Для чего нужна и как получить тяжелую воду?

Химические свойства дейтерия

Дейтерий — легкий газ, он легче воздуха. D2 отлично горит, температура короны исходящего пламени составляет 1 600 °С, поэтому огонь способен плавить стекло. Термические реакции с дейтерием не проводятся, так как в современных условиях важны более энергообъемные ядерные реакции, на которые элемент без сомнения способен.


Из-за большой плотности D2O лед из нее тонет в обычной воде, что не наблюдается в случае с H2O

При реакции между атомами дейтерия образуется He3. Это фундаментальная реакция, так как по такому же принципу зажигаются протозвезды в процессе формирования, еще до выхода из стадии коррекционного диска. Ей же живут коричневые карлики. Именно на основе дейтерия в США создали первую атомную бомбу.

Сырье

В качестве сырья для получения калийных удобрений используют природные калийные соли, добываемые на территории РФ. Производство фосфорных удобрений основано на использовании природных фосфорных руд, к примеру, фосфоритов и апатитов. Переработка фосфатного сырья происходит следующим образом:

  • измельчение до получения фосфоритной муки;
  • обработка под воздействием кислот: азотной, фосфорной и серной;
  • электротермическое восстановление фосфатов;
  • обработка высокими температурами.

Для производства азотных удобрений используют аммиак, который до недавнего времени получали из коксового газа. В связи с этим предприятия по производству удобрений находились недалеко от металлургических заводов. Сегодня в качестве сырья для азотных удобрений все чаще используется природный газ.

История открытия

Впервые ее молекулы в обычной среде обнаружил американский физиохимик Гарольд Юри: было это в 1932-м году, а в 1934-м ему присудили Нобелевскую премию за это открытие. В 1933-м уже другой ученый из США, Гилберт Льюис, путем электролиза получил чистую тяжеловодородную воду: он многократно пропускал ток через остаток H2O, постепенно насыщая его молекулами HDO и D2O – до тех пор, пока концентрация последних не достигла 99%.

Когда в 1938-м открыли деление ядер, сразу же стало ясно, насколько перспективны цепные реакции этого процесса. Но для их проведения понадобился эффективный замедлитель нейтронов. В роли последнего стали использовать D2O — наиболее удобное с технической точки зрения соединение дейтерия, помимо прочего, еще и отводящее тепло из рабочей зоны.

В СССР химическая формула тяжелой воды и те преимущества, которые она дает, получала все больше внимания по мере развития атомной энергетики. В частности, предшественница ИТЭФ, Лаборатория №3 АН СССР, начала производить 2H2O в промышленных масштабах – для обеспечения нужд реакторов (современная классификация которых – тип PHWR) и различных установок.

Со временем об оксиде узнавали повсеместно, попутно развеивая мифы. Например, в 1968 году еще появлялись околонаучные публикации, утверждавшие, что его концентрация увеличивается в результате многократного кипячения. Сегодня он продолжает активно использоваться, стоимость его получения значительно удешевилась. Средняя цена продажи составляет 1 евро за грамм против 19 долларов в 1935-м, и не забудьте об инфляции — тогда это была более внушительная сумма, за $19 можно было купить гораздо больше, чем сейчас.

Производство водорода – российские перспективы

Несмотря на то, что некоторые автомобильные и энергетические компании собирались использовать водород на российском рынке ещё в 2014, широкого распространения такой вид топлива пока что не получил. Несмотря на это, у нас имеются в свободной продаже автомобили с гибридным и водородным двигателями.

Но автомобили – не единственная сфера применения этого газа. Водород используется при сварке тугоплавких металлов, в пищевом производстве, а в промышленности при помощи гидрогена восстанавливают некоторые металлы из их оксидов.

Себестоимость добычи одного килограмма – 1-5 долл. США, а 1 м3 H на российском рынке стоит, в среднем, 1300 рублей. И это только с учётом «чистого» гидрогена, без побочных продуктов производства! А ведь, к примеру, стоимость 40 л ацетилена составляет 2,5-4 тыс. рублей.

Как видите, производство водорода – это выгодный бизнес, масштаб реализации которого можно «вписать» в имеющийся у вас бюджет. А что можно сказать о перспективах дела?

В будущем планируется значительное снижение себестоимости гидрогена, а также широкое распространение автомобилей с водородным двигателем, как альтернативы «классическому» топливу.

