При какой температуре можно бетонировать фундамент: При какой температуре можно заливать фундамент

При какой температуре можно заливать фундамент

От прочности фундамента напрямую зависит надежность и долговечность всего строения. Планируя подобный «нулевой» цикл строительных работ, необходимо учитывать множество факторов. Особенно важное значение приобретает информация, при какой температуре можно заливать фундамент.

Если не учесть погодные условия во время процесса заливки фундамента, качество и марку раствора, применение добавок, которые способны понизить температурную кристаллизацию воды, мероприятия по поддержанию необходимых режимов для созревания бетона, то работа может быть проведена напрасно, и возведенная основа здания начнет крошиться сразу же после затвердевания.

Некоторые владельцы загородных участков торопятся возводить на своей новообретенной территории капитальные сооружения, не обращая внимания на время года. В некоторых, довольно редких случаях это бывает оправдано, однако, сложностей при таком подходе немало, и они начинаются уже на стадии подготовительных работ.

Подготовка к заливке фундамента

Вне зависимости от времени года подготовительные мероприятия будут включать целый перечень обязательных работ:

• Место, где будет устраиваться фундамент под возведение сооружения, должно быть очищено от верхнего слоя почвы и размечено соответствующим образом. Снять верхние слои грунта в морозную погоду – достаточно трудоемкая задача.
• Когда общее место будет определено, производится разметка внутренних границ траншеи, которую необходимо вырыть под фундамент. Глубина ее должна составлять от 500 до 800 мм — эта величина будет зависеть от типа грунтов местности, где ведется строительство, глубины их промерзания, особенностей возводимого здания (его этажности, материала стен и крыши и т.п.) Землеройную технику для отрывки узких и достаточно глубоких траншей с ровными стенками применить можно далеко не всегда. Ручное же выкапывание мёрзлого грунта – еще одна сложность при проведении зимних работ.
• На дно котлована-траншеи укладывается гидроизолирующая и укрепляющая подушка. Первым укладывается песок и хорошо утрамбовывается, толщина слоя может быть от 100 до 150 мм. На него засыпается щебенка и тоже хорошо уплотняется. Очень часто зимой и песок, и гравий находятся в «прихваченном» морозом состоянии. Существует большая вероятность, что с подъемом температуры подушка может потерять необходимую плотность, даже при самом качественной трамбовке.

Опалубка под ленточный фундамент

• Кроме того, нет полной уверенности, что при общем оттаивании грунта весной и возможных при этом его движениях всю конструкцию возводимого фундамента не «поведет», а это может привести к образованию внутренних напряжений и трещин.
• Следующим шагом идет установка опалубки из досок или деревянных щитов, которая гидроизолируется плотной полиэтиленовой пленкой. На сильном морозе полиэтилен нередко теряет эластичность, становится ломким, и гидроизоляция может получить повреждения.

Гидроизоляционная пленка на морозе может потерять пластичность и стать ломкой

• Может использоваться и несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола, которая, помимо своей прямой функции, выполняет еще и роль утеплителя.

Несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола

• Далее, в опалубку необходимо установить арматурную конструкцию, которая сваривается или скручивается стальной проволокой. Арматура для этой конструкции берется толщиной от 10 до 15 мм. Нельзя забывать, что арматурная сталь имеет достаточно значительный коэффициент линейного термического расширения. Сваренный на сильном морозе арматурный каркас обязательно будет стремиться к изменению размеров при повышении температур. Это – еще одна весомая «добавка» к ненужным внутренним напряжениям конструкции фундамента.

Армирование фундаментной ленты

Тем не менее, как уже упоминалось, бывают ситуации, когда, в силу тех или иных причин, возведение фундамента в зимний сезон является оправданным:

• Это может быть вызвано особенностями грунтов. Если в местности, где проводится стройка, преобладают песчаные сыпучие грунты, то, лучше проводить возведение фундамента в промерзлой твердой почве, которая сохраняет нужную для котлована форму.
• Не следует сбрасывать со счетов невозможность проведения стройки летом по причине особых климатических условий региона.
• В ряде местностей из-за слабой развитости дорожных сетей доставка больших объемов строительных материалов или передвижение тяжелой специальной техники возможно лишь по замерзшему грунту.
• Иногда к зимней стройке прибегают в целях экономии средств, так как в этот период снижаются цены на необходимые материалы. Это будет выгодно в том случае, если работа будет проводиться самостоятельно.
• Часто появляется возможность экономии за счет снижения строительными фирмами стоимости услуг, в связи с резким снижением спроса на их деятельность в холодное время года.

 Когда все подготовительные процессы будут закончены, можно рассчитывать густоту и состав раствора, параметры которого будут зависеть от температуры, при которой он будет заливаться в опалубку.

Заливка фундамента бетоном

• Когда бы не проводилась заливка, раствор для фундамента не должен быть слишком тонкий, поэтому его чаще всего изготавливают из цемента и средней величины щебенки.
• Часто в раствор добавляют пластификаторы, которые улучшают состояние и прочность бетона, увеличивают его сцепление с арматурными конструкциями, повышает влагостойкость фундамента.  Кроме этого, как утверждают производители, при заливке пластификаторы снижают расход цементного раствора на 20%.

Один из видов модифицирующих добавок в бетонный расвор

Благодаря тому, что пластификаторы положительно влияют на морозостойкость раствора, их очень часто добавляют и в тех случаях, когда приходится заливать фундамент при отрицательных температурах воздуха.

Заливка фундамента осенью: особенности и важные сведения

Дата: 3 ноября 2018

Просмотров: 3750

Коментариев: 0

Прочностные характеристики объекта строительства зависят от качественной заливки основания. Этот серьезный этап работы нуждается в основательном подходе. Время, погодные факторы порой изменяют планы застройщиков. Возникают ситуации, когда выполняется заливка фундамента осенью.

Бытует мнение, что строительство зданий производят исключительно летом, когда температура окружающего воздуха составляет 16 °С – 25 °С. Профессиональные строители доказали, что это позиция не обоснована. Выполнение фундамента осенью возможно. При этом оно имеет положительные и отрицательные моменты. Ответственно подойдя к организации работ, можно обеспечить твердость основания, которое ничем не будет отличаться от фундамента, залитого летом.

Допустив серьезные ошибки, вы рискуете ранней весной вместо строительства здания, заняться извлечением частей растрескавшейся основы, их утилизацией. На вопрос, можно ли заливать фундамент осенью, отвечаем утвердительно. Детально расскажем застройщикам об особенностях осенней заливки, способах защиты от отрицательной температуры, посоветуем, как лучше производить закладку бетона.

Современные строители доказывают, что заливку бетона можно выполнять осенью при соблюдении необходимых рекомендаций

Специфика осенней заливки

Заниматься строительством дождливой осенью не настолько комфортно, как летом, когда бетон ускоренно набирает прочность. Но если альтернатива отсутствует, вы успели выкопать траншею до заморозков, произвести заливку бетонного раствора в начале осени, то фундамент успеет приобрести требуемые прочностные характеристики. Правильно выполнив работы, можно избежать просадки основания, последующей деформации стен здания.

Рассмотрим, какие погодные факторы определяют качество работ, если запланирована заливка фундамента осенью:

• Температурный режим. Благоприятной температурой для схватывания, отвердевания бетонной смеси считается интервал от 3 до 25 градусов тепла. Повышенная температура отрицательно влияет на прочность, а при пониженной – хуже происходит гидратация. Благоприятная температура обеспечивает замедленное твердение бетонного раствора в осенний период, значительно улучшает прочностные характеристики. Важно успеть выполнить работы до замерзания почвы, когда она под воздействием влаги вспучится. Если не предвидится резкое падение температуры, то приступайте к работе.
• Уровень грунтовых вод. Если работы выполняются на болотистом участке или грунте, характеризующемся повышенной влажностью, обращайте внимание на этот фактор. Несмотря на то, что в первые осенние месяцы, когда не идут дожди, уровень грунтовых водных слоев низкий, но начало осенних ливней способствует подъему уровня. В неблагоприятных условиях строить основание нецелесообразно. Придется переносить работу на весну.

  Если технологический процесс возведения был выполнен неправильно, существует риск последующей утилизации фундамента из-за его непригодности

• Концентрация влаги в воздухе. На процесс твердения бетона влияет влажность грунта, воздуха. Чем медленнее происходит твердение бетона, тем лучше он приобретает эксплуатационные характеристики. Сырыми осенними днями не придется увлажнять фундамент, в отличие от летней жары, когда застывающий бетон закрывают полиэтиленом, сохраняя находящуюся влагу.
• Интенсивность осадков. Осенние ливни отрицательно воздействуют на достижение бетоном эксплуатационных характеристик. Излишняя влага нарушает схватывание, затрудняет нормальное отвердевание раствора, вымывает из твердеющей смеси цементное молочко.

Тщательно всё продумайте, используйте преимущества осеннего периода. Можно ли залить фундамент осенью? Естественно, помня главные моменты:

• оптимальный период для заливки – начало осени, когда не жарко, далеко до сильных заморозков или осенних ливней;
• ориентируйтесь на долгосрочный прогноз погоды, планируйте начало работ, чтобы бетон успел набрать прочность на протяжении месяца. В этот период не должно быть заморозков, превращающих воду в лед, который разрушает основание;
• степень отрицательного воздействия осадков несколько преувеличена. Спустя 3 дня после заливки они не смогут принести серьезного вреда твердеющему основанию, дополнительно увлажняя поверхность.

Если вопрос защиты от осенних осадков решается несложно, то уберечься от отрицательной температуры нелегко. Но это возможно, хотя значительно увеличивается сметная стоимость строительных мероприятий. Рассмотрим эту ситуацию детальнее.

