Change in the Specific Electrical Resistance of Conductive Concrete During the Hardening Process

Number of journal: 11-2022
Autors:

Larsen O.A.,
Bahrah A.M.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-808-11-10-14
УДК: 666.972

 

AbstractAbout AuthorsReferences
The analysis of methods for obtaining conductive concrete and the influence of its composition on the specific electrical resistance is carried out. The compositions of a composite binder obtained by joint preliminary mixing of dry components including Portland cement, carbon black in the amount of 15 and 30% of the binder weight, as well as a powdered plasticizer before mixing with water, are proposed. An analysis of the data obtained on the change in specific electrical resistance during hardening under normal conditions was carried out. The dependence of strength and change in specific electrical resistance on the ratio of the mineral binder and the conductive component has been obtained.
O.A. LARSEN, Candidate of Sciences (Engineering) (This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.),
A.M. BAHRAH, engineer (postgraduate student) (This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.)

National Research Moscow State University of Civil Engineering (26, Yaroslavskoe Highway, 129337, Moscow, Russian Federation)

1. Федюк Р.С., Кузьмин Д.Е., Батаршин В.О. и др. Электропроводящие бетоны для специальных сооружений // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения. 2017. № 1. С. 51–57.
1. Fedyuk R.S., Kuzmin D.E., Batarshin V.O., et al. Electrically conductive concrete for special structures. Bezopasnost’ stroitel’nogo fonda Rossii. Problemy i resheniya. 2017. No. 1, pp. 51–57. (In Russian).
2. Терёхин И.А., Кремлев И.А., Кондратьев Ю.В. и др. Модельное представление сухого бетона железобетонного фундамента контактной сети как электрического проводника // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2015. № 3. С. 88–92.
2. Terekhin I.A., Kremlev I.A., Kondratiev Yu.V. Model representation of dry concrete of the reinforced concrete foundation of the contact network as an electrical conductor. Nauchnyye problemy transporta Sibiri i Dal’nego Vostoka. 2015. No. 3, pp. 88–92. (In Russian).
3. Титова Т.С., Сацук Т.П., Терехин И.А., Тарабин И.В. Оценка условий электробезопасности при применении опор контактной сети в качестве естественных заземлителей // Электротехника. 2021. № 2. С. 7–11.
3. Titova T.S., Satsuk T.P., Terekhin I.A., Tarabin I.V. Evaluation of electrical safety conditions when using contact network supports as natural ground electrodes. Elektrotekhnika. 2021. No. 2, pp. 7–11. (In Russian).
4. Агунов А.В., Терёхин И.А., Баранов И.А. Анализ применения электропроводящих бетонов в электроэнергетике // Транспортные системы и технологии. 2021. Т. 7. № 2. С. 5–15.
4. Agunov A.V., Terekhin I.A., Baranov I.A. Analysis of the use of electrically conductive concrete in the power industry. Transportnyye sistemy i tekhnologii. 2021. Vol. 7. No. 2, pp. 5–15. (In Russian).
5. Самченко С.В. Формирование и генезис структуры цементного камня. 2-е изд. М.: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2020. 288 с.
5. Samchenko S.V. Formirovaniye i genezis struktury tsementnogo kamnya: 2-ye izdaniye [Formation and genesis of the structure of cement stone: 2nd edition]. Moscow: National Research Moscow State University of Civil Engineering. 2020. 288 p.
6. Урханова Л.А., Буянтуев С.Л., Урханова А.А., Лхасаранов С.А., Ардашова Г.Р., Федюк Р.С., Свинцов А.П., Иванов И.А. Механические и электрические свойства бетона, модифицированного углеродными наночастицами // Инженерно-строительный журнал. 2019. № 8 (92). С. 163–172. DOI: 10.18720/MCE. 92.1
6. Urkhanova L.A., Buyantuev S.L., Urkhanova A.A., Lkhasaranov S.A., Ardashova G.R., Fedyuk R.S., Svintsov A.P., Ivanov I.A. Mechanical and electrical properties of concrete modified with carbon nanoparticles. Inzhenerno-stroitel’nyi zhurnal. 2019. No. 8 (92), pp. 163–172. (In Russian). DOI: 10.18720/MCE. 92.1