Вдобавок ко всему, при добыче газа можно использовать солнечную энергию, что ещё больше удешевляет себестоимость гидрогена. Всё это делает производство водорода перспективным и выгодным вложением.

Общая характеристика метана

Метан представляет собой легкий бесцветный горючий газ без запаха. Распространен в природе как основной компонент природного газа и попутных нефтяных газов. Химическая формула – .

В атмосферу метан поступает в составе вулканических газов, а также является продуктом жизнедеятельности ряда микроорганизмов. В форме газогидратов в значительных количествах содержится на дне океанов и в многолетней мерзлоте. Является одним из важнейших парниковых газов.

Как представитель ряда предельных углеводородов проявляет низкую химическую активность. Вследствие малой растворимости в воде и химической инертности метан считается малотоксичным веществом (класс опасности – IV), но при высокой концентрации в воздухе (4,4 — 17%) взрывоопасен, а дальнейшее повышение содержания метана приводит к удушью от недостатка кислорода.

Какие сотрудники должны быть в штате по производству питьевой воды?

Не нужно экономить на работниках и делать все самостоятельно. Как только начнет расти спрос, вы все будете не успеете.

Нанимать для работы возле оборудования можно даже людей без опыта работы, ведь весь процесс почти полностью автоматический. Им нужно только следить за корректной работой мини-завода для производства питьевой воды. Также наймите помощника, когда объемы работы начнут расти – чтобы делегировать ему мелкие задачи.

ПерсоналШтатное количествоОклад за месяц (руб.)
ИТОГО:120 000 рублей
Водитель с личным авто120 000
Управляющий или помощник150 000
Оператор линии разлива140 000
Бухгалтер удаленно110 000

Вести бухгалтерию можно самостоятельно или же нанять профессионала, но достаточно работающего удаленно. Это сэкономит ваши затраты, к тому же бухгалтерия для ИП довольно простая, постоянное присутствие специалиста не необходимо.

Сфера использования

Для организации производства дистиллированной воды не требуются особые навыки, знания и умения. Сама по себе она представляет собой обычную воду, что очищена от каких-либо примесей и прочих элементов. Применение дистиллированной воды, прежде всего, связано с технологическими нуждами.

В частности, речь идёт об отопительных системах, автомобильных аккумуляторах, стеклоочистителях и так далее. В быту она практически не используется. Вместе с этим, некоторые хозяйки заливают такую воду в утюги, поскольку она практически не оставляет накипи.

В связи с чистотой такая жидкость иногда применяется для наполнения аквариумов и полива растений. Нельзя не отметить и такую сферу, как медицина, где она является неотъемлемой частью инъекций, а также используется для разведения различных растворов.

Технология производства гибкого камня

Гибкий камень представляет собой натуральный материал толщиной 0,3-1 см, при производстве которого используется мраморная крошка либо кварцевый песок/песчаник, акриловые и полиэфирные смолы, красящие пигменты и декоративные составляющие: цветной песок или кварц, галька.

Минеральное сырье обрабатывается с помощью искусственного красителя, закрепляется специальным составом и декорируется для придания материалу рельефа натурального камня. Для его лучшей гибкости задействуют полимерный латекс, наносимый непосредственно на стекловолокно.

Материал выпускается в виде полотна стандартных размеров 120х260 см или плитки разных цветов и фактур, имеющих размеры: 5х60 см, 20х30 см, 40х80 см, 60х30 см. Крупные плиты 100х250 см выполняют с подложкой из МДФ.

Изготавливать гибкий камень можно по двум технологиям в зависимости от масштаба бизнеса и планируемых капиталовложений:

Стандартной, предполагающей минимум материальных затрат и оборудования, позволяющей обустроить мастерскую в любом подсобном помещении, например, в гараже. Технологический процесс будет состоять из следующих этапов:

  • подготовки текстильной основы под покрытие;
  • обработки минерального сырья (мраморной крошки или кварцевого песка) пигментами;
  • приготовления клеевого состава;
  • нанесения материала на стекловолокно и приклеивания;
  • сушки камня до отвердевания;
  • разрезания на листы и рулоны нужного размера.