При заливке осенью отсутствует необходимость дополнительного увлажнения

Способы защиты от замерзания

Если неизбежно должна выполняться заливка фундамента осенью, обязательно используйте один из приведенных методов для предотвращения замерзания раствора при затвердевании:

• Использование противоморозных добавок, позволяющих бетону достигнуть требуемой прочности при температуре до -20 °С. Отрицательный момент – значительное увеличение стоимости строительства, что не позволяет использовать прием для обустройства крупных фундаментов.
• Применение электрического подогрева бетона специальным тепловым кабелем, уложенным по поверхности и закрытым утеплителем. Метод пропускания напряжения с высокой силой тока эффективен, но затратный, с учетом высокой стоимости энергоносителей.
• Укрытие основания с помощью листов пенопласта, тырсы, минваты, пленки или любых теплоизоляционных материалов. Недорогой, оправданный способ защиты, позволяющий медленно остывающему составу сохранять тепло на протяжении недели и обеспечить комфортный режим застывания.
• Установка термоопалубки. Осуществляется специализированными строительными компаниями. Это дорогостоящий, но эффективный метод, позволяющий повысить температуру массива до + 30 °С, поддерживать ее на протяжении периода схватывания.

Конечно, лучше всего выполнить работы до наступления холодов. Если строить в сентябре, то закладка фундамента не приведет к дополнительным расходам. Чем ближе к зиме, тем больше вероятность возникновения проблемных ситуаций.

Плюсом для закладки фундамента осенью по сравнению с летом является уровень грунтовых вод, который зачастую значительно ниже летнего периода

Не забывайте, что период затвердевания бетона составляет 28 суток. Если бетонирование затянуть, то фундамент нужно будет защищать от воздействия отрицательной температуры целый месяц. Готовы ли вы к этому?

Как правильно заливать?

Если вы испытываете сомнения, можно ли заливать фундамент осенью, рекомендуем ознакомиться с требованиями строительных норм и правил, регламентирующих алгоритм выполнения работ при отрицательной температуре:

• применяйте горячую воду температурой +70 °С со специальными наполнителями, предотвращающими замерзание;
• подготовьте смесь, используя миксер, оснащенный системой подогрева, или производите работы в помещении, которое отапливается;
• увеличьте продолжительность смешивания на 25% по сравнению со стандартным интервалом;
• утеплите дно траншеи, опалубку, используя теплоизоляционные материалы;
• нагрейте каркас усиления, предотвращая при заливке образование влаги вокруг арматуры;
• продлите время вибрационного уплотнения состава на четверть, по сравнению со стандартными нормами;
• периодически контролируйте состояние бетона.

А стоит ли заливать осенью?

Подведя итоги, на вопрос, можно ли заливать фундамент осенью, отвечаем утвердительно – конечно, можно. Но при этом следует соблюдать дополнительные условия. Если вы не намерены откладывать строительство фундамента на весну и имеете финансовые возможности, то современные технологии позволяют выполнять этот процесс осенью.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

При какой температуре можно заливать бетон осенью и зимой? :: SYL.ru

Фундамент – это основа любого здания, и от того, насколько он крепкий, будет зависеть срок эксплуатации строения. Возводится он с использованием бетонной смеси и соблюдением определенных стандартов. Особенно важно знать, при какой температуре можно заливать бетон, особенно в осенний и зимний период, ведь ему нужно выстояться и правильно затвердеть.

Если не принять во внимание погоду на улице в момент заливки бетона, то работа может быть выполнена некачественно и такой фундамент долго не простоит. Хорошо, когда строительство начинается весной и летом, на улице тепло, и сложностей с заливкой бетона нет. Но не всегда так можно подгадать, иногда сроки заставляют выполнять работы в осенний или зимний период. Чтобы все действия были выполнены в срок и качественно, нужно перед их началом разобраться, при какой температуре заливать бетон, сколько он должен стоять и много других важных моментов.

Как влияет температура окружающей среды на состояние бетона?

Все больше людей считают, что заливать бетоном фундамент можно только поздней весной, летом и ранней осенью. Но на самом деле это суждение ошибочное, в любое время года можно выполнять подобную работу, главное — знать, при какой температуре можно заливать бетон. В первую очередь необходимо учесть все особенности монолитной конструкции.

Стандартный монолитный бетон не стоит эксплуатировать до тех пор, пока он не застынет. Этот процесс может занять приличный промежуток времени. Твердеет подобная конструкция полностью только спустя 2 недели, и только на 25-й день ее можно подвергать нагрузкам.

Но обустройство строительной площадки не позволяет при бетонировании надежно защитить конструкцию от воздействия внешних факторов. Летом, когда минусовой температуры не бывает, в этом смысле проблем возникнуть не может, а вот зимой их можно не избежать. Предсказать, какая будет точно погода через 5-10 дней, практически невозможно, а суровый мороз может нанести вред застывающему фундаменту.

Отрицательные температуры воздействуют на бетон своеобразно. Состав в жидком виде – это смесь из песка, гравия, воды и цемента. Жидкость является связующим звеном, именно она, вступая в контакт с цементом, провоцирует специальную реакцию. Впоследствии раствор застывает, молекулы воды испаряются. Именно в это время фундамент лучше вообще оставить в покое, чтобы все процессы внутри завершились.

А вот если мороз, то просто бросить уже не получится. Вода при низкой температуре станет льдом, и не только на лужах, но и внутри смеси, поэтому важно знать, при какой температуре можно заливать бетон или что делать, если работы должны быть срочно проведены, а погода резко меняется. Лед внутри бетонной смеси нарушит прочность конструкции, ведь весной он растает, и получится пустота, размеры которой могут быть внушительными.

Какой оптимальный температурный режим затвердевания бетона?

Так при какой температуре воздуха можно заливать бетон? Этот вопрос интересует многих, кто занимается строительством, да и не только. Разделить температурный режим можно на несколько основных групп:

• неблагоприятный;
• оптимальный;
• благоприятный.

Неблагоприятный период регистрируется именно поздней осенью и зимой, когда на улице свирепствуют морозы. По технике безопасности вообще не рекомендуется работать с бетоном в минусовую погоду, если, конечно, не провести специальную подготовку. Как только температура воздуха начинает резко падать:

• работы лучше реорганизовать;
• нагрузки перераспределить;
• использовать специальное оборудование.

Умеренный температурный режим – это от 0 и до +4 градусов. Подобная погода наблюдается в основном ранней весной или осенью. В таких условиях можно создавать фундамент, но нужно помнить, что оставлять вскрытые элементы на ночь нельзя, нужна хоть минимальная защита.

Благоприятную температуру встретить в зимний период почти невозможно. А она должна быть выше 6 градусов. В этот период ограничений никаких нет, и можно работать с бетоном, не беспокоясь о правильности его затвердевания.

Что делать если на улице мороз, а нужно заливать фундамент?

При какой температуре можно заливать бетон, как правильно защитить конструкцию в холода? Стоит найти ответы на эти вопросы, и бетонирование можно будет проводить вне зависимости от погодных условий.

Можно просто отказаться от строительства на зимний период. Консервация фундамента на зиму – это один из популярнейших вариантов, но ситуации бывают разные.

Не всегда морозы наступают именно зимой, иногда даже ранней зимой или поздней весной показатели на градуснике резко падают вниз. Единичные морозы не принесут такого вреда, как колебание температур. Фундамент застывает не один день, самым лучшим вариантом будет плюсовая погода в течение 14 дней после заливки. Но и по прошествии этого времени нужно быть осторожным.

Но что же делать тем, у кого горят сроки и нужно срочно проводить бетонирование, при какой температуре можно заливать бетон осенью или зимой?

На самом деле благодаря современным технологиям сегодня можно возводить фундамент даже в мороз. Существует несколько решений проблемы:

• добавление пластификаторов или увеличение количества цемента;
• прогрев бетона;
• монтаж тепляков.

Каждый из способов предназначен для определенного температурного режима. Первый считается одним из самых простых и доступных, а вот последний сложный, но максимально действенный.

Рассмотрим каждый из методов более подробно, чтобы определиться, при какой температуре можно заливать бетон осенью и чем защитить конструкцию.

Улучшение качества раствора

Самое простое и доступное решение – это улучшение бетона. Не самое дешевое, но если сравнивать с двумя другими методами, то самое выигрышное.

Преимущества очевидны. Трудоемкость процесса сводится к добавлению большего количества цемента, приобретению продукции высшей марки, морозостойкости состава и другим критериям.

Чем больше в бетоне содержание цемента, тем быстрее он стынет и схватывается. Если на улице не постоянная температура, а колеблется, она повышается до +5 или снижается до легких минусов, то это решение будет оптимальным.

Бетон схватится еще в момент заливки, а дальше его можно просто прикрыть тканью, и ему не будут страшны никакие перепады температур.

Добавление пластификаторов

Еще одно хорошее решение – это добавление пластификаторов. Они представляют собой специальные химические компоненты, которые позволяют выполнить различные задачи. Они помогают осуществить естественную гидроизоляцию фундамента в холодное время года, максимально укрепляют конструкцию и ускоряют рабочий процесс.

Ответить на вопрос, при какой низкой температуре можно заливать бетон, получится, только если будет точно известно, использовались ли пластификаторы и какие.

Сегодня производители цемента морозостойкой марки предлагают смесь, в которую уже добавили около 10 % пластификатора. Вариант с повышением устойчивости к низким температурам хорош в тех случаях, если суровая зима еще не наступила, но на улице воздух охлаждается до небольших минусов.

Прогревание бетона

При какой минимальной температуре заливают раствор? Искать ответ на этот вопрос необязательно нужно, если предусмотреть такой процесс, как прогревание бетонной смеси. Чтобы прогреть бетон, понадобится нагревательная установка, которая работает от электричества. Специальные электроны помещают в еще не застывшую бетонную смесь, а после происходит подогрев.

Таким способом можно повысить температуру внутри смеси и держать ее на нужном уровне столько времени, сколько потребуется. И тогда уже будет неважно, при какой минусовой температуре можно заливать бетон.

Специальные добавки в бетонную смесь

Многих людей, которые собираются начинать строительство, волнует вопрос, когда лучше проводить заливку фундамента. Хорошо, если ты не зависишь от графиков, а собираешься просто достроить пристройку к дому. В этом случае можно подгадать и начать работы весной или осенью, когда температура воздуха позволяет правильно залить бетон и дать возможность ему качественно застыть. А вот тем, кто ведет крупное строительство и зависит от графиков, важно знать, при какой температуре нельзя заливать бетон.

