Научная статья на тему 'Роль цикловой магнитной обработки воды затворения в управлении свойствами и процессами гидратации и структурообразования цементных систем'

Роль цикловой магнитной обработки воды затворения в управлении свойствами и процессами гидратации и структурообразования цементных систем Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
89
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЦИКЛОВАЯ МАГНИТНАЯ ОБРАБОТКА / ЦЕМЕНТ / ВОДА / СВОЙСТВА / ЦЕМЕНТНЫЙ КАМЕНЬ / КЛАСТЕРЫ / АМОРФНАЯ ФАЗА / КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ФАЗА / МЕТОД РИТВЕЛЬДА / МОДЕЛИРОВАНИЕ / РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ / MAGNETIC ACTIVATION CYCLE / CEMENT / WATER / PROPERTIES / CEMENT STONE / CLUSTERS / AMORPHOUS PHASE / CRYSTALLINE PHASE / RIETVELD METHOD / MODELING / GAS SOLUBILITY

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Сафронов Владимир Николаевич, Горленко Николай Петрович, Саркисов Юрий Сергеевич, Абзаев Юрий Афанасьевич, Кугаевская Софья Николаевна

В работе приведены результаты комплексных экспериментальных исследований влияния цикловой магнитной обработки воды затворения портландцемента на процессы гидратации и структурообразования цементных систем и на формирование эксплуатационных характеристик цементного камня. Установлено, что эффективность управления свойствами как отдельных компонентов, так и системы в целом определяется не только собственными свойствами компонентов, но и оптимальными режимами внешнего воздействия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Сафронов Владимир Николаевич, Горленко Николай Петрович, Саркисов Юрий Сергеевич, Абзаев Юрий Афанасьевич, Кугаевская Софья Николаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MIXING WATER MAGNETIC ACTIVATION CYCLE EFFECT ON HYDRATION AND STRUCTURE FORMATION OF CEMENT SYSTEMS

The paper presents experimental results of mixing water magnetic activation effect on hydration processes in and structure formation of cement systems and the functional performance of cement stone. It is stated that the efficient control for properties of both particular components and the entire system are defined not only by individual properties of components but also optimum modes of exposure.

Текст научной работы на тему «Роль цикловой магнитной обработки воды затворения в управлении свойствами и процессами гидратации и структурообразования цементных систем»

УДК 622.733:537.064.32

САФРОНОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, канд. техн. наук, доцент, [email protected]

ГОРЛЕНКО НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ, докт. техн. наук, профессор, [email protected]

САРКИСОВ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор, [email protected]

АБЗАЕВ ЮРИЙ АФАНАСЬЕВИЧ, докт. физ.-мат. наук, профессор, [email protected]

КУГАЕВСКАЯ СОФЬЯ НИКОЛАЕВНА, ст. преподаватель, [email protected]

ЕРМИЛОВА ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА, студентка,

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

РОЛЬ ЦИКЛОВОЙ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ В УПРАВЛЕНИИ СВОЙСТВАМИ И ПРОЦЕССАМИ ГИДРАТАЦИИ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ

В работе приведены результаты комплексных экспериментальных исследований влияния цикловой магнитной обработки воды затворения портландцемента на процессы гидратации и структурообразования цементных систем и на формирование эксплуатационных характеристик цементного камня. Установлено, что эффективность управления свойствами как отдельных компонентов, так и системы в целом определяется не только собственными свойствами компонентов, но и оптимальными режимами внешнего воздействия.

Ключевые слова: цикловая магнитная обработка; цемент; вода; свойства; цементный камень; кластеры; аморфная фаза; кристаллическая фаза; метод Ритвельда; моделирование; растворимость газов.