Насыпной технологии, требующей существенных вложений, но и дающей возможность больше заработать. Произведенный данным способом материал стоит дороже и относится к премиум-классу. Открывать цех целесообразно близ залежей песчаника, который необходим в производстве гибкого камня. Стадии изготовления включают:

  • нанесение на стекловолокно среза песчаника, который имеет необычный рисунок и устойчивость к внешним воздействиям;
  • обработку основания связующим составом;
  • сушку, в процессе которой формируется материал с «отпечатком» природного пласта камня.

В итоге получаются каменные обои на текстильной основе, обеспечивающей надежное крепление материала к поверхности. Такие обои обладают рядом преимуществ:

  • устойчивость к истиранию, влаге и температурным перепадам;
  • простота в монтаже, легкость и гибкость, позволяющая подстроиться под любую форму стен, ниш, перегородок и прочих выступающих конструкций;
  • экологичность;
  • негорючесть;
  • антистатическое действие, препятствующее оседанию пыли;
  • долгий срок службы — до 35 лет.

Как получить тяжелую воду в домашних условиях

Выделить D2O, чтобы потом слить его, можно с помощью процесса таяния. Для этого необходимо:

  • взять нужный объем жидкости и провести его очистку от хлора, марганца, железа, солей или других посторонних частиц;
  • нагреть до «белого ключа», то есть до выделения пара соответствующего света, а после остудить;
  • набрать ее в металлическую или стеклянную емкость и отправить в холодильник;
  • дождаться первичного замерзания, снять появившийся тонкий слой льда сверху, перелить в другой сосуд и снова отправить в камеру с низкой температурой.

Образовавшаяся корочка – это и есть оксид дейтерия (который кристаллизируется еще при 3,82 0С. Останется лишь избавиться от него, так как в быту его пока не используют.

Необходимое оборудование для производства питьевой воды

Для того чтобы организовать производство питьевой воды необходимо закупить такое оборудование:

  • Насос скважинный;
  • Фильтр грубой очистки;
  • Фильтр тонкой очистки;
  • Выдувное оборудование;
  • Для озонирования воды приобретаются озонаторные установки либо комплекс вышеперечисленного оборудования;
  • Стерильные баки для воды;
  • Автомат розлива;
  • Полуавтомат укупорки бутылок;
  • Этикетировочную машина.

Существует и автоматизированная линия для производства чистой воды, которая состоит из таких блоков:

  • Блока глубокой очистки, обеззараживания природного ресурса;
  • Блока смягчения воды;
  • Блока сатурации;
  • Заправочного блока для бутылок, канистр, сифонов.

На рисунке ниже представлен моноблок розлива питьевой воды из автоматизированной линии. На нем в бутылки наливается вода и наклеивается этикетка, а также закручивается кружка.

Запивать или не запивать – вот в чем вопрос…

Первое, второе и компот – этот обеденный набор известен всем еще с детского сада. В этом рационе все, казалось бы, правильно, кроме порядка приема продуктов. Обычно компот, чай или воду мы оставляем на окончание трапезы. И в этом вся ошибка. Если выпитая перед едой жидкость нормализует физиологические процессы в организме и способствует понижению холестерина в крови, то все напитки после трапезы – только во вред.

Врачи выступают категорически против такой практики, поскольку вода разбавляет желудочный сок, замедляя процесс пищеварения. Поэтому любой напиток следует потреблять не ранее чем через полтора-два часа после еды. Но питаться всухомятку также не стоит. Бутерброды, выпечку и другую сухую пищу лучше кушать с напитками или чистой водой.

Методы производства

Говоря о том, как сделать дистиллированную воду, следует отметить, что сейчас применяется два способа её получения – очистка путём обратного осмоса и многократное кипячение. При применении первого из упомянутых методов вода при дистилляции проходит через систему, что состоит из комплекса фильтров.

Существенным плюсом данного способа можно назвать низкое потребление электрической энергии. Есть здесь и несколько недостатков, которые заключаются в необходимости постоянного приобретения фильтров для замены, дорогое оборудование, а также сравнительно невысокая скорость выполнения очистки.

Что касается второго способа, то весь технологический процесс в данном случае сводится к фактическому выпариванию чистой воды. Пар переходит в следующую ёмкость, а примеси остаются в предыдущем сосуде. После того как во второй посудине пар превратится в воду, кипячение производится опять.

В зависимости от количества ёмкостей в системе процесс может повторяться до шести раз. Чем их больше, тем более чистой будет готовая продукция. Вне зависимости от того, каким образом происходит изготовление, полученный продукт должен соответствовать требованиям государственного стандарта.

