калькулятор бетона +7 (473) 229 51 65 +7 (473) 229 51 54 +7 (473) 261 72 20
Самый крупный
бетонный завод в регионе
Общая производительность бетона
290 м3/ч.

ПРОИЗВОДСТВО

Все виды товарного
и конструктивного
бетона,
цементного раствора

узнать больше >>

Качество

Товарный бетон, высокого
качества, точность дозировки,
импортное оборудование,
качественные ингредиенты
сертифированы по ГОСТу.

узнать больше >>

КОНТРОЛЬ

На предприятии осуществляется
непрерывный контроль качества,
благодаря наличию собственной
аттестованной лаборатории

узнать больше >>

НОВОСТИ

Компания "АвтоБетонСтрой" занимается продажей и оперативной доставкой цемента различных марок от ведущего производителя ОАО "НОВОРОСЦЕМЕНТ". ОАО "НОВОРОСЦЕМЕНТ" является одним из крупнейших цементных заводов России и Западной Европы. Данный товар вы можете купить и забрать самовывозом с нашего склада в городе Воронеж, а также заказать недорогую доставку в удобное для вас время. По всем возникающим вопросам обращаться по телефону 8(920)229-51-65.

Подробнее >>


Дорогие друзья, рады сообщить, что у нас появилась возможность обеспечить Вас дополнительным спектром оказываемых нами услуг. Теперь Вы можете воспользоваться услугами крана-манипулятора и автовышки. Данная техника позволит Вам осуществить погрузку, доставку по городу и области, разгрузку производимой продукции – ЖБИ (ФБС, кольца колодезные, крышки).

Подробнее >>

Эффективность активации воды затворения углеродными наночастицами

В своей статье автор привлекает внимание читателя к вопросам, связанным с исследованиями свойств воды затворения.

Долгое время развитие технологии бетонов шло по пути изучения свойств и возможностей эффективного использования цемента и заполнителей. Меньше внимания уделялось вопросам, связанным с исследованиями свойств воды затворения. Вместе с тем вода является равноправным участником формирования структуры цементного камня и бетона, а ее состояние и способ подготовки во многом определяют характер процессов гидратации и структурообразования цементных систем. Вода — единственный компонент цементных систем, инициирующий реакции для получения композитного материала.

Несмотря на элементарность химического состава, вода обладает довольно сложной структурой. Известно, что на образование молекулы H2O в атоме кислорода используются два внешних электрона с 2p-оболочки для соединения с атомами водорода. Два оставшихся электрона на 2p-оболочке и два электрона на 2s образуют между собой пары и химически менее активны. Орбитали электронов на оболочках 2s и 2p гибридизируются таким образом, что четыре неспаренных электрона могут образовывать водородные связи с соседними молекулами воды.
Возникновение водородной связи в молекуле воды объясняется свойством атома водорода взаимодействовать с сильно электроотрицательным элементом — кислородом другой молекулы. Такая особенность водородного атома обусловливается тем, что, отдавая свой единственный электрон на образование ковалентной связи с кислородом, он остается в виде ядра очень малого размера, почти лишенного электронной оболочки. Поэтому он не испытывает отталкивания от электронной оболочки кислорода другой молекулы воды, а, наоборот, притягивается и может вступить с ней во взаимодействие. Помимо электростатического взаимодействия для образования водородной связи необходимо также сочетание поляризационных эффектов, сил отталкивания и ван-дер-ваальсовых сил, играющих важную роль в определении ее полной энергии.

Проблема структуры воды вот уже более ста лет находится в центре внимания исследователей самых различных специальностей, до сих пор оставаясь дискуссионной, так как есть множество нерешенных вопросов, связанных с определением понятия, обозначаемого термином «структура жидкости».