На самом деле сегодня в бетон добавляют специальные противоморозные средства, помогающие возводить фундамент в любое время года и при любой температуре. В состав добавок входят соли монокарбоновых кислот, нитрит и формиат натрия. Также могут присутствовать и другие примеси. Они помогают сократить время твердения бетона, в итоге он становится максимально прочным и надежным.

Химическая добавка не позволяет воде замерзнуть, и все потому, что основная ее задача — снизить температуру замерзания жидкости в бетонной смеси. Но даже при наличии добавки в бетоне работать с ним зимой можно при температуре не более -5 градусов. При более низких показателях дополнительные компоненты теряют свои свойства, а прочность смеси снижается на 30 %.

Но стоит помнить и о том, что все эти добавки, которые понижают температуру кристаллизации воды, пагубно влияют на арматуру. Именно поэтому, если при возведении фундамента она будет применена металлическая, использовать добавки нужно с особой осторожностью.

Нагревание арматуры

Это еще один хороший метод, который поможет сделать фундамент надежным, даже если он будет возводиться в осенний или зимний период. Метод пропускания тока через толщу бетонного раствора по ранее заложенному в него кабелю. Укладывают его вдоль каркаса, изготовленного из металлической арматуры. После заливки бетона к кабелю подключают ток, и через подстанцию начинает подаваться напряжение. Но стоит помнить, что при использовании данного метода важно контролировать уровень прогревания, так как высокая температура может привести к пересыханию, что снизит качество бетонного основания. Используя этот метод, можно не волноваться о том, будет ли мороз ночью, и искать ответ на вопрос, до какой температуры можно заливать бетон зимой, уже не нужно будет.

Наружное утепление опалубки фундамента

Этот способ будет эффективен только в тех случаях, если возведенный фундамент был прогрет еще на этапе заливки. В противном случае наружные методы утепления не принесут никакой пользы. Сразу после того как бетонная смесь будет залита в подготовленную опалубку, ее необходимо надежно прикрыть гидроизоляционными материалами, они должны быть под рукой при строительстве фундамента, особенно если погода на улице холодная. Таким образом можно будет сохранить тепло и не дать ему улетучиться. А в случае если намечается дождь или снег, защитит фундамент от попадания лишней влаги.

Также нужно по возможности качественно утеплить опалубку и все выступающие над поверхностью части фундамента. Для этого можно использовать различные материалы, в том числе опилки, солому, пенополистирол и другие. Превосходные результаты дает формирование шатра. А чтобы улучшить эффект, дополнительно внутрь шатра устанавливают обогревательные конструкции, например пушки.

Цель защиты бетона заключается не только в том, чтобы создать нормальные условия для его затвердевания, но и не позволить осадкам и перепадам температуры пагубно сказаться на его качестве. Утеплять основание нужно еще до того, как наступят холода. Это поможет фундаменту не только правильно застыть, но и пережить холодную зиму.
При какой минимальной температуре можно заливать бетон? Ответить однозначно на этот вопрос не получится. Все зависит от того, насколько будет подготовлена работа. Если есть все для надежной защиты от непогоды, то и в сильный мороз можно провести работы. Важно не нарушать технологий, последовательности работ, и тогда фундамент получится максимально надежным и крепким, даже если возводился он осенью или зимой.

Советы специалистов

Многие люди, собирающиеся возводить фундамент зимой, задают себе не только вопрос, до минус какой температуры можно заливать бетон, но еще можно ли проводить заливку частями. Категорически нельзя этого делать. Пока весь фундамент не будет залит, работы не прекращаются, даже если придется работать в непогоду или ночью.

Укладывать бетонную смесь лучше всего сегментами небольшого размера в высоту и длину, сразу же покрывая очередным слоем, чтобы температура не смогла быстро снизиться. В тех случаях, если на поверхности появилась гелиевая прослойка, то ее нужно сколоть.

Чтобы работы были выполнены качественно и с соблюдением технологии, важно правильно подготовить территорию:

• качественно очистить котлован от снега и мусора, весь лед с арматуры сколоть;
• чтобы дно не замерзло, необходимо сразу после того, как будет сделана выборка и засыпана песком, накрыть ее соломой;
• дно между стенками нужно тщательно прогреть, ведь заливать бетон на мерзлую почву не рекомендуется, в противном случае земля под слоем бетонной смеси начнет оттаивать и проседать, а ведь это может происходить неравномерно, а это значит, что усадка фундамента будет больше нужного параметра;
• свободный доступ к опалубке должен быть со всех сторон.

Чтобы возвести фундамент осенью и зимой, главное — соблюдать все этапы работы и ни в коем случае не добавлять что-то от себя и не менять состава смеси. Иначе все старания пойдут прахом, и тогда уже не будет важно, при какой отрицательной температуре можно заливать бетон. Все придется переделывать заново, иначе основание будет некрепким, и сооружение не будет стоять долго. Особенно важно соблюдение всех технологий при возведении основательных сооружений, например жилых домов, высотных зданий.

Как понятно из вышесказанного, температура воздуха на улице в момент заливки бетона в опалубку играет не такую важную роль, как соблюдение всех правил и технологий. Оборудовав площадку, закупив материалы для утепления и использовав специальные добавки, можно даже в мороз построить самый надежный фундамент.

Заниматься строительством надо при наличии соответствующих знаний. При отсутствии таковых лучше не приступать к сооружению дачи или особняка, чтобы не пришлось ломать голову через пару лет над тем, как устранить огрехи своего труда.

При каких температурах можно заливать бетон летом и зимой

Любое строительство начинается с фундамента, от качества которого зависит надежность всего здания. Обычно работы с бетоном ведутся в теплое время года. Чтобы возводить фундамент зимой, надо знать, при каких температурах можно заливать бетон.

Особенности гидратации

После замешивания бетона в нем начинается реакция гидратации, то есть химического взаимодействия между цементом и водой с образованием кристаллогидратов. В результате пластичная масса превращается в твердый камень. Однако при перемешивании смеси в миксере процесс схватывания тормозится из-за вибраций, которым она подвергается. Интенсивная реакция запускается после заливки фундамента. Гидратация проходит в две стадии.

На этапе схватывания или загустевания раствора начинается процесс кристаллизации с дальнейшим образованием между частицами пространственных связей. Через 10 часов после начала реакции образуется решетка из продуктов гидратации алюминатов кальция.

В дальнейшем происходит процесс затвердевания цементной смеси. Продукты гидратации силикатов кальция вытесняют алюминатную структуру, и через 28 суток набирают необходимую степень прочности.

Реакция гидратации

Нормативные условия для заливки

Гидратация бетона является экзотермической реакцией, температурный максимум которой наблюдается в конце процесса. Скорость реакции прямо пропорциональна температуре внешней среды. Однако при значениях больше 30 градусов тепла она начинает снова уменьшаться. Лучшим температурным диапазоном для заливки фундамента, согласно традиционной технологии, считается интервал 15-25 градусов тепла.

При оптимальных условиях окружающей среды процесс созревания бетона завершается за 28 суток, а в течение двух недель достигается 70-процентная прочность фундамента. Однако в диапазоне от 0 до 10 градусов процесс значительно замедляется. В этом случае для набора 70% прочности необходимо в два раза больше времени. Более низкие температуры уже относятся к критическим.

Зависимость времени набора прочности бетонным основанием от температуры

Вода является необходимым компонентом реакции гидратации. Она играет в бетонном растворе двоякую роль:

• в качестве химического реагента в химической реакции;
• как смазка, облегчающая смешивание и укладку бетона.

Цемент и вода при химическом взаимодействии связываются в пропорции 10:3. Но такой раствор не будет обладать достаточной пластичностью для плотной укладки. В нем останутся пузырьки воздуха, которые:

• увеличивают пористость материала;
• снижают прочностные характеристики фундамента.

Содержание воды в бетонной смеси должно быть наименьшим, обеспечивающим необходимую плотность укладки.

Заливка фундамента летом

Многие знают, что опасно заливать бетон под фундамент зимой, так как он может быстро замерзнуть. Однако жаркий период оказывается для раствора бетона таким же негативным фактором. При температуре внешней среды выше 30 градусов реакция схватывания бетонного раствора ускоряется, вследствие чего масса расширяется. Охлаждаясь, бетон стремится к сжатию, что приводит к остаточным напряжениям и деформациям.

Этапы постройки фундамента

Способы предотвращения трещин

Часто образование трещин наблюдается уже в первые часы после завершения заливки фундамента. Для предотвращения трещин в жаркую сухую погоду рекомендуется:

Трещины на фундаменте после заливки бетона

• готовить растворы из портландных цементов, марка которых выше проектных показателей бетона хотя бы в 1,5 раза;
• использовать пластифицированные портландцементы;
• укладывать бетон вечером или ночью, когда нет прямого солнечного воздействия;
• при возникновении усадочных трещин в течение 1 часа после укладки провести еще одно вибрирование смеси;
• обеспечить меры защиты бетона от потери воды.

Приготовление раствора на площадке

Если раствор бетона готовится непосредственно на строительной площадке, необходимо:

Приготовление бетонного раствора на стройплощадке

• цемент, песок и другие исходные материалы хранить под брезентом или непрозрачным навесом;
• в качестве источника воды использовать колодец либо скважину;
• добавить в бетономешалку кусочки льда из морозилки, не нарушая при этом пропорцию воды и цемента;
• чтобы снизить количество выделяемой теплоты, уменьшить объем цемента до предельно допустимого значения;
• если есть возможность, перед замесом охлаждать щебень и песок;
• перед началом заливки фундамента облить водой опалубку – испаряясь, она обеспечит некоторое снижение температуры.

Укладка бетона при низких температурах

Во время заливки фундамента зимой скорость процесса гидратации снижается, и бетон не успевает затвердеть. На его поверхности вода замерзает сразу, во внутренних слоях затвердевание продолжается какое-то время, пока вся смесь не остынет. Замерзшая вода расширяется, разрывая структурные связи бетона. Тем не менее, строительные работы можно вести и зимой, применяя для ускорения гидратации различные способы:

• введение в бетонный раствор смеси реагентов;
• прогрев элементов бетона;
• установку обогревателей для утепления фундамента после заливки.