Особенности производства

Технология изготовления простая и потребует небольших усилий. Производство гипсовой плитки возможно организовать в домашних условиях или в промышленных масштабах.
Весь процесс состоит из следующих действий:

  • К смеси гипса и извести в соотношении 6:1 добавляют воду из расчёта 1 литр на 700 грамм гипса.
  • При получении цветной плитки используют краситель
  • Компоненты тщательно перемешивают до однородной консистенции, при необходимости добавляя полимерные вещества
  • Раствор быстро разливают в формы, так как она твердеет в течение 20 минут
  • Плитку отправляют на застывание на 23 часа
  • Извлекают готовое изделие и дают ему высохнуть в течение суток
  • Для ускорения процесса применяют сушильную печь или тепловую пушку.

Меняя пропорции составляющих, задают те или иные свойства изделию. Например, для придания прочности увеличивают закладку цемента, для большей эластичности вводят полимеры.

Если вы располагаете небольшой суммой для открытия бизнеса, попробуйте обустроить мини цех. Но предприятие средних масштабов быстрее окупит затраты.

Производство эфирных масел в домашних условиях

Необходимое оборудование

Для изготовления эфирных масел в домашних условиях понадобится дистиллятор и емкости для хранения масла. Небольшой дистиллятор можно приобрести в интернете или же сделать самому, из подручных материалов – скороварки, стеклянной трубки, кастрюли и сепаратора. Разумеется, если вы планируете изготовлять масло на продажу, в больших объемах, лучше приобрести дистиллятор у проверенного производителя. Стоимость подобного оборудования может составлять от 10 тысяч рублей.

Технология производства эфирных масел в домашних условиях

Производство масел в домашних условиях можно условно разделить на два основных этапа – подготовку сырья и получение эфирного масла.

Подготовка сырья

Если вы не закупаете растения, а выращиваете их сами, вам необходимо правильно определить время сбора «урожая». Оно будет зависеть от вида растения. Лаванду, к примеру, лучше всего срезать, когда расцвело около половины цветов. Розмарин же, напротив, следует собирать, когда распустятся все цветы

Собирать растения следует осторожно, чтобы не повредить органы, содержащие эфирное масло

Даже при покупке растений следует обращать внимание на их качество. Если продавец использует гербициды для обработки цветов или трав, это напрямую повлияет на свойства конечного продукта

После сбора сырье необходимо тщательно высушить (это не является обязательной процедурой, но многие все же проводят ее). Для каждого вида трав или цветов используется отдельный метод сушки, однако существует и универсальное правило – сырье ни в коем случае нельзя перегревать, т.е. размещать под прямыми солнечными лучами. Более того, если проводить сушку в темном помещении, можно существенно снизить потерю эфирного масла.

Извлечение масла

Технология извлечения масла из растений в домашних условиях включает следующие этапы:

  • Использование дистиллятора. Если вы используете купленный аппарат, внимательно следуйте инструкциям производителя. Заполняйте дистиллятор только чистой, желательно профильтрованной водой. Как правило, данная процедура занимает от получаса до 6 часов и более – все будет зависеть от вида растения и эфирного масла. В дистиллятор необходимо добавить сырье, тщательно проследив за тем, чтобы слой не перекрывал отверстие, через которое выходит пар (расстояние между отверстием и слоем сырья должно составлять около 5 сантиметров). Далее воду нужно довести до кипения, закрыв крышку – это позволит пару выходить только через специальную трубу. На протяжении всей процедуре следите, чтобы в аппарате не закончилась вода.
  • Фильтрация. Эта процедура не является обязательной, но многие все же пропускают полученное в дистилляторе масло через обычную, чистую марлю.
  • Хранение. Эфирные масла хранят в отдельных емкостях на протяжении нескольких лет – некоторое специалисты считают, что масло с годами становится только лучше. Чтобы продукт не испортился раньше времени, его следует хранить в темных стеклянных бутылках или в емкостях из нержавеющей стали в темном прохладном помещении.

Следует подчеркнуть, что все эфирные масла являются концентратами, и их часто разбавляют другими маслами, также известными как «базовые».  Чаще всего используется миндальное или виноградное масло – их можно добавлять как на этапе розлива, так и перед использованием.