VLADIMIR N. SAFRONOV, PhD, A/Professor,

[email protected]

NIKOLAI P. GORLENKO, DSc, Professor,

[email protected]

YURIIS. SARKISOV, DSc, Professor,

[email protected]

YURII A. ABZAEV, DSc, Professor,

[email protected]

SOF''YA N. KUGAEVSKAYA, Senior Lecturer, [email protected]

TAT''YANA A. ERMILOVA, Student,

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

© В.Н. Сафронов, Н.П. Горленко, Ю.С. Саркисов, Ю.А. Абзаев, С.Н. Кугаевская, Т. А. Ермилова, 2014

MIXING WATER MAGNETIC ACTIVATION CYCLE EFFECT ON HYDRATION AND STRUCTURE FORMATION OF CEMENT SYSTEMS

The paper presents experimental results of mixing water magnetic activation effect on hydration processes in and structure formation of cement systems and the functional performance of cement stone. It is stated that the efficient control for properties of both particular components and the entire system are defined not only by individual properties of components but also optimum modes of exposure.

Keywords: magnetic activation cycle; cement; water; properties; cement stone; clusters; amorphous phase; crystalline phase; Rietveld method; modeling; gas solubility.

Создание инновационных технологий при наличии оптимальных энергетических и материальных ресурсов в строительной индустрии сопряжено с расширением фундаментальных и прикладных исследований с получением нового класса строительных материалов - активированных композитов и их компонентов [1]. Последние в значительной степени связываются с развитием электрофизических технологий активации. Среди широкого спектра подобного рода технологий практически важной является цикловая магнитная активация воды затворения, успешно разрабатываемая в Томском государственном архитектурно-строительном университете. Обнадеживающими являются результаты исследований свойств композиций, приготовленных на воде затво-рения, обработанной по цикловой магнитной активации, керамических матриц [2], матриц на основе сульфатно-кальциевых отходов [3], органомине-ральных матриц на основе торфа [4], цементных матриц [5].

В настоящей работе установлены закономерности изменения процессов структурообразования и прочностных свойств твердеющих композиций при использовании различных вяжущих, затворенных на воде, активированной по цикловой технологии, с диапазоном водоцементного отношения 0,35-0,45 для всех принятых в работе типов цементов. Магнитная активация проводилась в устройстве обработки жидких сред с индукцией иона в центре, равной 40 мТл по методике, описанной в работе [5].

В качестве минеральных вяжущих в исследованиях были приняты ПЦ500-Д0, ПЦ400-Д0, ШПЦ400-Д0 (Топкинского завода) и ПЦ400-Д20 завода «Уралцемент». Активация воды затворения осуществлялась циклично в диапазоне 0-25 циклов с шагом 5 циклов. Прочность активированных образцов оценивалась в 28-суточном естественном твердении. Результаты экспериментальных исследований приведены на рис. 1-3.

Из приведенных рисунков видно, что зависимости прочности активированных образцов цементного камня от количества циклов активации для всех принятых типов цементов носят волновой характер. Прочность активированных образцов выше прочности образцов контрольной серии. Полученные закономерности различаются ходом кривых прочностных зависимостей.

Волновой характер указывает на то, что в зоне контактов действуют различные явления. Одни способствуют росту прочности, а другие ее снижают.

Количество циклов магнитной активации воды затворения

Рис. 1. Зависимость прочности цементного камня на цементе ПЦ500-Д0 от количества циклов активации при различных водоцементных отношениях

Рис. 2. Зависимость прочности цементного камня на цементе ЩПЦ-400 от количества циклов активации при различных водоцементных отношениях

Из графиков видно, что у каждого примененного цемента есть свой максимум прочности при определенном количестве циклов в принятом интервале цикловой магнитной активации.

Волновой характер изменения прочности активированного цементного камня от количества циклов обработки воды затворения связывается в основном с двумя технологическими факторами:

- увеличение количества циклов обработки воды по принятой технологии цикловой активации приводит к росту кислорода в обрабатываемой воде,

что обеспечивает повышение активности воды затворения, т. к. кислород в воздухе является парамагнитным веществом;

- с ростом количества циклов обработки воды затворения одновременно повышается величина ее поверхностного натяжения, что приводит к снижению процессов смачивания и прилипания жидкой фазы цементного теста и в конечном счете к снижению прочности активированного цементного камня.

