CC BY
18
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
УДК 666.971:66.069
Г.Д. СЛАБОЖАНИН, канд. техн. наук, доцент, drop-let@narod.ru
А.А. АЛЕКСЕЕВ, канд. техн. наук, доцент,
alekseev10@yandex.ru
Н.А. КАЛИННИКОВ, аспирант,
kalinna@sibmail.com
ТГАСУ, Томск
О ВЛИЯНИИ УФ-ОБЛУЧЕНИЯ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ НА ПРИРОСТ ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ
Описаны установка и методика исследования эффекта обработки воды затворения цемента УФ-излучением. Определены оптимальные для прироста прочности цементного камня временные параметры процесса.
Ключевые слова: вода, активация, цемент, ультрафиолет, прирост прочности, прогноз прочности.
В настоящее время используются различные методы предварительной обработки (активации) компонентов строительных смесей для повышения эксплуатационных свойств получаемых материалов. Однако обработке воды, на наш взгляд, уделяется мало внимания. Хотя многие исследователи указывают, что магнитная [1], электрическая [2] и струйная [3] активация воды затворения позволяет значительно (на 30-40 %) увеличить прочность цементных композиций. При этом обработка воды, которая составляет наименьшую долю от общего объёма смеси, не требует большого количества энергии. В настоящей работе исследовано влияние УФ-обработки воды затворения на прочность цементного камня и токовую проводимость цементной суспензии.
Описание установки
Для проведения эксперимента была создана установка для обработки воды ультрафиолетовым излучением. Она состояла из лабораторного излучателя ультрафиолетового света с лампой РК-120 и прозрачного цилиндрического сосуда, практически исключающего дополнительное воздействие за счет отраженных лучей. Лампа находилась над свободной поверхностью жидкости на расстоянии 0,1 м. Это исключало, как показали опыты, нагрев жидкости в процессе облучения.
© Г. Д. Слабожанин, А.А. Алексеев, Н.А. Калинников, 2009
Методика исследования
Исследовалось изменение прочности цементного камня и токовой проводимости цементной суспензии в зависимости от временных параметров обработки воды затворения ультрафиолетовым излучением.
В первой серии опытов исследовалось влияние времени УФ-обработки водопроводной воды (ГОСТ 2874-73) на прочность цементного камня. Время обработки воды варьировалось от 0 до 20 минут. В качестве вяжущего применялся портландцемент марки М400 Кузнецкого цементного завода.
Приготовление цементного теста и определение прочности на сжатие в 7- и 14-суточном возрасте цементного камня проводились по методике ГОСТ 310.4-81*. В каждом опыте готовили цементное тесто нормальной густоты при водоцементном отношении В/Ц = 0,27. Тесто закладывали в 2 формы по 6 образцов (кубы с ребром 2 см). В начале и конце каждой серии опытов для сравнения проводился контрольный опыт с неактивированной водой. Результаты исследований представлялись в виде зависимостей относительной прочности (отношение прочности испытуемых образцов к прочности контрольных образцов) от времени обработки воды.
Во второй серии опытов определялось время сохранения эффекта обработки (активации) воды. Для этого воду затворения облучали ультрафиолетом в течение 8 мин. Это время соответствовало максимальному приросту прочности цементного камня и определено из первой серии опытов. После обработки воды делалась выдержка, варьируемая от 0 до 120 мин, по истечении которой проводилось затворение. Приготовление цементного теста и определение прочности цементного камня проводилось по методике, описанной выше. Результаты представлялись в виде зависимости относительной прочности цементного камня от времени выдержки между окончанием активации и затворением.
В третьей серии опытов для подтверждения эффекта активации (обработки) воды затворения УФ-излучением определялась прогнозируемая прочность цементного камня кондуктометрическим способом с помощью прибора ИАП-2. Для этого обрабатывали дистиллированную воду (ГОСТ 6709-72) в вышеописанной установке. Время облучения варьировалось от 0 до 20 мин. Затем к ней, в соответствии с инструкцией для прибора, примешивали цемент из расчета 15 г на 0,5 л. Полученная суспензия исследовалась прибором, то есть определялась её токовая проводимость, которая характеризует активность цемента и концентрацию ионов в воде. Результаты представлялись в виде зависимости относительной проводимости от времени УФ-облучения.
Анализ результатов
Анализ полученных результатов (рис. 1, а) показывает, что обработка воды УФ-излучением вызывает прирост прочности цементного камня в 7-суточном возрасте до 50 % и в 14-суточном возрасте до 20 %. Наибольший эффект достигается при продолжительности обработки от 4 до 10 мин.
Эффект активации воды сохраняется до 80 мин (рис. 1, б) после обработки и практически исчезает по истечении 2 ч.