Опасный монооксид дигидрогена

Опасность чрезмерного употребления воды зависит от степени превышения нормы и состояния здоровья. Человек, чьи почки функционируют исправно, способен быстро избавиться от избытка влаги. Однако стабильная гипергидратация (чрезмерное насыщение организма водой) опасна вымыванием полезных солей. В частности, некоторые спортсмены (особенно участники марафонских забегов), употребляющие слишком много воды, страдают острым дефицитом натрия. А вот для людей с почечными патологиями или сердечными проблемами избыток влаги в организме может стать серьезной проблемой – вызвать отеки стоп, лодыжек, лица.

Об избытке Н2О организм может свидетельствовать избыточным весом, отеками, обильным потоотделением и повышенным давлением. В особо тяжелых случаях возможны нарушения в работе сердца и легких.

Правильный водный баланс – важный аспект для здоровья и жизни человека. По этой причине природа наделила нас механизмами для регулирования уровня влаги в теле. Когда объем воды опускается ниже допустимого, мы ощущаем жажду.

Сырье

Сырье является основой для производства любой химической продукции. Найдите заранее поставщиков и договоритесь с ними обо всех условиях покупки. Естественно, что надо сразу определиться с объемом закупаемого сырья, чтобы можно было вести переговоры о цене.

Различают несколько типов сырья для химического производства:

  1. Минеральное.
  2. Растительное.
  3. Животное.
  4. Синтетическое.

В некоторых случаях к сырью можно отнести воду, окислители, растворители, реагенты и др. Возможно это, когда данные компоненты участвуют в основном производстве.Стоимость сырья очень различается. К примеру, полипропилен, используемый при изготовлении пищевой пластиковой посуды, стоит около 100 рублей за килограмм. Тонна аммиака, используемого для синтеза удобрений, стоит порядка 27 000 рублей.

Региональная структура производства

В Российской федерации потребление бутилированной воды с каждым годом стремительно растет, в среднем спрос увеличивается на 15-16 % ежегодно. Основные поставщики природного ресурса завоевали 37 % рынка сбыта.

Предприятия-лидеры на рынке питьевой воды расположены в таких регионах:

  • Карачаево-Черкесской Республике;
  • В Ставропольском крае;
  • Новосибирской области;
  • Липецкой области;
  • Московской области.

На рисунке ниже отображены крупнейшие регионы в России по производству питьевой воды.

В результате этого в вышеперечисленных регионах существует жесткая конкуренция и для того, чтобы завоевать нишу на рынке необходимо создать продукт с конкурентными преимуществами.

Положительные и отрицательные стороны предприятия

В любом бизнесе есть плюсы и минусы, которые нужно увидеть заранее и постараться найти свою выгоду. Отметим наиболее заметные недостатки в этом сегменте малого бизнеса:

  • Зависимость от проверяющих инстанций. СЭС контролирует качество воды, заставляя сдавать образцы на исследование. Если качество снизится или будут найдены микробы, вирусы, производство будет закрыто до устранения проблем.
  • Жесткая конкуренция. В магазинах широкий ассортимент продукции, от знаменитых брендов до малоизвестных, занять свое место непросто.
  • Необходимость поиска сырья, которое не требовало бы большого количества этапов очистки. Вода должна быть по вкусу потребителю (такие источники есть далеко не в каждом регионе).
  • Высокая стоимость оборудования может быть непосильна молодому предпринимателю, если не удастся найти инвестора.
  • Для масштабного производства требуются большие площади, которые не всегда есть в черте населенного пункта. Чем дальше находится цех, тем выше затраты на транспортировку продукции, что может повысить конечную цену воды.

К плюсам отнесем следующие моменты:

  • Спрос на покупку воды из бутылки увеличивается, потому что качество воды из крана во многих домах оставляет желать лучшего.
  • Быстрая окупаемость и высокая рентабельность, если вода понравится потребителям.
  • Возможность расширения ассортимента в любой момент, если достаточно площадей для монтажа дополнительного оборудования.
  • Процедура производства воды несложная и не требует особых навыков, если нанять в штат хорошего инженера-технолога.

Особенности регистрации мини-завода

В процессе подготовки документов на регистрацию ООО рассмотрим важные организационно-правовые моменты:

  • Получение лицензии на добычу известняка и глины из карьера;
  • Получение ТУ (технических условий).

Во время организации предприятия могут понадобиться такие коды ОКВЭД:

  • 26.51 – «Производство цемента»;
  • 14.12 – «Добыча известняка».

