CC BY
144
Список литературы:
1. СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений.
2. Постановление Правительства Мо-
сквы от 29 июля 2003 г. № 616-ПП «О совершенствовании порядка компенсационного озеленения в городе Москве».
3. СНиП 111-10-75. Благоустройство территорий.
Б.А. Усов, к.т.н, доцент кафедры «Промышленное и гражданское
строительство» Университет машиностроения,
e-mail: [email protected]
Л.С. Гуринович, ведущий инженер кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Университет машиностроения,
e-mail: [email protected]
АКТИВИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ВОДЫ ОМАГНИЧИВАНИЕМ
Статья посвящена необычным свойствам, которыми обладает вода, подвергнутая воздействию постоянного магнитного поля. Магнитная обработка воды ускоряет процесс твердения и повышает прочность бетона и других строительных материалов. А также увеличивает плотность, морозостойкость, снижает пористость, водопоглощение.
Ключевые слова: вода, магнитная обработка, цементная смесь.
The article is devoted to the unusual properties possessed by water, exposed to a constant magnetic field. Magnetic treatment of water accelerates the hardening process and increases the strength of concrete and other building materials. And also increases the density, cold resistance, reduces porosity, water absorption.
Key words: water, magnetic treatment, cement mix.
Активирование вяжущих, минеральных наполнителей сглаживает недостатки их поверхностных свойств и повышает скорость гидратации.
Для суспензий вяжущих систем полезен турбулентный режима цир-
куляции при интенсивном перемешивании цементного теста [1, 2].
М.Л. Листопадовым предложен центробежный диспергатор, где активация цемента происходит за счет отброса теста колесами к отражательной броне. А H.A. Мощанским разработан
гидратор, активирующий цементно-песчаный раствор перемешиванием вертикальным лопастным валом [3].
Вода является активным участником большинства технологических процессов, в том числе при применении вяжущих веществ для изготовления различных искусственных камневидных материалов.
В 1945 году бельгийский инженер Веймайерен получил патент на способ предотвращения накипеобразо-вания в паровых котлах с помощью воды в магнитном поле. Способ оказался весьма эффективным и ряд стран стали выпускать различные аппараты для омагничевания воды с целью снижения накипеобразования в теплообменных аппаратах [4].
Оказалось, что магнитная обработка воды ускоряет процесс твердения и повышает прочность бетона и других строительных материалов.
Магнитная обработка воды предусматривает протекание ее через одно или несколько магнитных полей. На неподвижную воду магнитные поля действуют гораздо слабее, поскольку обрабатываемая вода всегда обладает некоторой электропроводностью, при ее перемещении в магнитных полях возбуждается небольшой электрический ток.
Следовательно, точнее считать, что имеет место не магнитная, а электромагнитная обработка водной системы. В общем случае изменение свойств
воды после магнитной обработки возрастает с увеличением концентрации примесей и сменой их характера.
Это очень важный момент направленного регулирования свойств воды, в том числе повышения активных (реакционных) ее свойств и стабилизации этого эффекта.
В лаборатории Дальневосточного политехнического университета (бывший ДВПИ) получены очень интересные результаты о влиянии магнитного поля на растворение, смачивание, кипение, адсорбцию, коагуляцию и другие активные свойства воды, что, в конечном счете, сказывается на химических реакциях в очень многих технологических процессах [5].
Профессором Дальневосточного политехнического университета П.П. Ступаченко был предложен способ стабилизации положительного эффекта путем введения некоторых поверхностно - активных добавок в воду до её омагничивания.
Вопросам исследования влияния магнитного поля на свойства воды затворения были посвящены многие работы различных авторов.
Магнитная обработка воды затво-рения цементных смесей приводит к положительным результатам по многим свойствам: увеличивает прочность, плотность, морозостойкость, снижает пористость, водопоглоще-ние, повышает удобоукладываемость бетонной смеси. Проводят магнитную
обработку воды магнитами постоянного поля и электромагнитами. Напряженность поля в различных условиях может изменяться от 40103 до 70103 А/м. При этом определяющим фактором является химический состав воды и цемента.
Твердение цементных смесей различного состава ускоряется в первые 7 суток и продолжает интенсивно нарастать в дальнейшие сроки при нормальных условиях и при пропа-ривании.
Однако при изменении каких-либо характеристик бетонной смеси необходимо опытным путем подбирать параметры омагничивания воды.
