CC BY
25
УДК 622.733:537.064.32
САФРОНОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, канд. техн. наук, доцент, v. n. safronov@mail. ru
КУГАЕВСКАЯ СОФЬЯ АЛЕКСАНДРОВНА, ст. преподаватель, somana@mail. ru
Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
ОПТИМИЗАЦИЯ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМАХ ПОДГОТОВКИ ЦИКЛОВОЙ МАГНИТНОЙ АКТИВАЦИИ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ
В статье сформулированы эффективные направления и рациональные технологические приемы подготовки цикловой магнитной активации воды затворения минеральных вяжущих гидравлического твердения. Оптимизированы свойства цементных композитов при базовых технических решениях конструктивного исполнения устройств цикловой магнитной обработки водных растворов с различным химическим составом. Рассмотрены особенности течения физических процессов при цикловой магнитной активации водных растворов и возможности их применения при подготовке цементных композитов.
Ключевые слова: магнитная активация; вода затворения; цемент; бетонная смесь; бетон; цикл активации; технологический прием; свойства; композит; электрический потенциал.
VLADIMIR N. SAFRONOV, PhD, A/Professor, v. n. safronov@mail. ru
SOF'YA A. KUGAEVSKAYA, Senior Lecturer, somana@mail. ru
Tomsk State University of Architecture and Building, 2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia
OPTIMIZATION OF PROPERTIES OF CEMENT COMPOSITES
AT DIFFERENT MAGNETIC ACTIVATION TECHNIQUES OF MIXING WATER
The paper presents the efficient techniques of cycle magnetic activation of mixing water used for hydraulically settable cement pastes. Properties of cement composites were improved by a basic-design equipment for cycle magnetic activation of water solutions having various chemical compositions. The paper describes physical processes occurred at magnetic activation of water solutions and a possibility of using these solutions in making cement composites.
Keywords: magnetic activation of water; mixing water; cement; concrete mixture; concrete; activation cycle; technique; properties; composite; electric potential.
Создание инновационных технологий при наличии оптимальных энергетических и материальных ресурсах в строительной индустрии сопряжено
© В.Н. Сафронов, С.А. Кугаевская, 2014
с расширением фундаментальных и прикладных исследований в области строительного материаловедения, с получением нового класса строительных материалов - активированных композитов и их компонентов. Последнее в значительной степени связывается с развитием электрофизических технологий активации. Среди широкого спектра подобного рода технологий практически важной является магнитная технология обработки воды затворения и ее разновидности при одновременном воздействии электрических и электромагнитных полей [1-4].
В Томском государственном архитектурно-строительном университете разработана технология цикловой магнитной активации воды затворения, в которой после каждого единичного цикла магнитной обработки вода подвергается воздействию воздушной среды [5, 6]. Проведенный комплекс исследований по применению данной технологии активации воды для получения матриц различных типов показал повышение качества композиционных материалов на основе керамических матриц [7], матриц на основе сульфатно-кальциевых отходов [8], органоминеральных матриц на основе торфа [9].
Обнадеживающими являются результаты фундаментальных и прикладных исследований цементных композиций, приготовленных на воде затворения, обработанной по цикловой магнитной активации [10-12].
Достигнутый уровень научных результатов и практическая их значимость позволяют сформулировать эффективные направления и рациональные технологические приемы подготовки цикловой магнитной активации воды затворения минеральных вяжущих воздушного и гидравлического твердения:
- оптимизация временного фактора цикловой магнитной активации воды при различных временах обработки и выдержки ее затворения;
- цикловая магнитная активация воды и водных растворов, содержащих в своем составе газообразные, жидкие и твердые добавки;
- цикловая магнитная активация водных растворов с нарушенной структурой разного химического состава;
- комбинированные технологии подготовки воды затворения, основу которых составляет цикловая магнитная активация;
- оптимизация технических решений конструктивного исполнения опытного образца и режимов при реализации цикловой магнитной активации.
Выбор оптимального технического решения конструктивного исполнения устройств цикловой магнитной активации воды затворения для выхода из стадии научных исследований к проведению опытно-конструкторских работ связывается нами с нижеследующими вариантами базовой реализации:
- цикловая магнитная обработка каждого единичного объема воды за-творения;
- последовательная цикловая магнитная обработка при вертикальном расположении единичных устройств активации и отсутствии промежутка между ними;
- последовательная цикловая магнитная обработка при вертикальном расположении единичных устройств активации и наличии промежутка между ними.
При проведении исследований в качестве объектов цикловой магнитной обработки приняты водные растворы с различным химическим составом,
в частности, по содержанию активного кислорода и свободного диоксида углерода. Количество циклов активации составляло 0-25 с шагом 5 циклов. Магнитная индукция устройства активации в центре рабочего зазора составляла 40 мТл.