Перед тем как осуществлять продажу цемента, необходимо определить физико-механические свойства строительного материала. Для этого нужно ознакомиться с такими нормативными документами:

  • ГОСТ 30515—97 – «Цементы. Общие технические условия»;
  • ГОСТ 310.3—76 – документ для определения нормальной густоты, сроков схватывания цемента;
  • ГОСТ 10178—85 – Технические условия для портландцемента;
  • ГОСТ 25328—82 – Технические условия для цемента, использующегося в приготовлении строительных растворов;

Если продажа цемента будет осуществляться не только на территории России, но и в странах ЕС, тогда начинающему предпринимателю пригодятся следующие документы:

  • EN 196-6 – «Методы испытаний цемента (определение тонкости помола)»;
  • EN 196-3 – «Определение сроков схватывания»;
  • EN 196-1 – «Определение прочности».

История открытия

Молекулы тяжеловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году, за что учёный был удостоен Нобелевской премии по химии в 1934 году. Уже в 1933 году Гилберт Льюис впервые выделил чистую тяжеловодородную воду. При электролизе обычной воды, содержащей наряду с обычными молекулами воды незначительное количество молекул полутяжёлой воды (НDО) и ещё меньшее количество молекул тяжёлой воды (D2O), включающих в себя тяжёлый изотоп водорода, остаток постепенно обогащается молекулами этих соединений. Из такого остатка после многократного повторения электролиза Льюису удалось выделить небольшое количество воды, состоящей почти на 100 % из молекул соединения кислорода с дейтерием и получившей название тяжёлой. Этот способ производства тяжёлой воды остаётся основным и сейчас, хотя используется в основном на окончательной стадии обогащения от 5—10 % до >99 % (см. ниже).

После открытия в конце 1938 года деления ядер и осознания возможности использования цепных ядерных реакций деления, индуцированных нейтронами, возникла необходимость в замедлителе нейтронов — веществе, позволяющем эффективно замедлять нейтроны, не теряя их в реакциях захвата. Наиболее эффективно нейтроны замедляются лёгкими ядрами, и самым эффективным замедлителем должны были бы быть ядра обычного водорода (протия), однако они обладают высоким сечением захвата нейтронов. Напротив, тяжёлый водород захватывает очень мало нейтронов (сечение захвата тепловых нейтронов у протия в более чем 100 тысяч раз выше, чем у дейтерия). Технически наиболее удобным соединением дейтерия является тяжёлая вода, причём она способна также служить теплоносителем, отводя выделяющееся тепло от области, где происходит цепная реакция деления. С самых ранних времён ядерной энергетики тяжёлая вода стала важным компонентом в некоторых реакторах, как энергетических, так и предназначенных для наработки изотопов плутония для ядерного оружия. Эти так называемые тяжеловодные реакторы имеют то преимущество, что могут работать на природном (необогащённом) уране без использования графитовых замедлителей, которые на этапе вывода из эксплуатации могут представлять опасность взрыва пыли и содержат наведённую радиоактивность (углерод-14 и ряд других радионуклидов). Однако в большинстве современных реакторов используется обогащённый уран с нормальной «лёгкой водой» в качестве замедлителя, несмотря на частичную потерю замедленных нейтронов.

Производство тяжёлой воды в СССР

Промышленное производство и применение тяжёлой воды началось с развитием атомной энергетики. В СССР при организации Лаборатории № 3 АН СССР (современный ИТЭФ) перед руководителем проекта А. И. Алихановым была поставлена задача создания реактора на тяжёлой воде. Это обусловило потребность в тяжёлой воде, и техническим советом Специального комитета при СНК СССР был разработан проект Постановления СНК СССР «О строительстве полупромышленных установок по производству продукта 180», работы по созданию производительных установок тяжёлой воды в кратчайшие сроки были поручены руководителю атомного проекта Б. Л. Ванникову, народному комиссару химической промышленности М. Г. Первухину, представителю Госплана Н. А. Борисову, народному комиссару по делам строительства СССР С. З. Гинзбургу, народному комиссару машиностроения и приборостроения СССР П. И. Паршину и народному комиссару нефтяной промышленности СССР Н. К. Байбакову. Главным консультантом в вопросах тяжёлой воды стал начальник сектора Лаборатории № 2 АН СССР М. И. Корнфельд.