Схема аппарата ДВПИ представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема 6-катушечного электромагнитного аппарата системы теплотехнической лаборатории ДВПИ
Он состоит из наружного стального магнитопровода, изготовленного из трубы толщиной 2-2,5 мм, и снабжен тремя фланцами. Два фланца служат для присоединения корпуса к питательному трубопроводу, а третий фланец - для крепления с фланцем кожуха (7), изготовленного из немагнитного материала. Кожухом (2) является медная труба, закрытая приваренным донышком (12). Три небольших скошенных ребра служат для центрирования внутреннего кожуха в стальном магнитопроводе (1). Внутрь кожуха (2) вставляется железный сердечник (3) с намотанными катушками (5) на впадинах сердечника. Соединение катушек производится через шлицы (9) в полюсных наконечниках (4).
Схема технологического процесса омагничивания воды с добавкой -стабилизатора и вид схемы с подключенным магнитным аппаратом представлена на рис. 2.
Принципиальная схема устройства магнитной подготовки воды для пенобетонных блоков приведена на рис. 3. Жидкость, подлежащая обработке магнитным полем, поступает в устройство через патрубок. Далее, по кольцевому зазору пересекает магнитные силовые линии, возникающие между полостью магнито-провода. Напряженность магнитного поля составляет 8,0х 10000 А/м (1000 Э).
Рис. 3. Схема устройства для омагничивания жидкости с одним элементом
Магнитогидродинамический резонатор, после настройки на соответствующую резонансную частоту, вызывает структурные перестройки в воде, что приводит к изменению её теплофи-зических и физико-химических свойств. Например, удельной теплоты парообразования, теплоёмкости, теплопроводности, плотности, вязкости и др. Опытами установлено, что затворе-ние цемента омагниченной водой
приводит к значительному повыше- или бетонной массы, повышаются нию прочности камня. Причем зави- водонепроницаемость и морозостой-симость прочности от напряженности кость, понижается количество при-поля имеет экстремальный характер. меняемых минеральных, пластифи-
Все улучшения омагничиванием цирующих добавок. воды обусловлены несколькими по- Микроскопические исследования казателями: прочность пенобетона и подтвердили повышение скорости бетона возрастает на 10-25 %, расход гидратации цемента в омагниченной цемента уменьшается на 8-10 %, воз- воде. Причем значительно возрас-растает подвижность пенобетонной тает количество кристаллов гидро-
сульфоалюмината кальция и гидроокиси кальция. Кристаллы их находятся не только на поверхности зерен гидратирующего-ся цемента, но и в объеме всей массы. Исследование цементного камня 3-х суточного возраста под электронным микроскопом показало, что с омаг-ниченной водой структура камня гораздо более мелкозернистая. Более того,
Рис. 2. Схема приготовления бетонной смеси на омагниченной воде с добавкой-стабилизатора 1 - расходная емкость воды; 2 - расходная емкость добавки; 3 - дозатор воды; 4 - дозатор добавки; 5 - магнитный аппарат; 6 - бетоносмеситель
многочисленные эксперименты показали, что эффект магнитной обработки воды, во многом зависит и от её химического состава. Примеси ионов железа и хлоридов чаще всего оказывают положительное влияние. Некоторые газы - остаточный хлор, аммиак - отрицательное. Очень большую роль играют соли жесткости как сами по себе, так и их взаимное соотношение. Установлено, что наилучшие результаты достигаются при концентрациях солей: сульфата магния - 1,2 г/л, сульфата кальция -1,2 г/л, хлорида магния - 2,8 г/л.
Список литературы:
1. Гульков А.Н., Заславский Ю.А., Сту-паченко П.П. Применение магнитной обработки воды на предприятиях Дальнего Востока // Владивосток: изд-во Дальневосточного университета. 1990.
2. Механоактивированные золы гидроудаления и карбонатные пасты для бетонов и растворов. Журнал «Стройпрофиль», № 1, 2007.
3. Усов Б.А., к.т.н., МГОУ. Технология сухих смесей строительных смесей - безводная активация компонентов при их производстве. Усов Б.А., к.т.н., МГОУ. Журнал «Сухие строительные смеси», № 2, 2007, Композит.
4. Усов Б.А., Гуринович Л.С. Механохи-мическая обработка строительных материалов. Журнал «Экология и строительство», № 3, 2015.
5. Физико-химические процессы строительного материаловедения в технологии бетона и железобетона. Усов Б.А., к.т.н., Аликина И.Б., к.х.н., Чарикова Т.А., химик. Уч. пос. М., МГОУ.
6. Физическая активация воды затворе-ния бетонных смесей. В.А. Помазкин, канд. физ.-мат. наук, А.А. Макаева, канд. техн. наук, Оренбургский государственный университет. Строительные материалы. Наука. № 2, 2003.