Для принятых вариантов цикловой магнитной активации воды затворе-ния результаты испытания на прочность образцов в 90-суточном возрасте твердения в нормальных условиях приведены на рис. 1.
Обобщенными результатами исследований является установление волнового характера изменения прочности цементного камня от количества циклов омагничивания при принятых вариантах технических решений конструктивного исполнения устройств и режимов цикловой магнитной активации объектов обработки. При цикловой магнитной активации каждого единичного объекта водных растворов затворения (рис. 1, а), содержащих в негазированной артезианской воде активный кислород и в газированной гидрокарбонатной магниево-натриевой воде свободный диоксид углерода, зависимости прочности цементного камня от количества циклов обработки идентичны. При последовательной цикловой магнитной активации при отсутствии воздушных зазоров между устройствами магнитной обработки (рис. 1, б) и его наличии (рис. 1, в) эти зависимости претерпевают изменения. Обращает на себя внимание факт превышения хода зависимостей прочности цементного камня, приготовленного на активированной воде со значительным содержанием свободного диоксида углерода, по сравнению с зависимостями прочности цементного камня, приготовленного на активированной воде с содержанием кислорода, во всем диапазоне количества циклов активации и при всех принятых технических решениях устройств цикловой магнитной обработки воды. Данное превышение подтверждает ранее установленное положение о том, что объект активации при его цикловой магнитной обработке подобен дисперсной системе класса Г/Ж (Г - дисперсная фаза газ; Ж - дисперсионная среда жидкость) с регулируемой удельной поверхностью раздела фаз в процессе активации и изменением электрического потенциала среды [11].
Для принятых технических решений конструктивной реализации цикловой магнитной активации воды затворения дана оценка качества по прочности цементных композитов, затворенных на активированной водопроводной воде. При оценке качества образцов цементных композитов принят дифференциальный метод сопоставления единичных показателей качества по прочности.
В качестве относительного показателя качества принята величина q, определяемая по формуле
где Ri - значение единичного показателя качества по прочностям активированных образцов в конкретном режиме цикловой магнитной обработки воды затворения; Riб - значение соответствующего единичного базового показателя качества по прочности.
Для оценки выбирают отношение показателей, при котором увеличение q отражает улучшение качества. Если все относительные показатели по дан-
или
q — Ri/Riб q — Riб/Ri,
(1) (2)
ному критерию качества q > 1, то уровень качества активированного композита не ниже базового, если же все или часть относительных показателей q < 1, то уровень качества ниже базового. В качестве последнего в наших исследованиях приняты значения качества контрольной серии образцов.
На рис. 2 приведены изменения дифференциального показателя качества цементного камня для трех исследуемых технических решений реализации цикловой магнитной активации. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют об улучшении качества цементных композитов в ряду «цикловая магнитная обработка каждого единичного объема воды затворе-ния» (рис. 2, кривая 3) - «последовательная цикловая магнитная обработка при вертикальном расположении единичных устройств активации и отсутствии воздушного зазора между ними» (рис. 2, кривая 2) - «последовательная цикловая магнитная обработка при вертикальном расположении единичных устройств активации и наличии воздушного зазора между ними» (рис. 2, кривая 7). Установленная экспериментально закономерность убедительно подтверждается данными (рис. 3) при цикловой активации артезианской негазированной питьевой воды, обогащенной кислородом, т. е. содержащей в большей части синглетный кислород (Ол). При создании макетного образца-модуля большей производительности на стадии опытно-конструкторских работ следует принять третью технологическую схему реализации цикловой магнитной активации воды затворения минеральных вяжущих и бетонных смесей.
1,30
0,70
0 5 10 15 20 25 N Количество циклов магнитной активации
Рис. 2. Зависимость показателя качества по прочности цементного камня при различных технологических приемах и циклах активации воды затворения: 1 - схема рис. 1, в; 2 - схема рис. 1, б; 3 - схема рис. 1, а
К90, МПа 90
К90, МПа
К90, МПа
0 5 10 15 20 25 N
90
80
70
50
40
30
к
1
1 — \ к
\ \
1
0 5 10 15 20 25 N б
/ / \ / [ [
/ /
\ * / V
V { 1 ) 1
А К J /
V ) (
0 5 10 15 20 25 N
Рис. 1. Зависимость прочности цементного камня от количества циклов магнитной активации воды затворения при различных технологических схемах обработки:
а - цикловая магнитная обработка каждого единичного объема воды затворения; б - последовательная цикловая магнитная обработка при вертикальном расположении единичных устройств активации и отсутствии воздушного промежутка между ними; в - последовательная цикловая магнитная обработка при вертикальном расположении единичных устройств активации и наличии воздушного промежутка между ними; о - вода водопроводная питьевая; • - вода питьевая артезианская с активным кислородом (9-15 мг/л); х - вода природная минеральная гидрокарбонатная магниево-натриевая газированная (свободный С02 2409 мг/л)
£
к
ч &
Л
I
06 г
К'
I
л Л
Л
а §
а
Я х
1 з
2 к
г л
00 чо
1,40
0,80
0 5 10 15 20 25 N Количество циклов магнитной активации
Рис. 3. Зависимости показателя качества по прочности цементного камня при различных технологических схемах и циклах активации артезианской негазированной питьевой воды, обогащенной кислородом: 1 - схема рис. 1, в; 2 - схема рис. 1, б; 3 - схема рис. 1, а
Разновидности конструкций устройств цикловой магнитной активации воды затворения определяются типом объекта обработки, их назначением и применением добавок различного агрегатного состояния, а также целевым последующим использованием активированной воды или водной суспензии.