7. Рекомендации по приготовлению электропроводящего раствора: утв. Госстрой СССР ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИЖБ) 10.01.1983. М.., 1983. 9 с.
7. Recommendations for the preparation of an electrically conductive solution: approved. Gosstroy of the USSR Order of the Red Banner of Labor Research Institute of Concrete and Reinforced Concrete. 10/01/1983. Moscow. 1983. 9 p. (In Russian).
8. Gao D., Sturm M., Mo Y.L. Electrical resistance of carbon-nanofiber concrete. Smart Materials and Structures. 2011. No. 20 (4), pp. 101–112. DOI: 10.1088/0964-1726/20/4/049501
9. Wu J., Liu J., Yang F. Three-phase composite conductive concrete for pavement deicing. Construction building materials. 2015. No. 75, pp. 129–135. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.11.004
10. Грешкина Е.В., Табагуа Г.Р., Тамов М.М. Электрическая проводимость и пьезорезистивные свойства цементного камня с добавлением углеродных нанотрубок. Инженерный вестник Дона. 2019. № 6 (57). C. 46.
10. Greshkina E.V., Tabagua G.R., Tamov M.M. Electrical conductivity and piezoresistive properties of cement stone with the addition of carbon nanotubes. Inzhenernyy vestnik Dona. 2019. No. 6 (57), p. 46. (In Russian).
11. Ягубов В.С., Щегольков А.В. Саморегулируемый электронагреватель на основе эластомера, модифицированный многослойными углеродными нанотрубками // Вестник ВГУИТ. 2018. Т. 80. № 3. С. 341–345.
11. Yagubov V.S., Shchegolkov A.V. Self-regulating electric heater based on elastomer modified with multilayer carbon nanotubes. Vestnik of VGUIT. 2018. Vol. 80. No. 3, pp. 341–345. (In Russian).
12. Ilhwan Y., Doo-Yeol Y., Soonho K. Electrical and self-sensing properties of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete with carbon nanotubes. Sensors. 2017. Vol. 17 (11). 2481. https://doi.org/10.3390/s17112481
13. Heydar Dehghanpour, Kemalettin Yilmaz, Faraz Afshari, Metin Ipek. Electrically conductive concrete: A laboratory-based investigation and numerical analysis approach. Construction and building materials. 2020. Vol. 260. 119948. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119948
14. Galao O., Banon L., Carmona J., Highly conductive carbon fiber reinforced concrete for icing prevention and curing. Materials. 2016. Vol. 9 (4). 281; https://doi.org/10.3390/ma9040281
15. Gomis J., Galao O., Gomis V., Zornoza P., Self-heating and deicing conductive cement. Experimental study and modeling. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 75, pp. 442–449. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.11.042
16. Yu Xun, Kun Zhang. Carbon nanotube based self-sensing concrete for pavement structural health monitoring (Contract Number: DTFH 61-10C-00011) Final Report.” 2012.
17. Sircar A.K., Lamond T.G. Effect of carbon-black particle-size distribution on electrical-conductivity. Rubber Chemistry and Technology. 1978. Vol. 51 (1), pp. 126–132. https://doi.org/10.5254/1.3535720
18. Voet A., Russell Cook F. Investigation of carbon chains in rubber vulcanizates by means of dynamic electrical conductivity. Rubber Chemistry and Technology. 1968. Vol. 41 (5), pp. 1207–1214. https://doi.org/10.5254/1.3539186
19. Boonstra B.B., Dannenberg E.M. Performance of Carbon Blacks – Influence of Surface Roughness and Porosity. Industrial and Engineering Chemistry. 1955. Vol. 47. No. 2, pp. 339–344. https://doi.org/10.1021/ie50542a043
20. Medalia A.I. Electrical conduction in carbon black composites. Rubber Chemistry and Technology. 1986. Vol. 59 (3), pp. 432–454. https://doi.org/10.5254/1.3538209
21. Verhelst W.F., Wolthuis K.G., Voet A., Ehrburger P., Donnet J.B. The role of morphology and structure of carbon blacks in the electrical conductance of vulcanizates. Rubber Chemistry and Technology. 1977. Vol. 50 (4), pp. 735–746. https://doi.org/10.5254/1.3535171

For citation: Larsen O.A., Bahrah A.M. Change in the specific electrical resistance of conductive concrete during the hardening process. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2022. No. 11, pp. 10–14. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-808-11-10-14


Print   Email