Структура, применение стеклоарматуры

Конструктивное исполнение данного стройматериала зависит от технологии изготовления, используемой производителем. Выпускается в форме прутков, состоящих из двух частей.

  • Внутренний стержень. Параллельно расположенные или сплетенные между собой нити стекловолокна. Их крепление обеспечивается за счет пропитки полимерной смолой.
  • Внешний слой. Представляет собой навивку из композитного материала.

Технические параметры:

  • предел прочности при растяжении от 800 до 1000 МПа;
  • модуль упругости при растяжении 45 – 50 ГПа;
  • прочность при сжатии 300 МПа;
  • прочность при поперечном срезе 150 МПа;
  • эксплуатационная температура от -30 до 60° C.

Прочностные характеристики арматуры из стеклопластика зависят от диаметра прутка (от 4,0 до 32 мм). Благодаря широкому диапазону из СПА можно делать тонкую сетку, прочные каркасы для несущих конструкций. Стройматериал реализуется нарезанными хлыстами или в виде бухт длиной до 100 метров.

Преимущества СПА

Повышенная влажность, воздействие агрессивных сред приводят к повреждению стальной арматуры, разрушению железобетонных конструкций, дорожных покрытий, полов производственных цехов. Использование стеклопластиковой арматуры помогает избежать развития негативных последствий и увеличить сроки эксплуатации строительных объектов. СПА соответствуют всем стандартам строительной сферы.

  • Она отличается высокой прочностью, долговечностью. Выдерживает испытания на разрыв, растяжение, превосходит по этим показателям традиционные металлические прутья. Срок службы стройматериала 50-80 лет.
  • Благодаря высоким антикоррозионным свойствам повышенная влажность и воздействие агрессивных сред не влияют на технические характеристики стройматериала.
  • Конструкции, созданные на основе СПА, хорошо сохраняют тепло за счет низкой теплопроводности.
  • Шероховатое покрытие арматуры из стекловолокна обеспечивает прочное сцепление с другими стройматериалами.
  • Деформация и нарушение целостности не меняют первоначальную форму конструкции.
  • Диэлектрические свойства, отсутствие намагничивания учитываются при строительстве объектов.
  • Упаковка в бухты уменьшает расход благодаря сокращению количества нахлестов и применения бесшовной укладки.
  • Незначительный уровень упругости СПА дает возможность безопасного и быстрого погашения деформирующих вибраций.
  • За счет небольшого веса снижается общая масса всей конструкции.
  • Изделия отвечают всем требованиям экологической безопасности.

При использовании композитных материалов не требуется применение сварочного оборудования, устройств для резки металлов.

Металлопрокат продается по весу, а СПА реализуется погонными метрами. У людей, не знающих такой тонкости, создается обманчивое мнение, что металлические изделия обходятся дешевле.

Недостатки

Наряду с достоинствами данный вид строительного материала имеет несколько минусов:

  • Смолы, связующие стекловолокно, возгораются при температуре 200° C. Нельзя использовать на промышленных объектах, в проектах которых заложен огнеупорный бетонный монолит.
  • Композитные прутья имеют низкую прочность на излом. Это не позволяет согнуть их под малый радиус самостоятельно. Застройщик вынужден заказывать гнутые элементы у производителя.
  • Модуль упругости СПА в 4 раза меньше чем у металлопроката.

Перечисленные недостатки необходимо предусматривать на этапе проектирования.

Где используется стеклопластиковая арматура

Области применения СПА:

  • Армирование фундаментов, стяжек, стен в гражданском и производственном строительстве.
  • Укрепление автомагистралей, дорог местного значения.
  • Использование в качестве стержней, сеток в сооружениях из бетона.
  • Возведение многослойных кирпичных стен, газосиликатных блоков.
  • Строительство канализационных, мелиорационных сооружений.
  • Проведение утепления зданий. СПА позволяет увеличить сцепление бетонных плит, между которыми прокладывается утеплитель.
  • Реконструкция, строительство объектов с повышенной сейсмической устойчивостью.
  • Возведение сооружений в портах, укрепление побережья.
  • Армирование конструкций из клееной древесины.

Использование композитной арматуры актуально для конструкций, эксплуатация которых будет осуществляться в контакте с агрессивными средами.