Сроки отвердения бетона при разных температурах

Противоморозные добавки

Применение химических добавок обходится гораздо дешевле, чем обогрев бетонной конструкции, требующий большого расхода электроэнергии. Однако добавление присадок требует точного соблюдения дозировок, поэтому не стоит готовить такие растворы самостоятельно. Существует несколько групп химических реагентов, которые отличаются способом воздействия на раствор бетона:

Противоморозная добавка в бетон — характеристика

• в качестве присадок используются вещества, препятствующие замерзанию воды во время реакции гидратации;
• антифризные добавки ускоряют процесс гидратации и дальнейшего набора прочности;
• реагенты, повышающие количество выделяющейся теплоты, за счет чего раствор быстрее схватывается.

В качестве самых распространенных добавок при заливке бетона зимой используются углекислые, азотистокислые и хлористые соли натрия и калия в чистом виде или в разнообразных комбинациях.

Обогрев фундамента

На крупных строительных объектах, где есть возможность использования мощных трансформаторов, химические добавки дополняются электрообогревом бетонного раствора. Обогрев выполняется двумя способами.

Первый способ. Вся поверхность фундамента укрывается пленочным навесом, закрепленным на деревянном каркасе. Внутри навеса устанавливаются тепловые пушки, работающие на газе или электричестве. Они поддерживают необходимый тепловой режим до застывания раствора.

Обогрев фундамента зимой

Второй способ. Перед началом укладки бетона каркас из арматуры, обматывают кабелем или спиралями, которые после заливки подключают к электросети. Нагретый кабель, отдавая тепло бетону, поддерживает необходимый для гидратации температурный режим.

Электродный обогрев зимнего фундамента

Уход за бетоном после заливки фундамента

После укладки бетонной смеси важно создать комфортные условия для ее созревания. Они должны обеспечить:

• минимизацию пластических усадок;
• прочность;
• защиту от резких температурных перепадов;
• предупреждение образования трещин.

В зависимости от сезона, правила ухода за фундаментом значительно различаются.

Уход за бетоном

Защита бетона после укладки летом

Защита свежезалитого фундамента от испарения воды заключается:

• в укрытии влагоемким материалом при постоянном его увлажнении, например, древесными опилками;
• использовании полимерной отражающей пленки;
• постоянном смачивании водой деревянных опалубок.

Чем больше времени будет увлажняться бетонный фундамент, тем выше будет его прочность. Минимальный срок ухода составляет 28 дней.

Использование полимерной отражающей пленки для защиты бетона

Уход за бетоном зимой

Основное правило зимнего ухода за бетоном состоит в его утеплении и сохранении энергии гидратации. Фундаменты для современных монолитных зданий изначально утепляются опалубкой из пенопласта. Остается укрыть верхнюю, открытую часть бетона:

Предотвращение замерзания бетона

• ее засыпают влажными опилками, которые не дадут смеси пересохнуть;
• закрывают широкой полиэтиленовой пленкой;
• сверху размещают толстый слой сухих опилок.

Можно воспользоваться и другими доступными материалами для укрытия бетона – минеральной ватой, соломой, ветошью.

Видео по теме: Можно ли заливать бетон зимой

При какой температуре укладывать фундамент

Заливка фундамента – ответственный этап строительства. Немаловажным фактором, обеспечивающим прочность основы дома, является не только качество бетона, но и погодные условия. При какой температуре можно заливать фундамент, чтобы не нарушить процессы схватывания и твердения бетона? Это зависит от марки бетона, а также от наличия добавок, понижающих температуру кристаллизации воды.

При какой температуре можно заливать фундамент

Процесс твердения бетона и его характеристики

После заливки фундамента бетон проходит две стадии: схватывания и твердения. Время схватывания не превышает суток, на этой фазе бетонный раствор переходит из жидкой фазы в твердую. Но прочность его при этом еще не высока. После схватывания начинается процесс твердения, он длится значительно дольше и определяется многими факторами: маркой бетона, его составом, наличием добавок, температурным и влажностным режимом.

Оптимальными условиями для схватывания и твердения обычного бетона считают диапазон температур от 3° до 25°С. При этом скорость процесса имеет прямую зависимость от температуры – чем теплее, тем быстрее происходит схватывание бетона и набор прочности, также она повышается с увеличением марки бетона.

Марка бетона – это характеристика его прочности на сжатие после выдержки в нормальных условиях в течение 28 суток. То есть, по истечении четырех недель бетон любой марки приобретает свою проектную прочность, после чего его твердение продолжается в течение нескольких лет с крайне малой скоростью.

Существует еще одна характеристика бетона – критическая прочность. Она выражается в процентах от проектной и означает ту степень твердения, при которой воздействие низких температур не влечет за собой необратимых изменений структуры бетона и процессов твердения. Доля разных марок этот показатель разный, его значения приведены в таблице.

Таблица между критической прочности в зависимости от марки бетона

Скорость твердения бетона изменяется во времени нелинейно и зависит от температуры. Ее можно определить по графикам, приведенным на рисунке. Графики построены для различных температур окружающей среды, при этом необходимо учитывать суточные колебания и брать наименьшее значение температуры. Температура бетона выше 35°С достигается с помощью нагрева залитого раствора.

Набранная прочность бетона в зависимости от времени выдерживания в часах

При снижении температуры ниже 3°С начинается фазовое преобразование воды в лед, при этом структура не отвердевшего бетона нарушается, появляются микротрещины, которые впоследствии приведут к его разрушению.

Понижение температуры ниже нулевой отметки приводит к полной остановке процесса гидратации цемента, процесс твердения полностью останавливается. После повышения температуры и оттаивания процесс может возобновиться, но обратного восстановления разрушенных связей уже не произойдет. Однако если бетон достиг критической прочности, понижение температуры не вызовет в нем необратимых изменений, и после оттаивания процесс твердения возобновится.

Пример определения возможности заливки фундамента

Условие: фундамент заливают при температуре 5°С, при этом прогноз погоды обещает похолодание до минусовых температур через 72 часа. Повлияет ли это на прочность и характеристики бетона марки М300?

Для бетона М300 критическая прочность составляет 40%. Как видно из графика, при температуре 5°С критическая прочность бетона в 40% будет набрана только через 130 часов. Вывод – заливку фундамента проводить нельзя.

Как заливать фундамент при минусовой температуре?

Чтобы ускорить время схватывания и твердения до критической прочности, можно прибегнуть к следующим приемам:

1. Обеспечить повышение температуры раствора или залитого фундамента.
2. Выбрать более высокую марку бетона.
3. Использовать добавки и пластификаторы.

Повышение температуры раствора достигается с помощью нагрева его компонентов до 30°С и использования горячей воды с температурой 70°С. При смешивании раствора горячую воду добавляют в зернистый наполнитель, и только потом вводят в раствор цемент.

Залитый фундамент либо утепляют, накрывая пленкой и теплоизоляционными материалами, либо возводят временное обогреваемое сооружение. В качестве теплоизоляционных материалов можно использовать солому, опил, торф, снег.

Повысить марку бетона можно за счет повышения содержания в нем цемента либо использования сухого цемента более высокой марки. Определить содержание компонентов можно с помощью расчета.

Добавки и пластификаторы применяются для придания бетону различных свойств: ускоряют процесс твердения или понижают температуру замерзания воды. Возможные добавки приведены в таблице. При использовании добавки смешивают с водой.

Добавки и пластификаторы применяемые к бетону

Крупные фирмы-застройщики используют данные технологии при возведении бетонных конструкций в любое время года. Но при частной застройке необходимо оценить целесообразность заливки фундамента в холодную погоду. Возможно, проще воспользоваться правилом: заливать фундамент при температуре выше 5°С  с условием, что не ожидается ее снижения в ближайшие 28 суток. Кроме этого следует помнить, что нельзя оставлять ненагруженный мелкозаглубленный фундамент на зиму – это приведет к его разрушению.

При какой температуре можно заливать бетон без ущерба для фундамента

Большинство людей, начиная строительство и не имея ни опыта, ни отработанных навыков, зовут профессионалов и полностью полагаются на них. Но зачастую, располагая свободным временем и какими-то своими, выношенными и взлелеянными идеями, человеку хочется построить свой угол самостоятельно. И пусть это будет маленький домик на недавно купленном участке, давно задуманный гараж или хотя бы курятник по вычитанной технологии! Есть желание возвести эту «монументальную», но чем-то дорогую сердцу постройку своими руками, и точка. Вот тут-то и сталкиваешься с кардинальными вопросами.

Фундамент – это главное

Каких бы размеров ни была постройка, если предполагается, что стоять она будет не один сезон, а хотя бы десяток лет, у нее обязательно должен быть фундамент. А его быстрее, удобнее и надежнее делать бетонным. И тут возникает весьма существенный вопрос: «А, собственно, при какой температуре можно заливать бетон?» Никому ведь не хочется зря перевести материал или, еще того хуже, испортить основание здания.

Нормативные условия

В любых технических документах можно прочитать, что пограничными показателями, указывающими, при какой температуре можно заливать бетон, остаются нижняя планка в минус двадцать и верхняя – в плюс сорок пять по Цельсию. При этом любому неглупому человеку понятно, что лучшими условиями будет нечто среднее. Если учитывать взаимное воздействие бетона при застывании и температуры воздуха, можно сказать, что наиболее благоприятными будут градусы от +5 до +15. Выше – допустимо, хотя и не до тропической жары, летом придется делать бетон более жидким, учитывая испаряющуюся влагу. А вот зимой…

Экстремальные условия: мороз

В холода, согласно физике, вода в бетонном растворе замерзает, и бетон перестает твердеть. Если он не успел этого сделать до превращения воды в лед, он не станет твердым, даже если умудриться его отогреть. Так как замерзающая вода увеличивается в объеме, она рвет связи в бетоне, и он становится неоднородным. Обмерзшая арматура тоже не добавляет оптимизма, так как лед на ней мешает схватиться с бетоном, и они в результате не образуют единого целого. Зимой вообще становится неактуальным вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, так как она в течение суток может скакать в пределах 5-15 градусов, а постоянное замерзание-размораживание для фундамента тоже опасно.