80

& С

50

2

3 2 3

Рис. 3. Зависимость прочности цементного камня на цементе ПЦ400-Д20 от количества циклов активации при различных водоцементных отношениях

Характер изменения указанных факторов в принятом диапазоне цикловой магнитной активации определяет базовое начало течения процессов структурообразования цементного теста и, как следствие, ход зависимостей прочности активированных образцов от количества циклов магнитной обработки. Установленный волновой характер зависимостей хорошо согласуется с пятью основными типами кинетических кривых набора прочности, рассмотренных в работе [6], и с данными работы [7].

Проведены углубленные исследования по влиянию цикловой магнитно активированной воды затворения на прочность и особенности структурообра-зования цементного камня. В качестве воды затворения принята вода артезианская высшей категории негазированная с активным кислородом (15 мг/л). Содержание основных ионов приведено в табл. 1.

Содержание основных ионов в воде, мг/л

Таблица 1

70

60

40

30

0

5

0

15

20

25

N

Кальций Са2+ 30-50

Магний М^2+ 5-30

Калий К+ 2-10

Бикарбонаты НСО3- 150-300

Кислород О2 15

Окончание табл. 1

Фторид-ион F- 0,6-1,2

Общая минерализация 200-400 мг/л Общая жесткость 2,5-5,0 мг-экв/л

Результаты оценки прочности цементного камня приведены на рис. 4.

& с

54 52 50 48 46 44 42 40 38 36

HIIIII 1

ч

\

\

\

\

N

0 5 10 15 20 25

Количество циклов магнитной активации воды затворения

Рис. 4. Зависимость прочности цементного камня от количества циклов магнитной активации воды

Из рис. 4. видно, что полученная зависимость имеет максимальное значение прочности в принятом диапазоне изменения количества циклов магнитной активации воды затворения.

Дальнейшие физические исследования структурообразования цементного камня выполнены при количестве циклов активации 0,15 и 25.

В работе был проведен количественный фазовый анализ цементного камня в исходном состоянии, после 15 и 25 циклов магнитной обработки воды. Время твердения образцов в естественных условиях составляло 28 сут. Описание количественного фазового анализа приведено в работе [8]. Качественная идентификация структур цементного камня производилась с помощью базы кристаллографических данных COD [9]. Теоретические ди-фрактограммы отдельных фаз, интегральной интенсивности, а также экспериментальная дифрактограмма приведены на рис. 5-7. Как видно из рис. 5-7, экспериментальные дифрактограммы имеют сложный вид, выделяются как интенсивные, так и слабые перекрывающиеся рефлексы кристаллических фаз, в цементном камне присутствует также высокая доля аморфной фазы. При количественном фазовом анализе была достигнута хорошая степень сходимости расчетных интегральных интенсивностей (рис. 5-7, а) с экспериментальной. Критерии сходимости оказались равными Rwp = 6,46 и Rp = 4,92 % для исходного состояния (рис. 5, а), Rwp = 8,51 и Rp = 6,55 % для цементного камня с 15 циклами магнитной обработки воды (рис. 6, а) и, наконец, Rwp = 6,92 и Rp = 5,41 % для цементного камня с 25 циклами магнитной обработки воды (рис. 7, а) соответственно. Результаты количественного фазового анализа приведены в табл. 2-4. Анализ показал, что в исход-

ном состоянии цементный камень состоит из фаз [3Са0-8Ю2], Са0Н20, [Са0-48Ю2.5], [Са0С02], [4Са0-Л1203-Ре203]. После 15 циклов магнитной обработки воды (табл. 3) - 6Са03(Л1203)Л10, Са0С02, 3Са08Ю2. После 25 циклов магнитной обработки воды (табл. 4) - 3Са08Ю2, Са0-48Ю25, Са0Н20, Са0С02. В табл. 2-4 приведены также уточненные значения параметров решеток фаз.

