинС. А.KhritkinS. A.

Сергей Анатольевич Хриткин

Москва

Sergey A. Khritkin

Moscow

Научно-исследовательский институт перспективных материалов и технологиРоссияResearch Institute of Advanced Materials and TechnologyRussian FederationНациональный исследовательский университет «Высшая школа экономики»РоссияNational Research University Higher School of EconomicsRussian Federation202102082023044448Copyright © Мамонтов А.В., Нефёдов В.Н., Назаров И.В., Симонов В.П., Хриткин С.А., 20232023Мамонтов А.В., Нефёдов В.Н., Назаров И.В., Симонов В.П., Хриткин С.А.Mamontov A.V., Nefedov V.N., Nazarov I.V., Simonov V.P., Khritkin S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1900

Рассмотрена актуальная задача снижения энергетических затрат технологического процесса тепловой обработки плиты из пенобетона. Показано, что для решения поставленной задачи целесообразно использовать в качестве источника теплоты энергию микроволнового излучения. Рассмотрены основные преимущества микроволнового метода тепловой обработки плиты из пенобетона по сравнению с традиционными методами. Разработана конструкция микроволновой установки для тепловой обработки плит из пенобетона. Источники микроволнового излучения разработанной установки имеют выводы энергии в виде раскрыва прямоугольных волноводов, которые используются в качестве излучающих антенн. Для расчёта распределения температуры на поверхности плиты из пенобетона использован метод Гюйгенса-Кирхгофа, а для расчёта распределения температуры по толщине плиты из пенобетона – метод нагруженных длинных линий. Предложена методика измерения распределения температуры плиты из пенобетона. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований распределения температуры по поверхности и по толщине плиты из пенобетона шириной 1500 мм, высотой 1000 мм и толщиной 200 мм, плотностью 1000 кг/м3 на частоте колебаний электромагнитного поля 2450 МГц. Полученные экспериментальные результаты показали высокую эффективность использования микроволнового излучения для технологических процессов тепловой обработки плиты из пенобетона. Технологии с использованием микроволнового излучения могут быть использованы для тепловой обработки изделий из бетона, железобетона и полимерных композиционных материалов.

The actual problem of accelerating and reducing the energy costs of the foam concrete slabs heat treatment technological process is considered. It is shown that to solve this problem, it is advisable to use the microwave radiation energy as a heat source. The main advantages of the microwave method of foam concrete slabs heat treatment in comparison with traditional methods are considered. The design of a microwave installation for the foam concrete slabs heat treatment has been developed. The installed microwave radiation sources have energy outputs in the form of a rectangular waveguide openings, which are used as radiating antennas. Huygens-Kirchhoff method was used to calculate the temperature distribution on the foam concrete slab surface; the method of loaded long lines was used to calculate the temperature distribution over the foam concrete slab thickness. A method for measuring the foam concrete slab temperature distribution is proposed. The results of theoretical and experimental temperature distribution studies on the surface and the cross-section of foam concrete slab with a width of 1500 mm, a height of 1000 mm and a thickness of 200 mm, a density of 1000 kg/m3 on the electromagnetic fields oscillation frequency of 2450 MHz are shown. The obtained experimental results showed a high efficiency of using microwave radiation for the foam concrete slabs heat treatment technological processes. Microwave technologies can be used for heat treatment of products made of concrete, reinforced concrete and polymer composite materials.