В основу их разработки и создания закладывают принципиально новые решения, не имеющие аналога, совмещение новых и известных конструктивных решений, модификацию известных технических решений.
Независимо от принятой конструкции устройств цикловой магнитной активации воды затворения, реализующей оптимальную технологическую схему магнитной обработки, целесообразно принять следующую последовательность основных этапов. Экспериментально установить базовый интервал изменения цикловой обработки воды затворения минеральных вяжущих и характер изменения прочности микробетона (цементного камня). Установить закон подобия и идентичность основных закономерностей и свойств микробетона с изменением технологической схемы реализации цикловой магнитной активации воды затворения с увеличением масштабного фактора активируемого объекта и принятого типа бетона.
На рис. 4 приведен характер изменения прочности цементного камня в диапазоне количества циклов активации 0-25 с шагом 5 циклов при постоянстве водоцементного отношения. Из данных рис. 6 видно, что зависимости прочности активированных образцов цементного камня от количества циклов
активации, для всех принятых типов цементов, носят волновой характер. Обращает на себя внимание наличие максимальных значений прочности цементного камня в диапазоне количества циклов обработки 0-25 для всех принятых типов вяжущих. Данные значения прочностей цементных образцов превышают прочности образцов контрольной серии (неактивированные) соответственно для каждого типа вяжущего. Аналогичные закономерности имеют место и при водоцементных отношениях, равных 0,35 и 0,45.
Проведенные исследования по оценке роли временного фактора активации в сопоставимых условиях и сохранению закона подобия свойств с увеличением масштабного фактора объекта исследований представлены в графической форме на рис. 5. Из данных рис. 5 следует, что максимальные значения прочностей как цементного камня на основе двух типов вяжущих, так и мелкозернистого бетона на основе портландцемента М500-Д0 получены при одинаковом количестве циклов активации водопроводной воды затворения, равном 15. Углубленные исследования по оценке прочности микробетона и мелкозернистого бетона, приготовленных с применением для этих целей активированной по цикловой магнитной обработке артезианской негазированной, обогащенной кислородом воды затворения, приведены в табл. 1.
Данные рис. 7 и табл. 1 явно свидетельствуют о сохранении подобия прочностных свойств твердеющих композитов цементного камня и мелкозернистого бетона при вариации режимов цикловой магнитной активации воды затворения. Это дает основание осуществлять оптимизацию режимов цикловой магнитной активации воды затворения при получении цементного камня с последующей рекомендацией этих режимов активации воды затворения при подготовке бетонных смесей.
Я23, МПа
У ■Ч
1
ч | 7 ^ / г
Л
!- Щ1ТЦ400 ПЦ400-Д20 М500-Д0 IIЦ4 00-ДО
21-
4-
!> э 1В 15 10 15 N
Рис. 4. Зависимость прочности цементного камня от количества циклов магнитной активации при различных типах цементов и постоянном водоцементном отношении 0,4
1,6
0,9
0 5 10 15 20 25 30 Количество циклов магнитной активации
Рис. 5. Изменение показателя качества по прочности цементного камня и мелкозернистого бетона от количества циклов магнитной обработки воды затворения: 1 - для мелкозернистого бетона; 2 - для ПЦ400-Д0; 3 - для ПЦ500-Д0
Таблица 1
Прочность цементного камня и мелкозернистого бетона при различном количестве циклов магнитной активации воды затворения негазированной, обогащенной кислородом
Номер режима Количество циклов магнитной обработки воды Прочность цементного камня, МПа Прочность мелкозернистого бетона, МПа
1 0 56,5 25,7
2 5 58,2 30,4
3 10 53,0 25,5
4 15 60,3 30,8
5 20 64,5 32,0
6 25 60,1 30,2
Следует отметить, что приведенные выше экспериментальные данные графиков и таблиц по изменению прочности цементного камня и мелкозернистого бетона в диапазоне количества циклов магнитной активации 0-25 получены для режимов, реализующих активируемую воду с временем ее выдержки до затворения, равным нулю.