Результаты количественного фазового состава в цементном камне свидетельствуют о том, что цикловая магнитная активация воды затворе-ния оказывает существенное влияние на твердение (табл. 2-4). Произошло изменение качественного состава фаз в цементном камне, а также относительной доли фаз. В исходном состоянии доминировала фаза 3Са08Ю2, которая оказалась основной также в камне после 25 циклов магнитной обработки воды. После 15 циклов магнитной обработки воды доминирующей оказалась промежуточная фаза 6Са03(Л1203)Л10. Можно полагать, что при 15 циклах магнитной обработки интенсивность кристаллизации 3Са08Ю2 существенно уменьшилась, а при 25 циклах, наоборот, возросла за счет снижения интенсивности в исследуемом интервале времени химических реакций, формирующих Са0Н20, Са0-48Ю25 и Са0С02, доля которых в интегральной интенсивности снизилась (табл. 2-4). Магнитная обработка воды привела к временному снижению скорости кристаллизации фазы 4Са0Л1203 Ре203, которая присутствует только в исходном состоянии. Увеличение циклов магнитной обработки воды оказало различное влияние на характер и последовательность кристаллизации фаз Са0С02, Са0-48Ю25. Доля первой фазы возросла при 15 циклах и уменьшилась при 25 циклах. Кристаллизация фазы Са0-48Ю25 существенно замедлилась при 15 циклах, что способствует, в свою очередь, интенсификации процессов фазообразований других клинкерных минералов портландцементного камня. Как следствие, это привело к достижению максимальной прочности цементного камня.

б

1500 -

1250 И

1000 II

750 II

500

250 О

50 60

26, град

30 60

26, град

Рис. 5. Количественный фазовый анализ цементного камня в исходном состоянии:

а - дифрактограмма цементного камня: 1 - теоретическая интегральная дифрактограмма; 2 - экспериментальная дифрактограмма; 3 - их разность; б - теоретические дифрактограммы отдельных фаз: 1 - 6[Са0-С02]; 2 - 36[3Са0-БЮ2]; 3 -6[Са0-48Ю2.5]; 4 - Са0-Н20; 5 - 2[4Са0-Л1203-Ее203

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

а

Рис. 6. Фазовый анализ цементного камня при 15 циклах магнитной активации воды за-творения:

а - дифрактограмма цементного камня: 1 - теоретическая интегральная дифрактограмма; 2 - экспериментальная дифрактограмма; 3 - их разность; б - теоретические дифрактограммы отдельных фаз: 1-4 [6(СаО)-3(А12О3)-А1О]; 2 -6[СаО-СО2]; 3 - 36[3СаО-БЮ2]

Рис. 7. Фазовый анализ цементного камня при 25 циклах магнитной активации воды за-творения:

а - дифрактограмма цементного камня: 1 - теоретическая интегральная дифрак-тограмма; 2 - экспериментальная дифрактограмма; 3 - их разность; б - теоретические дифрактограммы отдельных фаз: 1 - 6[СаО-СО2]; 2 - 36[3СаО-БЮ2]; 3 -6[СаО-4БЮ2.5]; 4 - СаО-И2О, 5 - 2[4СаО-А12О3-Ее2О3]

Таким образом, можно утверждать, что имеют место кристаллизация фаз различной интенсивности в системе «цемент - вода» и их перераспределение в структуре цементного камня до и после цикловой магнитной обработки воды затворения. При этом моделирование исследуемой системы и проведенные расчеты аморфных и кристаллических фаз методом Ритвельда до и после цикловой магнитной активации показало, что во многом прочность цементного камня определяется не только качественным состоянием этих фаз, но и их количественным соотношением.

Ранее в работе [5] было показано, что свойства воды до и после цикловой магнитной обработки в значительной мере определяются составом и растворимостью различных газов в ней.

