СПОСОБ АКТИВАЦИИ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА
METHOD OF ACTIVATING HARDENING WATER OF CEMENT-BASED COMPOSITES

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству бетонных, железобетонных изделий, строительных растворов, ячеистых бетонов и других строительных материалов и изделий на основе цемента.
Существует способ получения цементного камня, включающий электрохимическую обработку жидкости затворения в трехкамерном электролизере постоянного тока. При этом в среднюю камеру электролизера подают 1-3% раствор хлорида кальция, а в крайние камеры - водопроводную воду. Электрохимический процесс ведут при выпрямленном напряжении 220 В. Цемент затворяют раствором из анодной или катодной камеры [1].
К недостаткам данного способа следует отнести его нетехнологичность, связанную с использованием при электрохимической обработке жидкости затворения химического компонента (1-3% раствор CaCl) и применением высокого напряжения, что делает использование данного способа энергоемким и небезопасным.
Предлагается способ получения жидкости затворения цемента, включающий электрохимическую обработку водопроводной воды в трехкамерном электролизере с ионоселективными мембранами с последующим использованием обработанной воды; для затворения цемента используют обработанную водопроводную воду, отобранную из средней, или катодной, или анодной камер, причем электрохимическую обработку воды ведут переменным асимметричным током при напряжении 40-50 В, частоте 500-600 Гц при отношении амплитуд прямой и обратной полуволн тока, равном 1,6-1,7.
К недостаткам данного способа следует также отнести его нетехнологичность, использование сложного оборудования для электрохимической обработки воды и невысокую эффективность воздействия активированной, по предлагаемому способу воды, на скорость процессов гидратации и набора прочности в ранний период твердения бетона.
Задачей изобретения является способ активации воды затворения композитов на основе цемента с целью ускорения процессов гидратации и набора прочности в ранний период твердения бетона.
-16
2
-2
-2
Цель достигается активацией воды затворения путем ее обработки низкотемпературной неравновесной плазмой. В качестве воды затворения использовалась водопроводная вода. Для активации вода обрабатывалась низкотемпературной неравновесной плазмой в плазмотроне, состоящем из внутреннего стержневого электрода, помещенного внутри внешнего концевого электрода, между которыми создавалась область низкотемпературной неравновесной плазмы со значением параметра E/N 15×10 B·см. Время обработки для активации воды изменялось от 1·10 сек до 5·10 сек, после чего активированная по предлагаемому способу вода использовалась в качестве воды затворения для получения композитов на основе цемента.
В результате плазмохимических процессов при обработке воды низкотемпературной неравновесной плазмой происходит перегруппировка кластерной структуры воды в результате чего происходит ее активация, которая проявляется при использовании ее в качестве воды затворения композитов на основе цемента. Это подтверждается ускорением процессов гидратации, характеризующихся ускорением времени начала и окончания схватывания цемента и ускорением прочности бетона в ранний период. Для получения сравнительных характеристик нарастания прочности по известному способу (патент RU №2163582, C04B 40/00) [2] и по предлагаемому способу были получены образцы бетона на цементе марки М500ДО и проведены испытания по определению прочности в соответствии с ГОСТ 10180-90 и сроков схватывания в соответствии с ГОСТ 310.3-76, ГОСТ 31108-2003.
Свойства приведены в таблице 1. По пункту №1 внесены результаты испытаний начала и окончания схватывания и пределов прочности на составах, полученных по способу, описанному в прототипе (патент RU №2163582).
Результаты испытаний показывают высокую эффективность предложенного способа активации воды затворения композитов на основе цементов.
Источники:
5
1. Авт.св. №1705266, М. кл C04B 40/00, Бюл.№2, 15.01.92 (аналог).
2. Патент RU 2163582, C04B 40/00 (прототип).
3. ГОСТ 310.3-76.
4. ГОСТ 31108-2003.
5. ГОСТ 10180-90.
Таблица 1
№
Вода затворения
Время схватывания, мин
Прочность при сжатии (МПа) в возрасте (сут.)
начало
окончание
1
3
5
7
14
28
1
обработанная по прототипу при U=50В; 1=0,155; S=1,7, частота 500 Гц
110
230
5,6/12
12,7/27
21,2/48
28,0/59,6
37,6/80
47,0/100
2
плазмохимически обработанная вода затворения. Время обработки 1·10<sup>-2</sup> сек
90
200
8,8/16
18,7/34
30,3/55
40,2/73
45,7/83
55,0/100
3
плазмохимически обработанная вода затворения. Время обработки 2·10<sup>-2</sup> сек
80
180
9,8/17
19,0/33
30,0/52
41,4/72
46/80
57,5/100
4
плазмохимически обработанная вода затворения. Время обработки 3·10<sup>-2</sup> сек
75
180
11,4/19
21,0/35
34.3/57
45,0/75
50,5/84
60,1/100
5
плазмохимически обработанная вода затворения. Время обработки 5·10<sup>-2</sup> сек
70
170
12.3/21
23,5/40
35,2/60
45,8/78
49,9/85
58,7/100
Примечание: в знаменателе указано процентное соотношение прочности бетона по отношению к прочности бетона в возрасте 28 суток