Результаты экспериментальных исследований по влиянию времени выдержки воды затворения после активации для различных твердеющих композиций приведены в табл. 2 и 3.
Таблица 2
Влияние времени выдержки активированной воды затворения и ее повторной обработки по цикловой технологии на прочность
цементного камня
Вид цемента Количество циклов магнитной обработки воды затворения Относительный показатель качества (ц) по прочности цементного камня при различном времени выдержки до затворения, ч
0 1 2 3 24 48
ПЦ500-Д0 15 1,00 1,08 1,10 1,24 1,22 1,29
ПЦ500-Д0 - затво-рение водой, прошедшей повторную активацию 15 + повторная 15 циклов 1,00 - - 1,21 1,23 1,30
ПЦ400-Д20 10 1,00 1,02 1,08 1,20 1,10 1,15
ПЦ400-Д20 - за-творение водой, прошедшей повторную активацию 10 + повторная 10 циклов 1,00 - - 1,19 1,09 1,14
Значение единичного базового показателя качества по прочности цементного камня равно прочности активированных образцов при количестве циклов магнитной активации 15 и 10 для затворения ПЦ500-Д0 и ПЦ400-Д20 соответственно с нулевой выдержкой после обработки до затворения
Результаты оценки прочностных свойств цементного камня и мелкозернистого бетона при различном времени выдержки активированной воды за-творения приведены в табл. 3. Значения относительных показателей (ц) прочности приняты при базовом показателе, равном прочности контрольных (при неактивированной воде) серий твердеющих композиций.
Таблица 3
Показатель качества по прочности цементных композитов
различного геометрического размера
Наименование твердеющей композиции Относительный показатель качества по прочности цементного камня и мелкозернистого бетона (ц) при различном времени выдержки до затворения, ч
0 1 2 3 24 48 72
Цементный камень 1 1,41 1,35 1,37 1,39 1,50 1,54
Мелкозернистый бетон 1,00 1,24 1,28 1,32 1,57 1,45 1,52
Из данных табл. 2 и 3 видно, что время выдержки обработанной воды по цикловой технологии активации до затворения приводит к росту прочности
твердеющих композиций и устойчивости этого показателя при 24-и 48 часовой выдержке. Таким образом, при реализации технологии цикловой магнитной активации целесообразно введение технологического приема предварительной выдержки активированной воды до затворения.
Влияние цикловой магнитной активации воды затворения на свойства приведенных выше композитов с минеральной матрицей и на течение процессов их структурообразования связывается как с изменением свойств самого объекта обработки, так и с интенсивностью и степенью перестройки структуры, и с изменением степени гидратации цемента по твердой и жидкой фазе.
Поверхность воды представляет собой межфазную границу, отделяющую воду от других тел. Жидкая вода всегда содержится в каком-либо сосуде, где часть воды контактирует с его стенками, с поверхностью раздела «вода - воздух», тогда как другая часть воды «объемная вода» удалена от стенок сосуда. Отмечается, что вода, контактирующая со стенками или газовой фазой, так называемая пограничная вода, отличается по многим свойствам от «объемной» воды [13]. Кроме того, любая вода всегда содержит неводные компоненты, например растворенные в воде молекулы и ионы, газовые пузырьки разных размеров, включая невидимые - нанопузырьки, наночастицы различной химической природы. В результате исследований последних лет установлено, что подобные примеси наноразмерной величины существенно влияют на физические и химические свойства воды даже в исчезающе малых количествах [14].
Объем пограничной воды, формирующейся у границ раздела воды со стенками сосуда и с газовыми фазами, воды, гидратирующей присутствующими в воде примесями, может быть регулируемым и составлять значительную долю от всей воды в данной водной системе. Пограничная вода организована, в определенном понятии структурирована. Однако, в отличие от жестко структурированного льда [10], пограничная вода остается жидкой и проявляет свойства жидкокристалличности. Этим она отличается и ото льда, и от воды, с которой она непосредственно контактирует, - от значительно более аморфной «объемной» воды.
В настоящее время известно, что фундаментальным свойством водных систем, в которых существует организованная, жидкокристаллическая и аморфная вода, является наличие разности электрических потенциалов, которая может достигать долей вольт. При этом жидкокристаллическая вода, прилегающая к гидрофильным поверхностям, имеющая в ряде случаев толщину в десятки и сотни микрон, как правило, заряжена отрицательно, т. е. имеет избыток электронов [15]. К этому следует добавить, что согласно модели, предложенной в [16], поверхность воды имеет отрицательный электрический потенциал, обусловленный накоплением гидроксильных ионов НО-. Противоположно заряженные ионы гидроксония Н3О+ притягиваются к отрицательно заряженной поверхности воды, формируя двойной электрический слой. По этой причине мелкие газовые включения, взвешенные в воде, приобретают, как правило, отрицательный заряд и взаимно отталкиваются друг от друга [17].