Характеристики цементного камня в исходном состоянии

№ п/п Номер карточки Хим. формула фазы Доля интенсивности, % а, нм Ь, нм с, нм а Р У Пространств, группа и класс

1 96-900-8367 36[3Ca0-Si02] 49,64 3,3108 0,7041 1,8510 90° 94°12 90° Ст, monoclinic

2 96-100-1769 Са0Н20 17,02 0,3622673 0,3622673 0,4952329 90° 90° 120° P-3ml, trigonal

3 96-901-2792 6[Ca0-4Si025] 15,05 0,5489415 0,6744638 0,9226732 90° 94°22 90° Р2/т, monoclinic

4 96-900-0966 6[Са0-С02] 10,90 0,4991104 0,4991104 1,7162658 90° 90° 120° R-3C, trigonal

5 96-120-0010 2[4Ca0-Al203-Fe203] 5,89 0,556289 1,4517927 0,5371325 90° 90° 90° Ima2, orthorhombic

Таблица 3

Характеристики цементного камня после влияния магнитного поля на воду, 15 циклов

№ п/п Номер карточки Хим. формула фазы Доля интенсивности, % а, нм Ь, нм с, нм а Р У Пространств, группа и класс

1 96-901-1411 4[6Са0-3(А1203)-А10] 51,03 1,1970 1,1970 1,1970 90° 90° 90° I-43d, cubic

2 96-900-0966 6[Са0-С02] 25,10 0,4988 0,4988 1,7061 90° 90° 120° R-3c, trigonal

3 96-900-8367 36[ЗСаО-8Ю2] 21,61 3,3083 0,7027 1,8499 90° 94°12 90° Cm, monoclinic

Характеристики цементного камня после влияния магнитного поля на воду, 25 циклов

№ п/п Номер карточки Хим. формула фазы Доля интенсивности, % а, нм Ь, нм с, нм а Р У Пространств, группа и класс

1 96-900-8367 36[3Ca0-Si02] 82,43 3,3083 0,7027 1,8499 90° 94°12 90° Ст, monoclinic

2 96-901-2792 6[Ca0-4Si025] 5,39 0,55075 0,67509 0,93055 90° 94°597 90° Р2/т, monoclinic

3 96-100-1769 Ca0H20 4,76 0,3589 0,3589 0,4911 90° 90° 120° P-3ml, trigonal

4 96-120-0010 6[Са0-С02] 6,53 0,5584 1,4600 0,5374 90° 90° 90° Ima2, orthorhombic

г

е-•Я К

г л г

Se

» <

к 3

а г

Se

г »

к

U)

Как показано в табл. 1, вода содержит повышенные концентрации растворенного кислорода и углекислого газа как одних из основных газообразных примесей воды. Известно, что одним из основных факторов метастабиль-ности в жидкости являются растворенные газы, которые образуют газгидраты. Если пользоваться представлениями двухструктурной модели воды, согласно которым основную роль играют структурные пустоты в упорядоченной льдо-подобной фазе, то молекулы СО2 и О2 под действием теплового движения заполняют вакансии в тетраэдрическом расположении молекул Н2О. Размеры пустот составляют 0,59 и 0,52 нм, а размер молекулы углекислого газа и кислорода - 0,33 и 0,30 нм соответственно [10]. При этом квазикристаллическая решетка из молекул воды, если она не заполнена строго определенным количеством молекул газа, термодинамически нестабильна. Это означает, что небольшие по энергии внешние воздействия могут эффективно влиять на смещение квазиравновесных структур в таких системах.

Однако, согласно термодинамическим расчетам [11], внешнее магнитное поле не должно оказывать влияния на сдвиг химического равновесия (К), т. к. магнитная восприимчивость парамагнитных частиц исходных компонентов и продуктов реакции, как правило, отличается незначительно (имеет порядок 10-4-10-5) и не вносит существенного вклада в константу равновесия:

1п К = 1п К0 +[ Н (Дц)/КТ ], (1)

где К0 - константа равновесия в отсутствии внешнего воздействия; Н -напряженность магнитного поля; ц - магнитная восприимчивость; К - газовая постоянная; Т - температура.

В литературных данных имеются сведения как об увеличении, так и об уменьшении концентрации кислорода при воздействии магнитным полем [12-14]. По-видимому, это разночтение прежде всего связано с условиями проведения эксперимента, моментом его аналитического определения и неконтролируемыми процессами структурообразования в исходной воде. Известно, что молекулы газов занимают внутренние полости квазикристаллической структуры жидкости. При деассоциации (разрушении) таких структур под действием внешнего магнитного поля их количество уменьшается, и растворимость газов падает. С другой стороны, силовые линии однородного магнитного поля способны ориентировать как мономерные диполи воды, так и их ассоциаты с образованием льдоподобного каркаса ассоциативных конгломератов, внутри которых посредством сил Ван-дер-Ваальса закрепляются молекулы газов. Как следствие, растворимость газов повышается. Конкуренция указанных процессов структурообразования и разрушения структур в воде должна приводить к колебательным процессам в свойствах системы в целом.