Данные математического моделирования применительно к жидкой воде позволяют считать, что наиболее вероятной является однородно-континуальная модель воды с трехмерной «открытой» пространственной сеткой из молекул, содержащих искривленные и разорванные водородные связи. Работы Г. Г. Маленкова показали, что молекулы воды соединены водородными связями, образующими непрерывную трехмерную сетку. Ее характеризует наличие тетраэдрической упорядоченности в расположении частиц. Однако в работах по моделированию воды подчеркивается структурная неоднородность сетки водородных связей, проявляющаяся в неравномерном распределении в пространстве молекул. Трехмерная пространственная сетка водородных связей в жидкости принципиально отличается от аналогичных сеток в кристаллах, поэтому применение к ее описанию кристаллохимических понятий неприемлемо.
Необходимо подчеркнуть, что не всегда первостепенную роль играет структура чистой воды — в реальных условиях так называемой чистой воды не существует: всегда присутствуют различные примеси, существенно влияющие на характер межмолекулярного взаимодействия. Поэтому приходится иметь дело с водными растворами, характер взаимодействия в которых значительно усложняется различными типами взаимодействия между компонентами раствора. Но на фоне всего многообразия межмолекулярных сил, возникающих в водном растворе, собственная структура воды всё же играет существенную роль.
Структурная модель воды, формируемая совершенными тетраэдрическими фрагментами из пяти молекул с образованием ветвящихся кластеров, позволяет объяснить многие ее аномальные свойства, а также возможность изменять их путем внешнего воздействия.
С 1960-х гг. разрабатываются и апробируются различные методы воздействия на воду затворения для изменения ее собственной структуры и свойств. Такие виды воздействия можно условно разделить на несколько групп: физическое модифицирование (безреагетное), химическое модифицирование (реагентное) и их сочетание (комбинированное воздействие).
Необходимо отметить, что в данном случае под физическим и химическим модифицированием понимается направленное регулирование параметров цементных систем, происходящее на стадии взаимодействия цемента с водой. При этом модифицированная вода обладает большей активностью вследствие изменения ионного состава, влияющего на величину pH, удельную электрическую проводимость и другие параметры. Это позволяет направленно воздействовать на процессы, происходящие в цементных системах.
К физической активации воды относят следующие виды обработок: магнитная, электромагнитная, механическая, термическая, акустическая, плазменная, разрядно-импульсная, электрохимическая и др.
Рассмотрим некоторые способы подробнее.
Магнитная обработка заключается в пропускании потока воды через магнитное поле. Анализ работ, посвященных магнитной активации воды затворения бетонных смесей, свидетельствует, что прочность изделий, изготовленных с применением магнитоактивированной воды, статистически достоверно возрастает. Магнитная обработка воды затворения влияет на процесс твердения: изменяется скорость схватывания и пластическая прочность цементного теста, уменьшаются размеры цементных гранул, активизируется процесс гидратации. Затворение бетонных смесей магнитоактивированной водой интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в ранние сроки твердения и ускоряет выделение более мелких кристалликов, что приводит к уменьшению пористости, повышению плотности и морозостойкости бетонов.

Технология магнитной активации воды затворения разработана сравнительно давно, но до сих пор широкого применения в строительстве не находит. Одна из причин этого заключается в проблеме получения стабильного уровня активации воды, что приводит к изменчивости проявляющихся свойств воды и плохой воспроизводимости результатов.
Кроме того, вода, активированная магнитным полем, полностью теряет вновь приобретенные свойства за очень короткий промежуток времени в силу своих релаксационных характеристик. Аналогичным недостатком страдает и разрядно-имульсный метод активации воды.
Следует признать приоритет электроактивации перед магнитной активацией, так как механизм влияния первой хотя бы на феноменологическом уровне поддается логической интерпретации.
Существующие методики обработки воды электрическим полем позволяют в широких пределах изменять ее физико-химические свойства, насыщая ее до нужной концентрации электрическим зарядом.