Исследованиями установлено, что и «объемная вода», находящаяся на значительном расстоянии от границ раздела воды со стенками и границей раздела «вода - воздух», может быть существенно неоднородной. В чистой «объемной» воде присутствуют стабильные отрицательно заряженные водные кластеры размерами от десятков нанометров до многих микрон. Такие кластеры возможно выделить из воды, т. к. они не испаряются в течение длительного времени даже в тепле [18]. Таким образом, и «объемная» вода может быть суспензией, в которой существуют два типа водных структур. Одна из этих структур представляет собой организованную жидкокристаллическую фазу, а другая - аморфную воду. Это значит, что «реальная» вода - это крайне неравновесная система, в которой между разными водными фазами всегда существуют электрические и другие градиенты.
Излагаемый ниже механизм опирается на научные взгляды профессора В.Л. Воейкова. Итак, организованная водная фаза является потенциальным донором электронов, т. е. восстановителем. Поскольку она обладает свойствами жидкого кристалла, она служит плохим растворителем даже для тех веществ, которые хорошо растворяются в воде. Эти вещества должны быть растворены в аморфной воде. Если в водной системе создаются условия для тока электронов из отрицательно заряженной водной фазы на акцепторы электронов, присутствующие в аморфной воде, потенциальная энергия, запасенная в электрических градиентах, может превратиться в свободную энергию. Последняя может быть использована для выполнения работы как внутри водной системы, так и вне ее.
В любой воде всегда присутствует растворенный кислород, являющийся универсальным окислителем. Поэтому в любой воде может в принципе осуществляться окисление жидкокристаллической воды кислородом. Окисление кислородом воды, как окисление им любого другого горючего, - это процесс, при котором электроны (атомы водорода) переносятся с окисляемого вещества, в данном случае воды, на окислитель - кислород, который при этом восстанавливается до молекул воды:
2Н2О + О2 ^ (АФК: Оз », НОг», Н2О2 и др.) ^ О2 + 2Н2О + п ■ км.
В ходе последовательного восстановления кислорода электронами образуются суточные малоустойчивые, короткоживущие соединения, обладающие высокой химической активностью. Эти продукты представляют собой свободные радикалы, перекиси, и в совокупности их называют «активные формы кислорода» (АФК). В реакциях с участием АФК освобождаются крупные порции (кванты) энергии, которые эквивалентны квантам ближнего инфракрасного, видимого и даже УФ-света. Последовательное присоединение к молекуле кислорода четырех атомов водорода, по ходу которого появляются и исчезают АФК, - это его полное восстановление до двух молекул воды. При этом на каждую восстановленную молекулу кислорода освобождается в общей сложности 8 электрон-вольт энергии [19].
Такая реакция может осуществляться только в системе, в которой сосуществуют служащая донором электронов организованная (низкоэнтропийная) водная фаза - жидкокристаллическая вода (Н2О в левой части уравнения), служащая растворителем для кислорода, и высокоэнтропийная вода (Н2О
в правой части уравнения), в которой растворен кислород и которая обогащена протонами, нейтрализующими электроны. Энергия, таким образом, освобождается за счет разрушения организованной воды и увеличения энтропии в системе. Если условия для регенерации жидкокристаллической воды при ее горении сохраняются, то процесс приобретает циклический характер. Однако обычный молекулярный кислород весьма инертен, и чтобы процесс окисления воды стал осуществляться эффективно, требуется приток энергии активации, например, в виде освещения, и/или присутствие катализаторов, снижающих энергетический барьер для горения воды.
Роль такого рода катализаторов могут играть присутствующие в воде различные формы углекислоты (СО2 -о- Н2СО3 -о- НСО3- -о- СО32-). С одной стороны, они способствуют дополнительному структурированию воды, увеличивая разность потенциалов между двумя фазами, с другой - катализируют окисление воды благодаря своей способности участвовать в свободно-радикальных реакциях. Так, в присутствии подходящих доноров электронов одноэлектронное восстановление СО2 до анион-радикала двуокиси углерода (СО2-») является термодинамически выгодным. Этот радикал является сильным восстановителем, и он может восстанавливать кислород, выступая в роли «челнока» между водной фазой, служащей донором электронов, и присутствующим в воде кислородом. С другой стороны, один из продуктов одно-электронного окисления воды - гидроксил-радикал (НО») - легко окисляет бикарбонатный анион до карбонат-анион радикала (СО3-»). Последний способствует окислению воды и перекиси водорода. Возникает сеть сопряженных и стабилизирующих друг друга окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых генерируется энергия электронного возбуждения. Все эти процессы имеют циклический характер, и при их протекании в замкнутой системе не происходит расходования реагентов - воды, кислорода и углекислоты. Реакции с участием АФК и активных форм углекислоты сопровождаются выделением энергии высокой плотности световых фотонов, и если «горение» воды действительно имеет место, то оно должно сопровождаться появлением излучения большей или меньшей интенсивности [20].