микроволновое излучениеэлектродинамическая системапенобетонраспределение температурыдиэлектрический материалисточник микроволновой энергииmicrowave radiationelectrodynamic systemfoam concretetemperature distributiondielectric materialmicrowave energy sourceReferencesГиндин М. Н., Хитров А. В. Технологическая линия для производства мелких стеновых блоков из автоклавного пенобетона на массовом сырье // Строительные материалы. 2003. № 6. С. 4–6.Gindin M. N., Khitrov A. V., Tekhnologicheskaya liniya dlya proizvodstva melkikh stenovykh blokov iz avtoklavnogo penobetona na massovom syr’e, Construction Materials, 2003, no. 6, pp. 4–6 (In. Russ.)Малинина Л. А., Батраков В. Г. Бетоноведение: настоящее и будущее // Бетон и железобетон. 2003. № 1. С. 2–6.Malinina L. A., Batrakov V. G., Betonovedenie: nastoyashchee i budushchee, Beton i zhelezobeton, 2003, no. 1, pp. 2–6. (In. Russ.)Леонович С. Н., Свиридов Д. В., Щукин Г. А., Беланович Л. Л., Карпушенков С. А., Савенко В. П. Компенсация усадки пенобетона // Строительные материалы. 2015. № 3. С. 3–7.Leonovich S. N., Sviridov D. V., Shchukin G. L., Belanovich A. L., Karpushenkov S. A., Savenko V. P., Kompensatsiya usadki penobetona, Construction Materials, 2015, no. 3, pp. 3–7. (In. Russ.)Субханкулова Э. Р., Кондратьев В. В., Морозова Н. Н., Хозин В. Г. Трещинообразование пенобетона плотностью 200 кг/м3 // Строительные материалы. 2006. № 1. С. 46–47.Subkhankulova E. R., Kondrat’ev V. V., Morozova N. N., Khozin V. G., Treshchinoobrazovanie penobetona plotnost’yu 200 kg/m3, Construction Materials, 2006, no. 1, pp. 46–47. (In. Russ.)Ружинский С. Р., Портик А. А, Савиных А. В. Все о пенобетоне. СПб.: Строй Бетон, 2006. 630 с.Ruzhinskii S. R., Portik A. A, Savinykh A. V., Vse o penobetone, St. Petersburg, StroiBeton Publ., 2006, 630 р. (In. Russ.)Шахова Л. Д. Технология пенобетона. Теория и практика. Монография. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2010. 248 с.Shakhova L. D., Tekhnologiya penobetona. Teoriya i praktika. Monografi ya, Moscow, Assotsiatsii stroitel’nykh vuzov Publ., 2010, 248 p. (In. Russ.)Удачкин И. Б. Ключевые проблемы развития производства пенобетона // Строительные материалы. 2002. № 3. С. 8–9.Udachkin I. B., Klyuchevye problem razvitiya proizvodstva penobetona, Construction Materials, 2002, no. 3, pp. 8–9. (In. Russ.)Ахундов А. А., Удачкин В. И. Перспективы совершенствования технологии пенобетона // Строительные материалы. 2002. № 3. С. 10–11.Akhundov A. A., Udachkin V. I., Perspektivy sovershenstvovaniya tekhnologii penobetona, Construction Materials, 2002, no. 3, pp. 10–11. (In. Russ.)Нефедов В. Н., Мамонтов А. В. Тепловая обработка бетона с использованием микроволнового излучения // Материалы международной научно-технической конференции «Инновационные информационные технологии», Прага-2013. М: ФГАУ ГНИИ ИТТ «Информика», 2013, C. 258–264.Nefedov V. N., Mamontov A. V., Teplovaya obrabotka betona s ispol’zovaniem mikrovolnovogo izlucheniya, Proceedings of the Conference Scientifi c and Technical ”Innovatsionnye informatsionnye tekhnologii”, Praga-2013, Moscow, FGAU GNII ITT “InformikA” Publ., 2013, pp. 258–264. (In. Russ.)Нефедов В. Н., Мамонтов А. В. Применение микроволнового излучения для тепловой обработки бетона // Материалы международной конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». Севастополь, 2015. С. 944–945.Nefedov V. N., Mamontov A. V., The concrete treatment with the use of microwave radiation, Proceedings of the 25th International Conference “Microwave & Telecommunication Technology” (CriMiCo’2015), 6–12 September, Sevastopol, 2015, pp. 944–945.Mamontov A. V., Nefedov V. N., Simonov V. P., Chechetkin A. A., Microwave Method of Curing of Concrete, T-Comm: Telecommunications and transport, 2016, vol. 10, no. 8, pp.79–82.Mamontov A. V., Nefedov V. N., Simonov V. P., Chechetkin A. A., Microwave Method of Curing of Concrete, T-Comm: Telecommunications and transport, 2016, vol. 10, no. 8, pp. 79–82.Ревенко Б. С. Получение ячеистых бетонов с привлечением СВЧ-технологий // Молодой ученый. 2017. № 14. С. 118–119.Revenko B. S., Poluchenie yacheistykh betonov s privlecheniem SVCH-tekhnologii, Molodoi uchenyi, 2017, no. 14, pp. 118–119. (In. Russ.)Архангельский Ю. С. Установки сверхвысокочастотного диэлектрического нагрева: учебник. Саратов: Саратовский государственный технический университет, 2010. 279 с.Arkhangel’skii Yu. S., Ustanovki sverkhvysokochastotnogo diehlektricheskogo nagreva: uchebnik, Saratov, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov Publ., 2010, 279 p. (In. Russ.)Нефедов В. Н., Мамонтов А. В., Симонов В. П. Измерение температуры стенок композитных труб при термообработке в СВЧ-установках типа бегущей волны // Измерительная техника. 2016. № 8. С. 45–48.Nefedov V. N., Mamontov A. V., Simonov V.P., Measurement Techniques, 2016, vol. 59, no. 8, pp. 856–860. https://doi.org/10.1007/s11018-016-1057-3Мамонтов А. В., Резник С. В., Нефедов В. Н., Гузева Т. А. Методы снижения уровня побочных излучений от СВЧ-установок лучевого типа для термообработки материалов // Технологии электромагнитной совместимости. 2013. № 3. С. 24–28.Mamontov A. V., Reznik S. V., Nefedov V. N., Guzeva T. A., Metody snizheniya urovnya pobochnykh izluchenii ot SVCH-ustanovok luchevogo tipa dlya termoobrabotki materialov, Technologies of electromagnetic compatibility, 2013, no. 3, pp. 24–28. (In. Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.