Радіозахисний металонасичений бетон поліфункціонального призначеня

Abstract

Серед сучасного різноманіття шкідливих антропогенних факторів, які забруднюють навколишнє середовище, особливу увагу привертають - електромагнітні забруднення. Небезпека поширення негативних впливів електромагнітних полів на навколишнє середовище пояснюється стрімкою динамікою розвитку і використання сучасних електронних технологій і радіоелектронних систем, які є надбанням економічно- розвинених держав а також диктуються комунікаційними потребами суспільства. Прогресуючі темпи нерегульованого зростання рівнів електромагнітних забруднень в містах, промислових центрах і мегаполісах зумовлені різким збільшенням кількості радіо- і телевізійних станцій, розширенням мережі високовольтних ліній електропередач, зростанням територій покриття системами мобільного і радіотелефонного зв'язку, радіолокаційним обладнанням, використанням радіоелектронних пристроїв, надвисокочастотних випромінюючих приладів і технологій в усіх галузях промисловості, а також в побутових умовах. Для захисту біологічних об’єктів від шкідливого впливу електромагнітного випромінювання (ЕМВ) в радіочастотному діапазоні використовують екрануючі і радіопоглинаючі матеріали. Як екрануючі матеріали, найбільш поширеного використання набули струмопровідні матеріали (металеві листи і сітки). Однак екранування такими матеріалами біологічних і технічних об'єктів викликає ряд проблем, пов'язаних з погіршенням здоров'я людини і якості функціонування радіоелектронних засобів за рахунок екранування металом природного поля Землі. Використання металевих екранів для бар’єрного захисту від електромагнітних впливів також може призводити до зростання напруженості електромагнітного поля у екрануючому об'ємі внаслідок резонансних явищ. Світовий досвід захисту навколишнього середовища від шкідливих впливів ЕМВ показує, що для створення бар’єрних екранів використовуються спеціальні матеріали (радіозахисні бетони, кераміка, цегла та інші), які більш прийнятні для біологічного захисту з електрофізичної та гігієнічної точок зору. Такі матеріали відносять до класу композиційних матеріалів. Вони займають проміжне значення провідності між діелектриком і металом і їх можна характеризувати як напівпровідні матеріали. Науковцями Вінницького національного технічного університету активно проводяться прикладні дослідження по створенню нових ефективних будівельних матеріалів спеціального призначення. Одним з таких композиційних матеріалів і є дрібнозернисті бетони з металевими заповнювачами. Серед комплексу конструкційно-експлуатаційних властивостей такого матеріалу є також здатність послаблювати шкідливі електромагнітні впливи на навколишнє середовище.

Among the modern variety of harmful anthropogenic factors that pollute the environment, special attention is drawn - electromagnetic pollution. The danger of spreading the negative effects of electromagnetic fields on the environment is explained by the rapid dynamics of development and use of modern electronic technologies and radio-electronic systems, which are the property of economically developed countries and are dictated by the communication needs of society. The progressive rates of unregulated growth of levels of electromagnetic pollution in cities, industrial centers and metropolitan areas are caused by a sharp increase in the number of radio and television stations, expansion of the network of high-voltage transmission lines, the increase of coverage areas by mobile and radio telephony equipment, radioelectronic equipment devices and technologies in all industries, as well as in domestic conditions. Shielding and radio absorbing materials are used to protect biological objects from the harmful effects of electromagnetic radiation (EMF) in the radio frequency range. As shielding materials, conductive materials (metal sheets and nets) have become most widely used. However, shielding such materials of biological and technical objects raises a number of problems related to the deterioration of human health and the quality of operation of radio-electronic means due to the shielding of the Earth's natural field metal. The use of metal screens for barrier protection against electromagnetic effects can also lead to an increase in the electromagnetic field in the shielding volume due to resonance phenomena. Global experience in protecting the environment from the harmful effects of EMR shows that barrier screens use special materials (radio-concrete, ceramics, bricks, etc.) that are more acceptable for biological protection from an electrophysical and hygienic point of view. Such materials belong to the class of composite materials. They occupy an intermediate value of conductivity between the dielectric and the metal and can be characterized as semiconductor materials. Vinnitsa National Technical University scientists are actively conducting applied research on the creation of new effective special purpose building materials. One of these composite materials is fine-grained concrete with metal aggregates. Among the complex structural and operational properties of such a material is the ability to attenuate harmful electromagnetic effects on the environment.

Среди современного многообразия вредных антропогенных факторов, загрязняющих окружающую среду, особое внимание привлекают - электромагнитные загрязнения. Опасность распространения негативных воздействий электромагнитных полей на окружающую среду объясняется стремительной динамикой развития и использования современных электронных технологий и радиоэлектронных систем, которые являются достоянием экономически развитых государств а также диктуются коммуникационными потребностями общества. Прогрессирующие темпы нерегулируемого роста уровней электромагнитных загрязнений в городах, промышленных центрах и мегаполисах обусловленные резким увеличением количества радио- и телевизионных станций, расширением сети высоковольтных линий электропередач, ростом территорий покрытия системами мобильной и радиотелефонной связи, радиолокационным оборудованием, использованием радиоэлектронных устройств, сверхвысокочастотных излучающих приборов и технологий во всех отраслях промышленности, а также в бытовых условиях. Для защиты биологических объектов от вредного влияния электромагнитного излучения (ЭМИ) в радиочастотном диапазоне используют экранирующие и радиопоглощающие материалы. Как экранирующие материалы, наиболее распространенного использования приобрели токопроводящие материалы (металлические листы и сетки). Однако экранирование материалами биологических и технических объектов вызывает ряд проблем, связанных с ухудшением здоровья человека и качества функционирования радиоэлектронных средств за счет экранирования металлом естественного поля Земли. Использование металлических экранов для барьерной защиты от электромагнитных воздействий также может приводить к росту напряженности электромагнитного поля в экранирующей объеме вследствие резонансных явлений. Мировой опыт защиты окружающей среды от вредных воздействий ЭМИ показывает, что для создания барьерных экранов используются специальные материалы (радиозащитные бетоны, керамика, кирпич и другие), которые более приемлемы для биологической защиты с электрофизической и гигиенической точек зрения. Такие материалы относят к классу композиционных материалов. Они занимают промежуточное значение проводимости между диэлектриком и металлом и их можно характеризовать как полупроводящим материалы. Учеными Винницкого национального технического университета активно проводятся прикладные исследования по созданию новых эффективных строительных материалов специального назначения. Одним из таких композиционных материалов и является мелкозернистые бетоны с металлическими заполнителями. Среди комплекса конструкционно-эксплуатационных свойств такого материала является также способность ослаблять вредные электромагнитные воздействия на окружающую среду.