Интенсивность протекающих в воде окислительно-восстановительных процессов, определяющая энергонасыщенность (активность) воды, может изменяться в достаточно широких пределах. Она зависит от ее солевого состава, наличия в воде наночастиц и нанопузырьков, структурирующих водную систему, от предыстории водной системы, например, воздействия на нее механических, магнитных, электромагнитных полей. Следует отметить, что энергонасыщенность пограничной и внутренней воды также различна. По данным А.А. Назарова, даже в объеме стакана один из типов воды имел энергонасыщенность внутренней воды 40 кДж/моль, а пограничной, толщиной слоя 0,3 микрона, - 60 кДж/моль.
В технологии цикловой магнитной активации воды затворения, независимо от ее типа, одновременно происходит привнесение в объект обработки дополнительного кислорода и воздействие магнитного поля, что стимулирует течение процессов по приведенному выше механизму с изменением энергонасыщенности воды в процессе обработки и выдержки ее после активации.
Полученные результаты исследования свойств цементных композиций и оптимизация технологических приемов цикловой магнитной активации воды затворения в конструктивно различных условиях ее обработки позволяют утверждать, что определение рациональных технологических приемов цикловой магнитной активации воды затворения и свойств цементных композитов следует осуществлять на стадии исследований свойств цементного камня с последующим прямым переносом для подготовки бетонных смесей принятого технологического приема активации и оптимальных режимов.
При реализации цикловой магнитной активации целесообразно использование технологического приема предварительной выдержки активированной воды до затворения.
Применение технологии цикловой магнитной активации воды затворе-ния как инструмента для производства обновленных или совсем новых товаров в строительной индустрии возможно путем передачи данной разработки на существующие промышленные предприятия и создания автономных предприятий малого бизнеса с организацией поставки своей продукции на рынок строительных товаров.
Библиографический список
1. Помазкин, В.А. Магнитоактивированная вода в строительных технологиях / В.А. Помазкин, А.А. Макеев // Вестник ОГУ. - 2001. - № 1. - С. 109-114.
2. Гульков, А.Н. Применение магнитной обработки воды на предприятиях Дальнего Востока / А.Н. Гульков, Ю.А. Заславский, П.П. Ступаченко. - Владивосток : Изд-во Дальневосточного ун-та, 1990. - 134 с.
3. Композиционные строительные материалы на активированной воде затворения / В.Т. Ерофеев, А.А. Матвиевский, А.К. Осипов [и др.] // Строительные материалы. -
2007. - № 11. - С. 56-57.
4. Кинетический анализ процессов структурообразования в активированной системе «цемент - вода» / Н.П. Горленко, Е.Б. Чернов, Ю.С. Саркисов [и др.] // Вестник ТГАСУ. -2010. - № 2. - С. 147-153.
5. Сафронов, В.Н. Технология цикловой магнитной обработки воды затворения в производстве строительных материалов / В.Н. Сафронов, С.А. Кугаевская // Новые энерго-и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: сб. трудов Международной научно-технической конференции. - Пенза : ПДЗ,
2008. - С. 190-193.
6. Цикловая магнитная активация газонаполненных жидких сред затворения цементных систем / В.Н. Сафронов, Ю.С. Саркисов, С.А. Кугаевская [и др.] // Вестник ТГАСУ. -
2009. - № 4. - С. 89-99.
7. Safronov, V.N. Undersuchung des Einflusses einer magnetischen Behandlung auf die Eigenschaften keramischer Materialien / V.N. Safronov, S.N. Sokolova // Keramishe Zeitschrift. -2005. - № l. - S. 10-13.
8. Zur Egenschaftsbeeinflussung bei der Herstellung von Baumaterialien unter Verwendung von Fluoranhydrit / A.D. Kudiakov, L.A. Anikanova, V.N. Safronov [etc.] // Internationale Baustofftagung (Ibausil). Tagungsbericht. - 2006. - В. 1. - S. 749-758.
9. Формирование структур твердения в системе «низинный торф - активированная вода» / H.O. Копаница, М.А. Ковалева, В.Н. Сафронов [и др.] // Вестник ТГАСУ. - 2009. -№ 2. - С. 111-120.