Электрохимическая активация — технология получения веществ в метастабильном состоянии преимущественно из воды и растворенных в ней соединений посредством электрохимического воздействия с последующим использованием полученных метастабильных веществ в различных технологических процессах вместо традиционных химических реагентов. Электрохимическая активация — совокупность электрохимического и электрофизического воздействия на воду в двойном электрическом слое электрода при неравномерном переносе зарядов через ДЭС.
В результате электрохимической активации вода переходит в метастабильное (активированное) состояние, проявляя при этом в течение нескольких часов повышенную реакционную способность. Так, например, наблюдается существенное изменение окислительно-восстановительного потенциала, связанного с активностью электронов в воде, электропроводности, pH и других параметров.
Однако существенным недостатком данного метода является сложность нахождения оптимальных режимов электрообработки (напряженность электрического поля, плотность тока, продолжительность обработки), которые, в свою очередь, зависят от множества других параметров (свойства используемых материалов, физико-химические характеристики исходной воды, температура среды и пр.). Их можно определить только экспериментальным путем в заводских условиях, то есть в каждом конкретном случае они будут меняться, что значительно снижает возможность широкого распространения данного метода активации.
Общими недостатками всех физических методов активации воды являются: трудность определения количественных параметров, характеризующих степень активации водной среды в производственных условиях; необходимость дооснащения технологических линий специальным оборудованием для активации воды; потребность в переработке технологических регламентов и пр.
Проведенный анализ использования химических модификаторов (добавок) в строительстве показывает, что наибольший удельный вес принадлежит пластификаторам и суперпластификаторам. Применение последних позволяет снизить водопотребность бетонной смеси на 23–26%, сократить расход вяжущих, значительно повысить прочность бетона и применять при возведении бетонных и железобетонных конструкций литые самоуплотняющиеся и нерасслаивающиеся бетонные смеси. Отрицательной стороной использования добавок в бетонах является совместимость их с цементами и существенное повышение стоимости конечного продукта.
С развитием нанотехнологий возникают новые возможности влияния на структуру и свойства воды, появляется возможность целенаправленного управления процессом структурообразования и свойствами цементных композитов, которые представляют собой сложную иерархическую систему, включающую и наноуровень.

Так, с 2005 г. на кафедре «Технология строительных изделий и конструкций» СПбГАСУ, в содружестве со специалистами других вузов, научных и производственных организаций, проводятся исследования по модифицированию воды затворения углеродными фуллероидными наночастицами. Предлагаемый способ модифицирования (активации) воды затворения позволяет за счет сокращения расходов дорогостоящих компонентов (цемента и добавок) снизить себестоимость бетона, при этом физико-механические свойства конечного продукта не ухудшаются.

С целью исследования изменений воды при введении в нее углеродных кластеров определялся водородный показатель. Результаты измерений pH при различных концентрациях наномодификатора приведены
Анализ полученных результатов показывает, что при введении в водную среду углеродных наночастиц происходит изменение величины водородного показателя — наблюдается сдвиг в кислотную область. Объяснить данный эффект можно только с позиций изменения ионного произведения воды, которое вызвано специфической сорбцией гидроксильных групп ОН– на поверхности введенных в жидкость углеродных наночастиц, сопровождающейся образования ионов водорода Н+ и оксония H3O+

Углубление данного процесса приводит к возникновению вторичной наноструктуры — фрактальной объемной сетки, которая располагается во всем объеме воды и локально изменяет концентрацию гидроксильных групп, что приводит к объемному изменению pH.
Выявленное подкисление суспензии благоприятно сказывается на особенностях реологии цементной системы и на процессах формирования цементного камня.

Анализ полученных результатов свидетельствует об изменении свойств цементных систем, приготовленных с использованием наноструктурированной воды, и позволяет сделать следующие выводы:
1. При концентрациях наномодификатора в воде затворения в диапазоне 10–4–10–6%, соответствующих интервалу пониженных pH, имеет место некоторое удлинение сроков схватывания, увеличение подвижности цементного теста и сохраняемости его реологических характеристик во времени.
2. Наноструктурирование воды затворения не оказывает значительного влияния на размер пор и однородность их распределения в объеме цементного камня. Однако выявленное существенное снижение величины водопоглощения при капиллярном подсосе свидетельствует об увеличении объема условно замкнутых пор, недоступных проникновению воды.
Проведенные исследования физико-механических характеристик цементного камня выявили тенденцию к увеличению прочностных характеристик цементного камня в пределах 15–20% в зависимости от вида цемента, водоцементного отношения и других факторов в том же интервале концентраций наномодификатора.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Заказать звонок

оправить

Заказать звонок
Ваша заявка принята!
Наш сотрудник позвонит Вам на номер
'+phone+'
в ближайшее время.
Спасибо за выбор нашей компании!