Кроме того, рассматриваемые газы имеют разную магнитную природу. Кислород является парамагнетиком, а углекислый газ проявляет диамагнитные свойства. Это означает, что молекулы О2 будут втягиваться, а молекулы СО2 выталкиваться из силовых линий магнитного поля, что создает дополнительные условия метастабильных состояний в структурной организации воды.

С учетом возможной роли растворенных газов в появлении отклика на внешнее воздействие нами проведено исследование по поглощению углекис-

лого газа и кислорода водопроводной водой, активированном магнитным полем, по сравнению с контрольными образцами. Растворение газов в воде исследовали с помощью установки, представленной на рис. 8.

Рис. 8. Принципиальная схема установки по исследованию растворения газов в воде:

1 - устройство подачи газа; 2 - термостатированная ячейка; 3 - перистальтический насос; 4 - система магнитов; 5 - регулятор направления потока газа; 6 - манометр

Углекислый газ (или кислород) через устройство подачи газа (1) подавался в термостатированную ячейку (2), заполненную дистиллированной водой. После установления динамического равновесия в ячейке с помощью перистальтического насоса (3) раствор циркулировал через систему магнитов (4). Изменение растворимости углекислого газа (или кислорода) фиксировали по изменению давления в системе с помощью манометра (5) и регулятора направления потока газа (6).

Результаты экспериментальных данных приведены на рис. 9.

9 -

й £

и

о

10 20 30 40 Время, мин

1»№

й £

о

б

50

10

30

50

70

90

Время, мин

1

а

5

1

Рис. 9. Кинетические кривые поглощения кислорода (а) и углекислого газа (б): 1 - контроль; 2 - в условиях воздействия внешнего магнитного поля

Как следует из рис. 9, растворимость газов в воде при обработке магнитным полем имеет разнонаправленный характер, что, по-видимому, обусловлено различной магнитной восприимчивостью растворенных в воде газов к внешнему воздействию.

Концентрация углекислого газа в воде значительно превышает концентрацию растворенного кислорода. Более того, он способен образовывать различные формы химических соединений.

Согласно уравнению (1), энергии магнитного поля со средними значениями магнитной индукции (до 0,1 Тл) недостаточно для смещения химического равновесия в системе. Однако, когда К0 является малой величиной, вклад второго слагаемого может быть значимым.

При растворении газа в водной системе устанавливается динамическое равновесие между различными формами угольной кислоты по уравнению

2НСОз- = СОз2- + СО2 + Н2О.

Так как исследуемая вода (табл. 1) содержит гидрокарбонат-ионы, равновесный фактор является более чувствительным к количеству растворенного СО2. Следовательно, можно предполагать, что изменение концентрации газа может быть обусловлено и изменением константы равновесия при действии сил магнитного поля. Если количество кислоты в растворе меньше равновесной концентрации, то возникает тенденция к распаду части бикарбонатных ионов, т. е. смещению равновесия вправо, и наоборот, при избытке СО2 равновесие смещается влево. Значит, концентрация [С032-] увеличивается, и достигается значение произведения растворимости, что связано с изменением константы равновесия при действии сил магнитного поля. Следовательно, смещение равновесия может быть обусловлено изменением величины рН раствора, неоднократно наблюдаемым экспериментально для различных растворов при действии сил магнитного поля [15]. Константа равновесия (Кр) определяется выражением

[С02- ][С02][Н20]

Кр =

р [НСО- ]2

Значение равновесных долей различных форм СО2 приведены в табл. 5.