Как бороться с холодами

При этом и зимой можно производить бетонные работы, если знать, как заливать бетон в мороз. Главное – соблюдать определенные правила, и заливка получится не хуже, чем в самые благоприятные дни. Первое условие – правильно доставить хороший, правильный бетон. Опытные строители советуют не жадничать и воспользоваться бетононасосом. Второе – уход за уже залитым бетоном. Как минимум при заливке в него необходимо добавить морозоустойчивые присадки и озаботиться опалубкой с утеплением. В дальнейшем можно посоветовать обогрев бетонированной площадки. При достаточном старании вам будет все равно, при какой температуре можно заливать бетон. Вам можно всегда!

Экстремальные условия: дождь

Многим строителям бетонировать в сырость, которая сочетается с прохладой, даже удобнее, чем в сухую и теплую погоду. Говорят, бетон схватывается равномернее. К тому же, если предстоит работать в заведомо дождливое время, можно повысить устойчивость бетона к воде специальным цементом. Вторым секретом того, как заливать бетон в дождь успешно, является накрывание площадки полиэтиленом, чтобы раствор не размыло.

К сожалению, от ливня не спасут никакие хитрости, так что в сильные затяжные дожди на открытых пространствах бетонные работы не ведут.

При какой температуре можно заливать фундамент

От прочности фундамента напрямую зависит надежность и долговечность всего строения. Планируя подобный «нулевой» цикл строительных работ, необходимо учитывать множество факторов. Особенно важное значение приобретает информация, при какой температуре можно заливать фундамент.

При какой температуре можно заливать фундамент

Если не учесть погодные условия во время процесса заливки фундамента, качество и марку раствора, применение добавок, которые способны понизить температурную кристаллизацию воды, мероприятия по поддержанию необходимых режимов для созревания бетона, то работа может быть проведена напрасно, и возведенная основа здания начнет крошиться сразу же после затвердевания.

Некоторые владельцы загородных участков торопятся возводить на своей новообретенной территории капитальные сооружения, не обращая внимания на время года. В некоторых, довольно редких случаях это бывает оправдано, однако, сложностей при таком подходе немало, и они начинаются уже на стадии подготовительных работ.

Подготовка к заливке фундамента

Содержание статьи

• 1 Подготовка к заливке фундамента
• 2 Заливка фундамента бетоном
  • 2.1 Видео: работы по «зимней» укладке бетона в фундамент
• 3 Являются ли «панацеей» противоморозные добавки?
  • 3.1 Видео: один из вариантов противоморозной добавки в бетон
• 4 Уход за залитым фундаментом
  • 4.1 Видео: трудоемкость процессов заливки фундамента зимой

Вне зависимости от времени года подготовительные мероприятия будут включать целый перечень обязательных работ:

• Место, где будет устраиваться фундамент под возведение сооружения, должно быть очищено от верхнего слоя почвы и размечено соответствующим образом. Снять верхние слои грунта в морозную погоду – достаточно трудоемкая задача.
• Когда общее место будет определено, производится разметка внутренних границ траншеи, которую необходимо вырыть под фундамент. Глубина ее должна составлять от 500 до 800 мм — эта величина будет зависеть от типа грунтов местности, где ведется строительство, глубины их промерзания, особенностей возводимого здания (его этажности, материала стен и крыши и т.п.) Землеройную технику для отрывки узких и достаточно глубоких траншей с ровными стенками применить можно далеко не всегда. Ручное же выкапывание мёрзлого грунта – еще одна сложность при проведении зимних работ.
• На дно котлована-траншеи укладывается гидроизолирующая и укрепляющая подушка. Первым укладывается песок и хорошо утрамбовывается, толщина слоя может быть от 100 до 150 мм. На него засыпается щебенка и тоже хорошо уплотняется. Очень часто зимой и песок, и гравий находятся в «прихваченном» морозом состоянии. Существует большая вероятность, что с подъемом температуры подушка может потерять необходимую плотность, даже при самом качественной трамбовке.

Опалубка под ленточный фундамент

• Кроме того, нет полной уверенности, что при общем оттаивании грунта весной и возможных при этом его движениях всю конструкцию возводимого фундамента не «поведет», а это может привести к образованию внутренних напряжений и трещин.
• Следующим шагом идет установка опалубки из досок или деревянных щитов, которая гидроизолируется плотной полиэтиленовой пленкой. На сильном морозе полиэтилен нередко теряет эластичность, становится ломким, и гидроизоляция может получить повреждения.

Гидроизоляционная пленка на морозе может потерять пластичность и стать ломкой

• Может использоваться и несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола, которая, помимо своей прямой функции, выполняет еще и роль утеплителя.

Несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола

• Далее, в опалубку необходимо установить арматурную конструкцию, которая сваривается или скручивается стальной проволокой. Арматура для этой конструкции берется толщиной от 10 до 15 мм. Нельзя забывать, что арматурная сталь имеет достаточно значительный коэффициент линейного термического расширения. Сваренный на сильном морозе арматурный каркас обязательно будет стремиться к изменению размеров при повышении температур. Это – еще одна весомая «добавка» к ненужным внутренним напряжениям конструкции фундамента.

Армирование фундаментной ленты

Тем не менее, как уже упоминалось, бывают ситуации, когда, в силу тех или иных причин, возведение фундамента в зимний сезон является оправданным:

• Это может быть вызвано особенностями грунтов. Если в местности, где проводится стройка, преобладают песчаные сыпучие грунты, то, лучше проводить возведение фундамента в промерзлой твердой почве, которая сохраняет нужную для котлована форму.
• Не следует сбрасывать со счетов невозможность проведения стройки летом по причине особых климатических условий региона.
• В ряде местностей из-за слабой развитости дорожных сетей доставка больших объемов строительных материалов или передвижение тяжелой специальной техники возможно лишь по замерзшему грунту.
• Иногда к зимней стройке прибегают в целях экономии средств, так как в этот период снижаются цены на необходимые материалы. Это будет выгодно в том случае, если работа будет проводиться самостоятельно.
• Часто появляется возможность экономии за счет снижения строительными фирмами стоимости услуг, в связи с резким снижением спроса наE8х деятельность в холодное время года.

 Когда все подготовительные процессы будут закончены, можно рассчитывать густоту и состав раствора, параметры которого будут зависеть от температуры, при которой он будет заливаться в опалубку.

Заливка фундамента бетоном

• Когда бы не проводилась заливка, раствор для фундамента не должен быть слишком тонкий, поэтому его чаще всего изготавливают из цемента и средней величины щебенки.
• Часто в раствор добавляют пластификаторы, которые улучшают состояние и прочность бетона, увеличивают его сцепление с арматурными конструкциями, повышает влагостойкость фундамента.  Кроме этого, как утверждают производители, при заливке пластификаторы снижают расход цементного раствора на 20%.

Один из видов модифицирующих добавок в бетонный расвор

Благодаря тому, что пластификаторы положительно влияют на морозостойкость раствора, их очень часто добавляют и в тех случаях, когда приходится заливать фундамент при отрицательных температурах воздуха.

Оптимальные условия для заливки бетона — температура от 15 до 25 градусов

• По всем рекомендациям заливка бетона должна производиться при температуре не ниже 5 градусов – это, по сути, является критическим показателем для нормального созревания. Однако, и летняя жара тоже мало подходит для проведения этих строительных процессов. Оптимальным температурным режимом для заливки раствора в котлован является +15 ? 25 градусов. Такие условия позволят получить без лишних затрат и технологических приемов максимально прочную основу под возведение стен и в минимальные сроки.

Каковы общие рекомендации по заливке бетонного фундамента:

• В случае, когда раствор изготавливается самостоятельно прямо на строительной площадке, все используемые для него материалы не должны быть в замороженном состоянии и не должны иметь в своем составе снега или кристаллов льда. Поэтому лучше их приобретать в фирмах, которые гарантированно обеспечивают им должное хранение.
• Раствор необходимо заливать и распределять по опалубке быстро, чтобы мороз не успел схватить влагу в растворе. Поэтому заливка всего объема бетона производится в таких условиях только за один раз. Если фундамент имеет большой объем и площадь, то лучше воспользоваться предложениями профильных фирм, которые занимаются изготовлением, доставкой и выгрузкой необходимого раствора в подготовленную опалубку.

Фундамент следует заливать за один прием

• Не рекомендовано проводить заливку бетона слоями, так как между ними, благодаря низким температурам, могут образоваться щели, что сделает фундамент менее прочным.

Если обстоятельства сложились таким образом, что приходится проводить работы в условиях критических температур, нужно знать, что процессы схватывания и затвердевания будут увеличены в несколько раз. Поэтому заливка фундамента в зимний период проводится только при крайней необходимости.

Ниже приведена таблица, из которой наглядно видно, как влияет температура окружающей среды на время созревания и полного набора необходимой прочности обычного бетонного раствора марки М200 – М300, изготовленного на основе портландцемента М-400 или М-500.

срок твердения бетона, суток

Исследователи определяют возможный катализатор превращения метана в метанол при комнатной температуре

Шариковая и клюшечная модель из метана. Кредит: Бен Миллс / Public Domain

(Phys.org) — группа исследователей из Бельгии и США определила активный центр железосодержащего катализатора, который вселил надежды на разработку практически полезного катализатора, который может сделать возможным превращение метана в метанол. В своей статье, опубликованной в журнале Nature , исследователи описывают свои усилия, то, что они обнаружили, и почему они считают, что их результаты могут привести к практическому способу преобразования метана в более эффективный энергетический ресурс.Джей Лабинджер из Калифорнийского технологического института предлагает статью News & Views , в которой описывается работа, проделанная командой, в том же номере журнала.

Ученые очень хотели бы найти способ превратить метан (основной компонент природного газа) в метанол при комнатной температуре. Это предоставит новый источник жидкого топлива, который будет легко доступен из-за обилия метана.К сожалению, исследователи обнаружили, что это затруднительно из-за инертности метана. В этом новом усилии исследователи сообщают о прогрессе, которого, по их мнению, они достигли в достижении этой цели.

Как сообщает Labinger, этот прогресс имеет две формы. Первой из них была разработка средства для выделения активного центра гетерогенного катализатора из множества кандидатов. Второй включал создание конструкции для превращения метана в этанол, которая была бы эффективной и достижимой при комнатной температуре.