10. Сафронов, В.Н. Цикловая магнитная активация жидких сред затворения с нарушенной структурой различного химического состава / В.Н. Сафронов, С.А. Кугаевская, Е.В. Румянцева // Вестник ТГАСУ. - 2012. - № 3. - С. 133-142.
11. Сафронов, В.Н. Временной фактор в технологии цикловой магнитной активации воды затворения минеральных вяжущих / В.Н. Сафронов, С.А. Кугаевская // Вестник ТГАСУ. - 2013. - № 1. - С. 163-171.
12. Влияние магнитной активации на свойства сред затворения и прочность цементного камня на их основе / В.Н. Сафронов, С.А. Кугаевская // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. трудов Международной научно-технической конференции. - Пенза : ПДЗ, 2011. - С. 111-114.
13. Surfaces and interfacial water: evidence that hydrophilic surfaces have long-range impact / J.M. Zheng, W.C. Chin, E. Khijniak [etc.] // Adv Colloid Interface Sci. - 2006. - V. 127. -P. 19-27.
14. The effect of rf-irradiation on electrochemical deposition and its stabilization by nanoparticle doping / Y. Katsir, L. Miller, Y. Aharonov [etc.] // Journal of the Electrochemical Society, 154[4]: D249-D259 (2007).
15. Role of proton gradients in the mechanism of osmosis / Q. Zhao, K. Ovchinnikova, B. Chai [etc.] // J. Phys Chem B. - 2009. - Aug 6. - 113 (31): 10708-14.
16. Collacicco, G. Electrical potential of the water surface / G. Collacicco // Chemica Scripta. -1988. - № 2. - V. 28. - P. 141-144.
17. Андреев, В.Г. Влияние поверхностного потенциала воды на реологические свойства дисперсных систем / В.Г. Андреев // Книга докладов Международного симпозиума «Надежность и качество». - Пенза, 2004. - С. 385-386.
18. Lo, S.Y. Evidence for the existence of stable-water-clusters at room temperature and normal pressure / S.Y. Lo, X. Geng, D. Gann // Phisics Letters A. - 2009. - V. 373. - P. 3872-3876.
19. Воейков, В.Л. Ключевая роль устойчиво неравновесного состояния водных систем в биоэнергетике / В.Л. Воейков // Российский химический журнал (Журнал РХО им. Д.И. Менделеева). - 2009. - Т. LIII. - № 6. - С. 41-49.
20. Активированные перекисью водорода водные растворы бикарбонатов - долговременные источники низкоинтенсивного излучения, реагирующие на слабые и сверхслабые воздействия / Д.М. Ха, О.Г. Мухитова, Н.Д. Виленская [и др.] // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2011. - № 2. - С. 28-38.
References
1. Pomazkin, V.A., Makeev, A.A. Magnitoaktivirovannaya voda v stroitel'nykh tekhnologiyakh [Magnetically activated water in construction technologies]. Vestnik of OSU. Orenburg : Orenburg State University, 2001. No. 1. Pp. 109-114. (rus)
2. Gul'kov, A.N., Zaslavskii, Yu.A., Stupachenko, P.P. Primenenie magnitnoi obrabotki vody na predpriyatiyakh Dal'nego Vostoka [Magnetic water treatment at Far East enterprises]. Vladivostok : Izd-vo Dal'nevostochnogo un-ta [Far Eastern Federal University Publ.], 1990. 134 p. (rus)
3. Erofeev, V.T., Matvievskii, A.A., Osipov, A.K., et al. Kompozitsionnye stroitel'nye materialy na aktivirovannoi vode zatvoreniya [Composite building materials based on activated mixing water]. Construction Materials. 2007. No. 11. Pp. 56-57. (rus)
4. Davydova, N.G., Sarkisov, Yu.S., Gorlenko, N.P., Chernov, Ye.B. Kineticheskiy analiz protsessov strukturoobrazovaniya v aktivirovannoy sisteme «Tsement-voda» [Kinetic analysis of structurization in activated system "Cement-Water"]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2010. No. 2. Pp. 147-153. (rus)
5. Safronov, V.N., Kugaevskaya, S.A. Tekhnologiya tsiklovoi magnitnoi obrabotki vody zat-voreniya v proizvodstve stroitel'nykh materialov [Cycle magnetic activation technology for mixing water used in construction material production]. Coll. Papers Int. Sci. Tech. Conf. 'High energy- and resource-efficient technologies in building material production'. Penza : PDZ, 2008. Pp. 190-193. (rus)
6. Safronov, V.N., Sarkisov, Yu.S., Kugaevskaya, S.A. Tsiklovaya magnitnaya aktivatsiya ga-zonapolnennykh zhidkikh sred zatvoreniya tsementnykh sistem [Cycle magnetic activation of gas-filled mixing waters for cement pastes]. Vestnik TSUAB. 2009. No. 4. Pp. 89-99. (rus)
7. Safronov, V.N., Sokolova, S.N. Undersuchung des Einflusses einer magnetischen Behandlung auf die Eigen-schaften keramischer Materialien. Keramishe Zeitschrift. 2005. No. l. Pp. 10-13.