И еще несколько уникальных возможностей

Оксид водорода в нормальных условиях (при определенных показателях температуры и давления) – это бесцветная жидкость без вкуса и запаха. Но, оказывается, в таких обстоятельствах сохранять текучесть способна только вода. В аналогичной ситуации другие похожие соединения водорода предстают перед человеком в виде газов. Такие качества снова обусловлены специфическими связями внутри молекулы Н2О.

Если опрокинуть стакан, то содержимое не разлетается по сторонам, не рассыпается, а образует лужу с четко очерченными краями. Это происходит благодаря специфике молекулы воды – субстанция сохраняет вязкость и высокое поверхностное натяжение (по этому показателю монооксид дигидрогена проигрывает только ртути).

Оксид водорода является одним из лучших веществ-растворителей. Избегая научной терминологии, этот процесс можно описать примерно так. Молекулы воды берут в кольцо каждую молекулу растворенного вещества. Но не хаотично, а по определенной схеме: ионы с положительным зарядом притягивают к себе атомы кислорода, а отрицательно заряженные частицы – водород. По такому же принципу вода заполняет пространство в клетках всех живых организмов.

Поскольку в воде почти всегда есть какие-либо соли, то есть присутствуют ионы с положительным и отрицательным зарядом, она также обладает способностью электропроводности. При этом чистая вода, не содержащая в себе примесей других ионов, наоборот является идеальным изолятором.

4 способа получения водорода

Существует более 100 различных методов добычи гидрогена – как теоретических, так и освоенных в промышленных масштабах. В зависимости от выбранного вами вида получения ресурса, производство водорода потребует различного оборудования, сырья и других ресурсов.

Рассмотрим 5 самых распространенных способов производства водорода.

Способ №1. Паровая конверсия

Более 50% всего водорода получается путём паровой конверсии воды и метана. При этом три основных составляющих (природный газ, водяной пар и оксиген) смешиваются в определённых пропорциях.

Таким образом, часть природного газа сгорает вместе с кислородом, тем самым поддерживая необходимую температуру для продолжения химической реакции. Метан, не выгоревший во время реакции конверсии, реагирует с водяным паром, образуя оксид углерода (то есть сажу) и непосредственно гидроген.

Простота и относительная лёгкость делает производство водорода путём паровой конверсии наиболее дешёвым из всех доступных.

Способ №2. Разделение метана на углерод и водород

Благодаря дешевизне метана, а также простому способу его получения, такой тип добычи водорода проще всего. Однако высокие температуры и потенциальная пожароопасность требуют дополнительных мер безопасности. К тому же, оборудование для полного процесса крекинга не из дешёвых.

Способ №3. Электролиз воды

Ещё один вид добычи гидрогена – электролиз воды. Это второй по распространённости метод добычи водорода, обеспечивающий достаточно высокую чистоту конечного продукта. Сопутствующим «бонусом» в этом технологическом процессе становится кислород, не менее важный элемент.

Для такого способа производства требуются значительные запасы воды. Тем не менее он совсем не требователен к её качеству – для электролиза можно использовать промышленную, дождевую или даже сточную воду.

Способ №4. Пиролиз

«Топливом» для этого могут служить отходы сельского хозяйства и пищевых производств:

  • Птичий помёт и другие побочные продукты животноводства.
  • Отходы рыбных, соко- и мясокомбинатов.
  • Некоторые виды технических культур, специально выращенных для получения биомассы.

При переработке всех этих биоотходов при помощи специальных бактерий образуется синтез-газ, в основном состоящий из двуокиси карбона и метана. Продуктом их переработки и становится гидроген.

Такой способ производства набирает всё большую популярность ввиду того, что, помимо гидрогена, из биомассы добываются этилен и ацетилен. Также ценным сырьём являются и сами биоотходы, которые широко используются в сельском хозяйстве для производства удобрений.

Оценка возможностей поставщиков сырья

То, какое сырье будет использоваться, зависит от возможностей его бесперебойного получения в нужных количествах (вычислить их несложно на основе вышеприведенных данных и планируемых объемов производства). Проанализируйте ситуацию с поставщиками сырья в вашем регионе.

Это может быть сахарный завод, расположенный неподалеку, либо совхоз, который сможет поставлять вам плоды, свеклу или др. Оцените объемы возможных поставок. Необдуманный подход к этому вопросу может сыграть не в вашу пользу, в результате производительные мощности цеха или завода будут простаивать. Заранее узнайте об условиях сотрудничества с вероятными поставщиками.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitter
Напишите комментарий