Чтобы создать свой дизайн, команда исследовала железосодержащую структуру, созданную с помощью цеолита (тип минерала), о котором сообщалось еще в 1997 году. С тех пор исследователи использовали различные методы, чтобы убедиться, что такие структуры содержат другую структуру. известный как центр α-Fe (ii), важный компонент в превращении метана в метанол при комнатной температуре. Новый дизайн включал в себя способ описания структуры с необычным монометаллическим железным центром.Затем они провели эксперименты с использованием мессбауэровской спектроскопии, которые показали, что они на правильном пути, что в конечном итоге может привести к поиску катализатора, который они ищут.

Открытие, сделанное группой, является хорошей новостью, предполагает Лабинджер, хотя и предупреждает, что маловероятно, что тот же подход можно было бы использовать для решения других каталитических проблем.

---

Полимер с трехмерной печатью превращает метан в метанол

---

Дополнительная информация: Бенджамин Э.R. Snyder et al. Активный центр низкотемпературного гидроксилирования метана в железосодержащих цеолитах, Nature (2016). DOI: 10.1038 / nature19059

Аннотация
Эффективный каталитический процесс превращения метана в метанол может иметь далеко идущие экономические последствия. В этом отношении примечательны железосодержащие цеолиты (микропористые алюмосиликатные минералы), обладающие выдающейся способностью быстро гидроксилировать метан при комнатной температуре с образованием метанола.Реакционная способность возникает в активном центре вне решетки, называемом α-Fe (II), который активируется закисью азота с образованием реакционноспособного промежуточного соединения α-O; однако, несмотря на почти три десятилетия исследований, природа активного центра и факторы, определяющие его исключительную реактивность, неясны. Основная трудность заключается в том, что химически активные частицы — α-Fe (II) и α-O — сложно зондировать спектроскопически: данные, полученные с помощью массовых методов, таких как рентгеновская абсорбционная спектроскопия и магнитная восприимчивость, усложняются вкладом неактивного железа-«зрителя». .Здесь мы показываем, что метод сайт-селективной спектроскопии, регулярно используемый в биоорганической химии, может решить эту проблему. Магнитный круговой дихроизм показывает, что α-Fe (II) является моноядерным высокоспиновым квадратным плоским участком Fe (II), в то время как реактивный промежуточный продукт, α-O, представляет собой одноядерный высокоспиновый компонент Fe (IV) = O. , чья исключительная реакционная способность является следствием ограниченной координационной геометрии, обеспечиваемой решеткой цеолита. Эти результаты иллюстрируют ценность нашего подхода к исследованию активных сайтов в гетерогенных системах.Результаты также предполагают, что использование ограничений матрицы для активации металлических сайтов для их функции — получения того, что известно в контексте металлоферментов как «энтатическое» состояние, — может быть полезным способом настройки активности гетерогенных катализаторов.

© 2016 Phys.орг

Цитата : Исследователи определяют возможный катализатор превращения метана в метанол при комнатной температуре (18 августа 2016 г.) получено 4 октября 2020 с https: // физ.org / news / 2016-08-катализатор-метан-метанол-комнатная-температура.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Заряд в секундах, в последние месяцы

(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, они все еще ограничены мощностью. Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.В то время как чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона, прежде чем потребуется подзарядка.

Хотя может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

Литий-ионная батарея без кобальта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт.Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт — наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», — сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уолкера и директор Техасского института материалов. «И мы полностью устраняем это». Команда заявляет, что с помощью этого решения они преодолели общие проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет батареи для электромобилей, не содержащие кобальт

Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов широко распространены, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования таких металлов, как кобальт.Компания SVOLT, штаб-квартира которой находится в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых батарей, предназначенных для рынка электромобилей. Помимо сокращения количества редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти батареи, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.

Университет Монаша

Литий-серные аккумуляторы могут превзойти литий-ионные, менее вредно для окружающей среды

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные. Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.

Утверждается, что новая аккумуляторная технология оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая потенциал для питания автомобиля на 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.

Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный

IBM Research сообщает, что он обнаружил новый химический состав аккумулятора, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные. IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность аккумулятора многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что он может превзойти литий-ионный в ряде различных областей — он дешевле в производстве, он может заряжаться быстрее, чем литий-ионный, и может иметь как более высокую мощность. и плотности энергии.Все это доступно в аккумуляторах с низкой горючестью электролитов.

IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособный коммерческий аккумулятор.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

Хотя литий-ионные батареи повсюду и их число растет, управление этими батареями, включая определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит отслеживание батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими составными ячейками, которые можно найти в электромобиле. Panasonic сообщает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных батарей.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке — XFC — который направлен на обеспечение 200 миль пробега электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой — это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре, чтобы уменьшить гальванику, но ограничивает это 10-минутными циклами, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод уменьшает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея увеличивает время автономной работы в три раза

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний для достижения в три раза большей производительности, чем у современных графитовых литий-ионных батарей. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разрушается, и его трудно производить в больших количествах.Используя песок, его можно очистить, измельчить в порошок, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к получению чистого кремния. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano — это стартап в области аккумуляторных технологий, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение может быть применено к существующему производству литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности батареи на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Хотя беспроводная индуктивная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может позволить использовать медицинские таблетки с питанием без необходимости во внутренней батарее (безопаснее для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для вашего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор — это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для питания таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые нанопроволочные батареи

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие нанопроволочные батареи, способные выдержать много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для батарей будущего. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы избежать этого. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали вообще никакой деградации.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.

В результате получился аккумулятор, способный работать на уровне суперконденсатора, полностью заряжаясь или разряжаясь всего за семь минут, что делает его идеальным для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем существующие батареи. Твердотельный блок также должен работать при температуре от минус 30 до 100 градусов Цельсия.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.

Графеновые батареи Grabat

Графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.

Graphenano, компания, стоящая за разработкой, заявляет, что аккумуляторы можно полностью зарядить всего за несколько минут и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также важен для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.

Микро-суперконденсаторы лазерного производства

Rice Univeristy

Ученые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но в них используются лазеры, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания электродов на листы пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается аккумулятор, который может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние аккумуляторы, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.

Пенные аккумуляторы

Прието верит, что будущее аккумуляторов — за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется вспененная медь.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но также будут обеспечивать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.

Prieto стремится в первую очередь помещать свои батареи в мелкие предметы, например, в носимые устройства. Но там говорится, что аккумуляторы можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складной аккумулятор похож на бумагу, но прочный

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и носимые устройства.

Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе ее сложили более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / The New York Times

uBeam по воздуху зарядка

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем преобразуются обратно в энергию при достижении устройства.

С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства для передачи энергии на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто необходим тонкий приемник, чтобы принимать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, созданный на базе факультета нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, изготовленные из природных органических соединений, известных как пептиды — короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом быть не должно.

Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и предлагает запас хода до 300 миль.

Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе — мы ожидали, что они появятся в 2017 году, — но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволяет пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямыми солнечными лучами, так и со стандартным освещением, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки

Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одной зарядке аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород из воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные батареи, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская робототехническая лаборатория

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно, чтобы зарядить смартфон, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы собирают мочу, расщепляют ее и выделяют электричество.

Питание от звука

Исследователи из Великобритании создали телефон, который может заряжаться, используя окружающий звук в окружающей атмосфере.

Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, которые собирают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это означает, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой собственный телефон во время разговора.

Двойная угольная батарея Ryden заряжается в 20 раз быстрее.

Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литиевые, но его можно будет производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В аккумуляторах используются углеродные материалы, что означает, что они более устойчивы и экологически безопасны, чем существующие альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Они также будут более долговечными, способными выдержать до 3000 циклов зарядки, а также более безопасными с меньшей вероятностью возгорания или взрыва.

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые из Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которые не нуждаются в литии, таких как аккумулятор вашего смартфона.В этих новых батареях будет использоваться натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.

Исследования натриево-ионных аккумуляторов ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, можно сделать батареи намного дешевле. Ожидается, что в ближайшие пять-десять лет начнется коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и других устройств.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

Переносное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp уже доступно. Он использует водород для питания вашего телефона, не позволяя вам отвлекаться и оставаться экологически чистым.

Одна водородная ячейка обеспечит пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный побочный продукт — это водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.

Батареи со встроенным огнетушителем

Литий-ионные батареи нередко перегреваются, загораются и даже могут взорваться.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 — яркий тому пример. Исследователи Стэнфордского университета придумали литий-ионные батареи со встроенными огнетушителями.

В батарее есть компонент, называемый трифенилфосфатом, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавленный к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание аккумуляторов за 0,4 секунды.

Майк Циммерман

Батареи, защищенные от взрыва

Литий-ионные батареи имеют довольно летучий слой пористого материала из жидкого электролита, расположенный между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал батарею, которая имеет вдвое большую емкость, чем литий-ионные, но без присущих ей опасностей.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще, чем две кредитные карты, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может противостоять прокалыванию, измельчению и нагреванию, так как он негорючий. Еще предстоит провести много исследований, прежде чем технология сможет попасть на рынок, но хорошо знать, что существуют более безопасные варианты.

Батареи Liquid Flow

Гарвардские ученые разработали батарею, которая накапливает свою энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долгое время по сравнению с нынешними литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т.п., поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой решениями в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, заявляя, что напряжение вдвое выше, чем у обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения непостоянных источников энергии, таких как ветер или солнце, для быстрой передачи в сеть по запросу.

IBM и ETH Zurich разработали жидкостную проточную батарею гораздо меньшего размера, которая потенциально может быть использована в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что может не только обеспечивать питание компонентов, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, которая может производить 1,4 Вт мощности на квадратный см, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания аккумулятора.

Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор

Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, которая уже готова к использованию потребителями.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе сверхбыструю зарядку суперконденсатора с характеристиками литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригодный для вторичной переработки.

Компания предлагает зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.

Цинково-воздушные батареи

Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей, который намного дешевле, чем существующие методы.Воздушно-цинковые батареи можно считать более совершенными, чем литий-ионные, поскольку они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты в работе.

Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости использования дорогих компонентов, а скорее с некоторыми более дешевыми альтернативами. Возможно, появятся более безопасные и дешевые батареи!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ, позволяющий использовать одежду в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическим наногенератором (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эта технология может быть применена не только к одежде, она может быть интегрирована в тротуар, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания ламп или в шинах автомобиля, чтобы может привести машину в действие.

Растягиваемые батареи

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали растяжимый биотопливный элемент, который может вырабатывать электричество из пота.Говорят, что вырабатываемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, а это означает, что однажды он сможет питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.

Графеновая батарея Samsung

Компания Samsung сумела разработать «графеновые шары», которые способны увеличивать емкость существующих литий-ионных аккумуляторов на 45 процентов и заряжаться в пять раз быстрее, чем существующие аккумуляторы. Чтобы представить это в контексте, Samsung заявляет, что его новый аккумулятор на основе графена может быть полностью заряжен за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что его можно использовать не только в смартфонах, но и в электромобилях, поскольку он выдерживает температуру до 60 градусов Цельсия.

Более безопасная и быстрая зарядка существующих литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG из Университета Уорика разработали новую технологию, которая позволяет заряжать существующие литий-ионные аккумуляторы в пять раз быстрее, чем рекомендуемые текущие пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи намного точнее, чем существующие методы.

Ученые обнаружили, что нынешние батареи действительно могут выходить за пределы рекомендуемых пределов, не влияя на производительность или перегрев. Может быть, нам вообще не нужны другие упомянутые новые батареи!

Написано Крисом Холлом.

.

19 великих изобретений, перевернувших историю

Сегодняшний день, в котором мы живем, может показаться результатом стремительных инноваций и открытий. Но если мы осмелимся проследить за оборудованием и машинами сегодняшнего дня, большинство из них — это усовершенствования устройств, которые были построены в далеком прошлом.

СМОТРИ ТАКЖЕ: 27 ИЗОБРЕТЕНИЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ, ИЗМЕНИЛИ МИР

Транспорт, связь и обмен информацией следуют одному и тому же пути непрерывных инноваций, связанных с изобретением, появившимся сотни лет назад.

Давайте посмотрим на некоторые из величайших изобретений, которые произвели революцию в истории.

1. Колесо (3500 г. до н.э.) — давай начнем вращаться

Источник: zsuzsannasolti / Pixabay

Если оглянуться назад в историю, первым изобретением, изменившим будущее человечества, было изобретение колеса. Будь то путешествие или транспортировка товаров, изобретение колес сделало это намного проще, чем когда-либо прежде.

В доисторические времена колеса использовались не только на транспортных средствах; они также использовались в системах шкивов.Удивительно, но применение колес в первую очередь не применялось на тележках или каретах.

Есть свидетельства того, что они впервые использовались в качестве гончарного круга в 3500 году до нашей эры. Сегодня колесо и его производные присутствуют повсюду, помогая нам облегчить наши усилия и выполнить свою работу!

2. Компас (206 г. до н.э.) — Следопыт

Источник: Тереза ​​Томпсон / Flickr

На протяжении всей истории люди испытывали неутолимую жажду исследования неизведанного.Но это было бы невозможно без знания ориентиров, которые помогли определить географическое положение.

Вот почему компасы были одним из важнейших инструментов, которые помогли человечеству исследовать и регистрировать наземные и водные массы по всему миру. В сегодняшнем мире спутников и GPS это может показаться неуместным, но это было одно из ключевых изобретений, изменивших мир к лучшему!

Компас был изобретен китайцами для помощи в гадании, но его применение в путешествиях и навигации было реализовано только в 11 ^-м -м веке нашей эры.

3. Водяное колесо (50 г. до н.э.) — забытое изобретение

Источник: Smallbones / Wikimedia Commons

Водяные колеса часто игнорируются из наиболее известных изобретений, изменивших историю. Но давайте не будем забывать о первом изобретении, которое помогло человечеству получать энергию из источников, отличных от людей и животных.

Водяное колесо было изобретено римским инженером Витрувием. Он преобразует силу текущей или падающей воды в механическую энергию.Затем эта механическая энергия использовалась для дробления зерна, токарных станков, приводов лесопильных заводов, текстильных материалов, кузнечных сильфонов и многого другого.

Сообщается, что в 1086 году в Европе их было около 6000.

4. Календарь (45 г. до н.э.) — Сохранить Дата

Источник: Asmdemon / Wikimedia Commons

Современный календарь не использовался до 1600-х годов, поэтому было много форм календарей, которые использовались для заполнения единой системы.

Первой формой календаря, используемого египтянами, был солнечный календарь. Затем Юлий Цезарь принес юлианский календарь, в котором использовалась 12-месячная система.

Но у него был серьезный недостаток, так как он отключался на 11 минут. Григорианский календарь или современный календарь, который мы используем сегодня, был введен Папой Григорием XIII в 1582 году.

5. Пуццолана (27 г. до н. Э.) — Древний бетон

Источник: Epolk / Wikimedia Commons

Мы живем в мире, который построен из кирпича и раствора.Во всех высотных зданиях, от небоскребов до одноэтажных, используется одна и та же комбинация материалов, которая удерживает их вместе, не опрокидываясь — бетон.

Бетон был изобретен еще в Древнем Риме. Римляне использовали другую комбинацию элементов для создания связующей смеси, чем их современный эквивалент.

Pozzolana использует смесь глинозема и кремния, которая реагирует с гидроксидом кальция при комнатной температуре в присутствии воды с образованием вещества, обладающего вяжущими свойствами.

Неудивительно, почему римские колизеи и соборы выдержали испытание временем, не потеряв своей красоты и ауры!

6. Часы (725 г. н.э.) — Первые механические часы

Источник: Wikimedia Commons

Представьте себе современную цивилизацию без чувства времени. Сценарий, в котором не важны ни сроки, ни часы работы. Страшно, не правда ли?

Время — это то, что помогает нам все отслеживать. Люди не изобрели часы как таковые, поскольку это была модификация солнечных часов.

Солнечные часы были первыми устройствами, которые человек использовал для отслеживания времени, и их использование насчитывает 6 тысяч лет.

Египтяне и китайцы использовали водяные часы, чтобы отслеживать время. Первые механические часы были изготовлены И Сином из Китая в 725 году нашей эры.

7. Печатный станок (1450) — Эффект Гутенберга

Источник: Takomabibelot / Wikimedia Commons

Печатный станок является важной частью фундамента, на котором строилась современная цивилизация.Это было изобретение Иоганна Гутенберга из Германии.

Машина использовалась для массового производства газет и других информационных материалов. Это также означало, что цены на печатную бумагу упали, и она стала доступной для многих.

Печатный станок сыграл большую роль в промышленной революции, и к тому времени даже низшие классы могли позволить себе газеты и узнать, что происходило вокруг них.

Влияние печатного станка на историю невозможно сопоставить лучше, чем слова самого Марка Твена: « То, чем мир является сегодня, хорошим и плохим, он обязан Гутенбергу .”

8. Паровоз (1712) — Изобретение, положившее начало революции

Источник: Йуст Дж. Баккер / Wikimedia Commons

Промышленная революция началась с изобретения, которое привело в движение промышленность и локомотивы одинаково. Все началось с изобретения Томасом Ньюкоменом паровой машины.

Не путайте его изобретение с паровозом, так как это было позднее изобретение другого изобретателя. Двигатель Ньюкомена был стационарным и использовался как стационарный насос или мотор.

Это была движущая сила промышленной революции.

9. Вакцины (1796) — Одно из самых важных изобретений для человечества

Источник: капрал. Жаклин Перес Ривера / Wikimedia Commons

Вакцины помогли нам сдержать тонну опасных для жизни эпидемий. Было подсчитано, что только от оспы было зарегистрировано около 500 миллионов смертей.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: 35 ИЗОБРЕТЕНИЙ, ИЗМЕНИВШИХ МИР

Эдвард Дженнер был первым человеком, который создал вакцину.Он изобрел вакцину против оспы, которая спасла бесчисленное количество жизней и принесла ему титул отца иммунологии.

Мир выиграл от изобретения вакцин, так как их производные помогли человечеству преодолеть периоды смертельных болезней.

10. Поезд с паровым двигателем (1814 г.) — продвижение промышленной революции

Источник: Петар Милошевич / Wikimedia Commons

Первый успешный локомотив с паровым двигателем был построен Джорджем Стефенсоном в 1814 году.Джордж Стефенсон построил паровой двигатель по проекту Джона Бленкинсопа.

Он работал на двигателе, предложенном Джеймсом Ваттом. Изобретение паровой машины и ее способности нести массивные грузы сделало ее лучшим способом быстро нести тонны груза через обширные участки земли.

Вскоре мили и мили железных дорог были проложены, чтобы соединить штаты и даже страны.

11. Электрическая батарея (1800) — Замечательный подвиг Вольты

Источник: GuidoB / Wikimedia Commons

В 1800-х годах у людей не было непрерывных линий электропередач, которые обеспечивали бы постоянную подачу энергии.Так что производство электроэнергии было задачей не из легких.

Ситуация изменилась, когда итальянский изобретатель Алессандро Вольта изобрел первую в истории батарею, в которой использовались диски из цинка и серебра, расположенные попеременно в форме цилиндрической стопки. Батарея могла генерировать повторяющиеся искры и помогала работать многим устройствам.

12. Компьютер (1822) — Первый механический компьютер Бэббиджа

Источник: Victorgrigas / Wikimedia Commons

Компьютеры, без сомнения, одно из величайших изобретений человечества.Изначально созданные для выполнения сложных математических вычислений, компьютеры прошлого превратились в машины, которые можно использовать для предварительного построения карты движения звезд и камней в космосе.

Первый механический компьютер был изобретен Чарльзом Бэббиджем. Но это сильно отличалось от того, что есть сейчас.

Он использовал движущиеся части для расчетов и весил тонны. Компактные компьютеры, которые мы используем сегодня, являются результатом таких изобретений, как транзисторы и интегральные схемы.