Таблица 5

Значения равновесных мольных долей различных форм диоксида углерода в зависимости от рН раствора

Химическая форма соединения Мольная доля

рН = 3 рН = 7 рН = 10

СО2 0,997 0,192 1,61 • 10-4

Н2СО3 2,79 • 10-3 5,35 • 10-4 4,51 • 10-2

НСОз- 4,19 • 10-4 0,808 0,676

СО32- 2,01 • 10-11 3,88 • 10-4 0,322

Из данных табл. 5 следует, что отношение концентраций химических форм [НСО3], [С02], [СО32-] различается на несколько порядков и суще-

ственно зависит от значения рН среды. Следовательно, возможность смещения равновесия в системе также может быть причиной проявления эффектов внешнего воздействия магнитным полем на воду.

Учитывая, что константа диссоциации угольной кислоты по первой и второй ступени соответственно равны К] = 4,5 • 10-7, К2 = 4,8 • 10-11 [1б], а магнитная восприимчивость в ассоциате из молекул воды является аддитивной функцией отдельных диполей, очевидно, будет наблюдаться изменение равновесных концентраций различных химических форм угольной кислоты, которые существенно изменяют и активность жидкости затворения.

Таким образом, предложенные в работе способы и технологические приемы получения магнитной обработки воды затворения могут служить основой управления свойствами компонентов системы «цемент - вода» и процессами гидратации и структурообразования цементных систем.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Сафронов, В.Н. Электрофизические технологии в производстве строительных материалов I В.Н. Сафронов. - Томск : Изд-во ТГАСУ, 2014. - 420 с.

2. Safronov, V.N. Undersuchung des Einflusses einer magnitischen Behandlung auf die Eigenschaften keramischer Materialien I V.N. Safronov, S.N. Sokolova II Keramishe Zeitschrift. -2005. - № 1. - S. 10-13.

3. Zur Egenschaftsbeeinflussung bei der Herstellung von Baumterialien unter Verwendung von Fluoranhydrit I A.D. Kudiakov, L.A. Anikaniva, V.N. Safronov [etc.] II Internationale Baustofftagung (Ibausil). Tagungsbericht. - 200б. - В. 1. - S. 749-75S.

4. Формирование структур твердения в системе «низинный торф - активированная вода» I Н.О. Копаница, М.А. Ковалева, В.Н. Сафронов, Ю.С. Саркисов II Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2009. - № 2. - С. 111-120.

5. Цикловая магнитная активация газонаполненных жидких сред затворения цементных систем I В.Н. Сафронов, Ю.С. Саркисов, С.А. Кугаевская, Е.В. Цилимова II Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2009. - № 4. -С. S9-99.

6. Саркисов, Ю.С. Вяжущие вещества на основе оксидных систем I Ю.С. Саркисов II Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2013. -№ 1. - С. 10S-11S.

7. Вернигорова, В.Н. СаО - SiO2 - H2O - динамическая диссипативная система I В.Н. Вер-нигорова II Изв. вузов. Строительство. - 1999. - № 1. - С. 43-48.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

S. Абзаев, Ю.А. Полнопрофильный рентгеноструктурный анализ клинкерного минерала С4AF I Ю.А. Абзаев, Ю.С. Саркисов, А.А. Клопотов, В. Д. Клопотов, Д.А. Афанасьев II Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. -2012. - № 4. - С. 200-209.

9. Условия доступа : www.crystallography.net

10. Бык, С.Ш. Газовые гидраты I С.Ш. Бык, Ю.Ф. Макогон, В.И. Фомина. - M., 1980. - 288 с.

11. Prashani, R. Termodynamics of chemical system in External fields I R. Prashani II AJAA Jornal. - 197б. - V. 14. - № 7. - P. 971-973.

12. Классен, В.И. О влиянии примесей газов на магнитную обработку водных систем I В.И. Классен, О.Т. Крылов, Г.Г. Лазарева II Деп. рукопись № 270хп - Д 81. - ОНИИТЭХИМ, 1982. - 11 с.

13. О влиянии магнитной обработки воды на концентрацию в ней кислорода I В.И. Классен, Р.Ш. Шафеев, Г.Н. Хажинская [и др.] II Докл. АН СССР. - 1970. - Т. 190. - № б. -С. 1391-1392.