Результаты опытов по определению токовой проводимости цементного камня свидетельствуют об увеличении прогнозируемой прочности цементного камня до 14 % и качественном повторении предыдущих результатов. Это подтверждает ранее приведённые зависимости и наличие ультрафиолетовой активации воды, так как свойства цемента в ходе опытов не изменялись. Таким образом, ультрафиолетовая обработка воды затворения обеспечивает ускоренный набор прочности цементного камня. А о наличии эффекта активации воды можно судить по проводимости цементной суспензии, приготовленной на её основе.
а б
Время обработки, мин Время выдержки, мин
Рис. 1. Зависимость относительной прочности цементного камня (1, 2) и токовой проводимости (3) от времени активации
Выводы
1. Обработка воды затворения цемента УФ-излучением на предложенной установке вызывает увеличение прочности цементного камня на ранних стадия твердения до 50 %.
2. Наибольший прирост прочности достигается при продолжительности УФ-активации 4-10 мин и выдержки до затворения менее 80 мин. Поэтому УФ-активаторы целесообразно применять непосредственно на месте приготовления строительных растворов, бетонов.
3. Измеритель активности портландцемента ИАП-2 позволяет ускоренным методом обнаружить эффект активации воды затворения, что на стадии предварительных исследований обеспечивает экономию времени, материальных и эксплуатационных затрат.
Библиографический список
1. Сафронов, В.Н. Свойства твердеющих композиций на омагниченной воде / В.Н. Сафронов, Г.Г. Петров, С.А. Кугаевская, А.Г. Петров // Вестник ТГАСУ. - 2005. -№ 1. - С. 134-142.
2. Композиционные строительные материалы на активированной воде затворения / В.Т. Ерофеев, Е.А. Митина, А.А. Матвиевский [и др.] // Материалы и конструкции. -2007. - № 11. - С. 56-57.
3. Струйная активация водопроводной воды для приготвления цементных растворов / Г.Д. Слабожанин, Г.Г. Петров, Е.П. Лашкивский [и др.] // Вестник ТГАСУ. - 2006. -№ 2. - C.154-158.
4. Бердов, Г.И. Влияние ультразвуковой активации на гидратацию и твердение цемента и трехкальциевого алюмината / М.А. Камха, А.Г. Парубов, И.М. Себелев // Изв. вузов. Строительство и архитектура. - 1991. - № 8. - С. 53-56.
5. Справочник по технической акустике: пер. с нем. под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. -Л.: Судостроение, 1980. - С. 184-188.
6. Слабожанин, Г.Д. Обобщение частот воздействия вибрации на жидкие среды / Г. Д. Слабожанин // Международный периодический сборник научных трудов: Обработка дисперсных материалов и сред. - Одесса: НПО «Вотум». - 2001. - Вып. № 11. - С. 36-39.
G.D. SLABOZHANIN, A.A. ALEKSEEV, N.A. KALINNIKOV
ABOUT THE INFLUENCE OF UV IRRADIATION OF MIXING WATER ON THE INCREASING OF CEMENT STONE DURABILITY
Installation and technique of research of influence of the ultra-violet processing of mixing water for cement are described in the paper. Optimum time parameters of process for increase of cement stone durability are determined.
УДК 691.32:620.193
Е.В. СТРОГАНОВ, аспирант, adio-06@mail.ru
Г. С. МЕРЕНЦОВА, докт. техн. наук, профессор,
adio-06@mail.ru
АлтГТУ, Барнаул
ОЦЕНКА КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ БЕТОНОВ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВОВ ПЕСКОСОЛЯНЫХ СМЕСЕЙ
Исследованы вопросы снижения коррозионных процессов асфальто- и цементобетонов при использовании антигололедного материала - пескосоляной смеси с комплексной органоминеральной добавкой. Установлено положительное влияние железосодержащего компонента в антигололедном составе за счет кольматации пор возникающими новообразованиями. Проведенные экспериментальные исследования по оценке прочностных характеристик бетонов в растворах предложенного химического реагента свидетельствуют о снижении коррозионных процессов дорожных бетонов при испытании их на попеременное замораживание и оттаивание, что обусловливает целесообразность применения разработанного состава пескосоляной смеси с комплексной органоминеральной добавкой по сравнению с традиционной пескосоляной смесью.
Ключевые слова: коррозия дорожных бетонов, снижение коррозионных процессов, оптимизация пескосоляной смеси, влияние противогололедных материалов на цементо- и асфальтобетон, ингибитор коррозии, снижение прочности цементо- и асфальтобетона, агрессивная среда, кольматация пор, долговечность дорожных бетонов.
© Е.В. Строганов, Г. С. Меренцова, 2009