8. Kudiakov, A.D., Anikanova, L.A., Safronov, V.N. et al. Zur Egenschaftsbeeinflussung bei der Herstellung von Baumaterialien unter Verwendung von Fluoranhydrit. Internationale Baustofftagung (Ibausil). Tagungsbericht. 2006. V. 1. Pp. 749-758.
9. Kopanitsa, N.O., Kovaleva, M.A., Safronov, V.N., et al. Formirovanie struktur tverdeniya v sisteme «nizinnyi torf - aktivirovannaya voda» [Solid structure formation in 'black peat - activated water' system]. Vestnik TSUAB. 2009. No. 2. Pp. 111-120. (rus)
10. Safronov, V.N., Kugaevskaya, S.A., Rumyantseva, E.V. Tsiklovaya magnitnaya aktivatsiya zhidkikh sred zatvoreniya s narushennoi strukturoi razlichnogo khimicheskogo sostava [Cycle magnetic activation of mixing waters with disturbed structure of different chemical composition]. Vestnik TSUAB. 2012. No. 3. Pp. 133-142. (rus)
11. Safronov, V.N., Kugaevskaya, S.A. Vremennoi faktor v tekhnologii tsiklovoi magnitnoi ak-tivatsii vody zatvoreniya mineral'nykh vyazhushchikh [Time factor in cycle magnetic activation technology of mixing water used for cementitous materials]. Vestnik TSUAB. 2013. No. 1. Pp. 163-171. (rus)
12. Safronov, V.N., Kugaevskaya, S.A. Vliyanie magnitnoi aktivatsii na svoistva sred zatvoreniya i prochnost' tsementnogo kamnya na ikh osnove [Magnetic activation impact on mixing water properties and strength of cement stone produced therefrom]. Kompozitsionnye stroitel'nye materialy. Teoriya i praktika: Coll. Papers Int. Sci. Tech. Conf. 'Composite building materials. Theory and practice '. Penza : PDZ, 2011. Pp. 111-114. (rus)
13. Zheng, J.M., Chin, W.C., Khijniak, E., et al. Surfaces and interfacial water: evidence that hydro-philic surfaces have long-range impact. Adv. Colloid Interface Sci. 2006. V. 127. Pp. 19-27.
14. Katsir, Y., Miller, L., Aharonov, Y., et al. The effect of RF-irradiation on electrochemical deposition and its stabilization by nanoparticle doping. Journal of the Electrochemical Society, 154[4]: D249-D259 (2007).
15. Zhao, Q., Ovchinnikova, K., Chai, B., et al. Role of proton gradients in the mechanism of osmosis. J. Phys Chem B. 2009. Aug 6.113 (31): 10708-14.
16. Collacicco, G. Electrical potential of the water surface. Chemica Scripta. 1988. No. 2. V. 28. Pp. 141-144.
17. Andreev, V.G. Vliyanie poverkhnostnogo potentsiala vody na reologicheskie svoistva disper-snykh sistem [Water surface potential effect on rheological properties of dispersion systems]. Proc. Int. Symp. 'Reliability and Quality'. Penza, 2004. Pp. 385-386. (rus)
18. Lo, S.Y., Geng, X., Gann, D. Evidence for the existence of stable-water-clusters at room temperature and normal pressure. Physics Letters A. 2009. V. 373. Pp. 3872-3876.
19. Voeikov, V.L. Klyuchevaya rol' ustoichivo neravnovesnogo sostoyaniya vodnykh sistem v bio-energetike [The key role of steady non-equilibrium state of water systems in bioenergetics]. Russian Journal of General Chemistry. 2009. V. LIII. No. 6. Pp. 41-49. (rus)
20. Kha, D.M., Mukhitova, O.G., Vilenskaya, N.D., et al. Aktivirovannye perekis'yu vodoroda vodnye rastvory bikarbonatov - dolgovremennye istochniki nizkointensivnogo izlucheniya, reagiruyushchie na slabye i sverkh-slabye vozdeistviya [Bicarbonate aquatic solutions activated by hydrogen peroxide as long-term sources of low-intensive radiation responding to weak and superweak effects]. BiomedicalRadioelectronics. 2011. No. 2. Pp. 28-38. (rus)