14. Бондаренко, Н.Ф. Изменение свойств природных вод в магнитных полях I Н.Ф. Бонда-ренко, Е.З. Гак II Докл. ВаСХНИл. - 1979. - № 5. - С. 3б-39.

15. Классен, В.И. Омагничивание водных систем / В.И. Классен. - М. : Химия, 1973. - 39 с.

16. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье. - М. : Химия, 1971. -456 с.

REFERNCES

1. Safronov V.N. Elektrofizicheskie tekhnologii v proizvodstve stroitel'nykh materialov [Electro-physical technologies of construction material manufacture]. Tomsk : TSUAB Publ., 2014. 420 p. (rus)

2. Safronov V.N., Sokolova S.N. Undersuchung des Einflusses einer magnitischen Behandlung auf die Eigenschaften keramischer Materialien, Keramishe Zeitschrift. 2005. No. 1. Pp. 10-13.

3. Kudiakov A.D., Anikaniva L.A., Safronov V.N., et al. Zur Egenschaftsbeeinflussung bei der Herstellung von Baumterialien unter Verwendung von Fluoranhydrit. Internationale Baustofftagung (Ibausil). Tagungsbericht. 2006. B. 1. Pp. 749-758.

4. 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 of Tomsk State University of Architecture and Building. 2009. No. 2. Pp. 111-120. (rus)

5. 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 of Tomsk State University of Architecture and Building. 2009. No. 4. Pp. 89-99. (rus)

6. Sarkisov Yu.S. Vyazhushchie veshchestva na osnove oksidnykh system [Oxide-based binders]. Vestnik ofTomsk State University of Architecture and Building. 2013. No. 1. Pp. 108-118. (rus)

7. Vernigorova V.N. SaO - SiO2 - H2O - dinamicheskaya dissipativnaya sistema [SaO - SiO2 -H2O is a dynamic dissipative system]. News of Higher Educational Institutions. Construction 1999. No. 1. Pp. 43-48 (rus)

8. Abzaev Yu.A., Sarkisov Yu.S., Klopotov A.A., Klopotov V.D., Afanas'ev D.A. Polnoprofil'nyi rentgenostrukturnyi analiz klinkernogo minerala C4AF [X-ray diffraction analysis of C4AF clinker mineral]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2012. No. 6. Pp. 200-209. (rus)

9. Information on www.crystallography.net

10. Byk S.Sh., Makogon Yu.F., Fomina V.I. Gazovye gidraty [Gas hydrates]. Moscow, 1980. 288 p. (rus)

11. Prashani R. Termodynamics of chemical system in External fields. AJAA Jornal. 1976. V. 14. No. 7. Pp. 971-973

12. Klassen V.I., Krylov O.T., Lazareva G.G. O vliyanii primesei gazov na magnitnuyu obrabotku vodnykh sistem [Gas additive effect on magnetic processing of aquatic systems]. Dep. rukopis' N 270khp. Proc. 81. ONIITEKhlM. 1982. 11 p. (rus)

13. Klassen V.I., Shafeev R.Sh., Khazhinskaya G.N., et al. O vliyanii magnitnoi obrabotki vody na kontsentratsiyu v nei kisloroda [Magnetic processing of water and oxygen concentration]. Proc. USSR Academy of Sciences. 1970. V. 190. No. 6. Pp. 1391-1392. (rus)

14. Bondarenko N.F., GakE.Z. Izmenenie svoistv prirodnykh vod v magnitnykh polyakh [Change of natural water properties in magnetic fields]. Proc. VaSKhNIl. 1979. No. 5. Pp. 36-39 (rus)

15. Klassen V.I. Omagnichivanie vodnykh sistem [Hydrologic system magnification]. Moscow : Khimiya Publ., 1973. 39 p. (rus)

16. Lur'e Yu.Yu. Spravochnik po analiticheskoi khimii [Analytical chemistry manual]. Moscow : Khimiya Publ., 1971. 456 p. (rus)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.