13. Холодильник (1834) — Избавление от жары в 1834 году

Источник: Infrogutation, Новый Орлеан / Wikimedia Commons

Согласно отчету 2009 года Министерства энергетики США, 99% домов в США имеют как минимум один холодильник. Сама эта статистика свидетельствует о популярности холодильников в современном мире.

Холодильник помогает хранить скоропортящиеся пищевые продукты намного дольше, чем они могли бы сохраниться. Работа холодильника очень проста — отвод тепла от зоны создания холодного состояния.

Первый цикл охлаждения с компрессией пара был предложен Джейкобом Перкинсом, также известным как отец охлаждения. Его холодильная машина, построенная в 1834 году, была основана на теории, выдвинутой Оливером Эвансом.

14. Телеграф (1830-1840) — Устройство связи , которое представило код Морзе

Источник: Wikimedia Commons

Телеграф был предшественником в области связи до изобретения телефона Антонио Меуччи .Он был разработан Сэмюэлем Морсом и его командой инженеров.

С изобретением телеграфа междугородная связь больше не зависела от посыльных. С использованием кода Морзе междугородное общение стало проще, и люди могли общаться со своими близкими на больших расстояниях, отправляя свои сообщения через телеграммы.

Батарейки, изобретенные Алессандро Вольта, позволили телеграммам работать в контролируемой среде.

15.Сталь (1850 г.) — От булавок до Бруклинского моста

Источник: Wlodi / Wikimedia Commons

Сталь — один из наиболее часто используемых строительных материалов. Он значительно превосходит железо и другие дорогостоящие строительные материалы. Соотношение веса и прочности сделало сталь предпочтительным выбором строителей по сравнению с другими материалами.

Но сталь — относительно новое изобретение, поскольку оно явилось результатом эксперимента Генри Бессемера с железом. Он хотел снизить содержание углерода в железе, чем это было возможно в то время.

В результате получилось нечто гибкое, чем чугун, но более прочное, чем кованое железо — идеальная смесь — сталь!

16. Электрическая лампочка (1880 г.) — Освещение мира

Источник: Уильям Дж. Хаммер / Wikimedia Commons

Попытки создать лампочку начались примерно в 1800-х годах. Но тогдашние изобретения не были устойчивыми, так как нить накаливания порвалась через несколько дней использования.

Это сделало коммерческое использование лампочек неосуществимым вариантом. Но перенесемся в 1879 год, когда Томас Альва Эдисон и его группа инженеров усовершенствовали лампочку, используя вольфрам в качестве материала нити накала.

Патенты на современные волокна получены в период с 1879 по 1880 годы. Изобретение лампочек освободило человечество от зависимости только от дневного света и привело к созданию сценария, в котором люди могут работать или выполнять другую трудоемкую работу ночью при достаточных условиях освещения.

17. Самолет (1903) — Осуществление летающей мечты

Источник: Джон Т. Дэниэлс / Wikimedia Commons

Человеческое тело не было спроектировано для полета, и те, кто думал, что это возможно, потерпели неудачу в своих усилиях.Леонардо да Винчи был одним из провидцев, которые верили, что человек действительно может летать при условии, что он сможет построить аппарат, который поможет ему в полете.

Братья Райт были теми, кто продемонстрировал человеческий полет в действии в 1903 году. Их изобретение с годами эволюционировало и превратилось в то, что мы сейчас называем современными самолетами.

Теперь люди могут преодолевать тысячи миль за считанные часы благодаря достижению Уилбура и Орвилла Райтов.

18. Транзисторы (1947 г.) — Секрет современных вычислений

Источник: Unitronic / Wikimedia Commons

Эра электроники возникла благодаря транзисторам.Они использовались для усиления электрических сигналов, и их использование в истории в основном использовалось для телефонов.

Использование транзисторов означает, что связь между странами стала возможной, поскольку стратегически размещенные транзисторы будут усиливать сигналы в определенных точках вдоль линии передачи. Это проложило путь для сигналов, идущих намного дальше, не оказывая большого влияния на качество.

Транзисторы были разработаны Bell Laboratories для замены электронных ламп, которые использовались для усиления сигналов.В настоящее время транзисторы используются в процессорах и многих других электронных устройствах.

19. ARPANET (1969) — Примитивный Интернет

Источник: Defense Systems Agency / Wikimedia Commons

Некоторые из вас, возможно, не знакомы с термином ARPANET, но вы, возможно, уже привыкли к его современной версии — Интернет. Нет ни одного человека, которому можно приписать изобретение Интернета, как это сделали многие.

Интернет начинался как проект Министерства обороны США под названием ARPANET или Сеть Агентства перспективных исследовательских проектов.Он был изобретен для обмена данными между несколькими узлами, расположенными на больших расстояниях.

К 1970-м годам ученый Винтон Шеф разработал протокол управления передачей, который позволил компьютерам обмениваться данными друг с другом. Интернет, который мы знаем сегодня, был разработан программистом по имени Тим Бернерс-Ли, когда он создал Всемирную паутину, которая, по сути, представляла собой сеть информации, к которой люди могут получить доступ.

Действительно долгий путь!

Оглядываясь назад на эти новаторские изобретения, становится ясно одно — наше желание процветать и совершенствоваться.Мы видим общество, которое изобрело колесо, чтобы быстро ступать по земле, которое овладело небом и волнами. Это действительно замечательно, и мы будем делать это еще много лет!

.

Может ли лето положить конец COVID-19?

Как и некоторые другие респираторные вирусы, такие как грипп, есть ли шанс, что новый коронавирус будет меньше распространяться при повышении температуры?

Новое исследование показало, что новый коронавирус, названный SARS-CoV-2, не распространяется так эффективно в более теплых и влажных регионах мира, как в более холодных регионах. Хотя ранний анализ, опубликованный в журнале Social Science Research Network , все еще находится на рассмотрении, он дает представление о том, чего мы можем ожидать в ближайшие теплые месяцы.

Касим Бухари и Юсуф Джамиль, оба из Массачусетского технологического института, проанализировали глобальные случаи заболевания, вызванного вирусом COVID-19, и обнаружили, что 90% инфекций произошли в областях, температура которых составляет от 37,4 до 62,6 градусов по Фаренгейту. (От 3 до 17 градусов Цельсия) и с абсолютной влажностью от 4 до 9 граммов на кубический метр (г / м3). (Абсолютная влажность определяется количеством влаги в воздухе независимо от температуры.)

Связано: 13 мифов о коронавирусе, разоблаченных наукой

В странах со средней температурой выше 64.4 F (18 C) и абсолютная влажность более 9 г / м3, количество случаев COVID-19 составляет менее 6% от общего числа случаев.

Это говорит о том, что «передача вируса 2019-nCoV могла быть менее эффективной в более теплом влажном климате», — пишут авторы. Влажность может сыграть роль, учитывая, что большая часть передачи COVID-19 произошла в относительно менее влажных районах, писали они.

Но это не означает, что с наступлением лета социальное дистанцирование устареет, и люди снова будут собираться в бары и на концерты, как сардины.

Для большей части Северной Америки и Европы влияние влажности на распространение коронавируса будет незначительным до июня, когда уровни начнут повышаться выше 9 г / м3, пишут авторы. Тем не менее, учитывая, что после 15 марта в регионах со средней температурой 18 градусов Цельсия (64,4 градуса F) было зарегистрировано более 10000 случаев COVID-19, роль более высоких температур в замедлении распространения может наблюдаться только при гораздо более высоких температурах.

«Следовательно, его значение будет ограничено, по крайней мере, для стран Северной Европы и Северной Америки».S., которые не испытывают таких высоких температур до июля, и это тоже в течение очень короткого промежутка времени «, — пишут авторы. Таким образом, шансы на сокращение распространения COVID-19 из-за этих факторов окружающей среды будут ограничены в этих областях. — добавили они.

«Я думаю, что на данный момент неразумно ожидать, что вирус исчезнет в течение наших летних месяцев», — сказал доктор Уильям Шаффнер, специалист по инфекционным заболеваниям из Университета Вандербильта в Теннесси. который не участвовал в исследовании.Тем не менее, «я думаю, это может дать нам немного надежды», — сказал Шаффнер.

Распространение некоторых респираторных вирусов, таких как вирусы гриппа, уменьшается при высокой влажности и высоких температурах. Не совсем понятно, почему температура и влажность влияют на вирус гриппа или другие сезонные вирусы, но отчасти это потому, что, когда вы выдыхаете, какой-то вирус в задней части вашего горла выбрасывается в воздух, сказал Шаффнер Live Science. «Если бы мы взяли микроскоп и посмотрели на этот вирус, мы бы обнаружили, что он окружен микроскопической сферой влаги», которая называется каплей, — добавил он.

По теме: Как новый коронавирус соотносится с гриппом?

Когда у вас низкая влажность зимой, эта сфера влаги имеет тенденцию испаряться, что «означает, что вирус может зависать в воздухе в течение более длительного периода времени, потому что сила тяжести не будет тянуть его к земле», — сказал Шаффнер. . Но летом, когда вы выдыхаете вирусную частицу, окружающая ее капля не испаряется, а это означает, что она будет тяжелее, и сила тяжести будет вытягивать ее из воздуха гораздо легче.Другими словами, «он не парит так долго, как зимой», что снижает вероятность заражения человека поблизости, сказал он.

Передача гриппа снижается до очень низкого уровня летом, поэтому нам обычно не нужно сильно беспокоиться об этом в теплые месяцы, добавил он. Но другие вирусы, такие как штаммы коронавируса, вызывающие простуду, «имеют сезонное распространение, которое не так драматично, как грипп», — сказал Шаффнер Live Science.

Тем не менее, «мы не можем рассчитывать» на то, что более теплые и влажные месяцы замедлят распространение вируса, сказал Шаффнер.«Мы должны остерегаться гулять только по солнечной стороне улицы — есть другая сторона, более тенистая».

Наука и новости о коронавирусе

Первоначально опубликовано на Live Science .

ABCmouse — 1 месяц бесплатно!

Месячная пробная версия дает вам доступ ко всем 9000 занятий образовательного сайта по чтению, естествознанию, математике и искусству. Пусть ваш ребенок будет занят и учится, пока мы все застряли дома.
Посмотреть сделку

.