автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Особенности твердения и улучшение свойств бетонов разрядно-импульсным воздействием

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ АНТОН НИКОЛАЕВИЧ

00305206В

ОСОБЕННОСТИ ТВЕРДЕНИЯ И УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ БЕТОНОВ РАЗРЯДНО-ИМПУЛЬСНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2007

003052066

Работа выполнена на кафедре «Строительные материалы и изделия» ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Михаил Саулович Гаркави

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сватовская Лариса Борисовна

кандидат технических наук Ромащенко Наталия Михайловна

Ведущая организация

ООО «ВЕЛД», г. Магнитогорск

Защита состоится « 05 » апреля 2007 г. в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д.218.008.01 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ауд. 3-237

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан « 05 » марта 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время задачи повышения прочности бетона, увеличения скорости его твердения и снижения себестоимости производства являются весьма актуальной. Одним из путей решения этих проблем является активация вяжущих веществ с помощью разнообразных внешних воздействий. Одним из перспективных способов активации твердения является воздействие на вяжущие системы высоковольтными электрическими разрядами. Ввиду комплексного характера такого воздействия, с помощью разрядно-импульсной активации возможно направленное управление процессами гидратации и структурообразования бетонов на основе цементных и бесцементных вяжущих веществ.

Цель настоящей работы: изучение влияния разрядно-импульсного воздействия (РИВ) на гидратацию, структурообразование и физико-механические свойства материалов на цементной и бесцементной основе.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать влияние РИВ на гидратацию, структурообразование и физико-механические свойства основных клинкерных минералов, цементных и бесцементных вяжущих.

2. Разработать технологически оптимальные режимы РИВ.

3. Предложить технологии получения бетонов различных видов с использованием РИВ и оценить их технико-экономическую эффективность.

Научная новизна

1. Установлено, что активация воды при РИВ заключается в увеличении в ней числа свободных носителей заряда за счет разрушения ассоциатов и разрыва водородных связей. Это способствует ускорению твердения цемента и увеличению нормативной прочности на 26 %.

2. Установлено, что ускорение твердения вяжущих систем и рост их прочности в результате РИВ обусловлены следующими факторами:

- увеличение числа активных центров на поверхности вяжущего и дополнительное их возбуждение

- рост активной поверхности

- активация жидкой фазы, в результате которой в ней резко возрастает количество свободных носителей заряда

- влияние на степень гидратации, физико-химический и морфологический состав новообразований, приводящее к образованию более плотной структуры

3. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено возникновение в вяжущей системе после РИВ разветвленной структуры камня с

большим числом перекрытий. Это обусловливает образование мелкозернистой высокоплотной и прочной структуры камня.

4. Установлено, что многократное разрядно-импульсное воздействие значительно более эффективно, чем однократное. Это обусловлено комплексным характером многократного РИВ.

5. Установлено, что в результате РИВ снижается коэффициент теплопроводности материала за счет снижения основности гидросиликатов и формирования мелкозернистой структуры.

Практическая значимость

1. Установлено, что скорость твердения цементов и прочность цементного камня после РИВ определяются моментом приложения воздействия, числом импульсов и водоцементным отношением смеси. Наиболее эффективно приложение РИВ в течение первых 10 минут после затворения, а зависимость эффективности РИВ от числа импульсов носит экстремальный характер. Экспериментально определены верхнее и нижнее предельные значения В/Ц, при переходе через которые эффективность РИВ резко снижается. Нижний предел составляет Кпр = 1,48К„ г, верхний - Кпр = 1,87КН П.

2. Разработаны принципы назначения оптимальных режимов РИВ, учитывающие установленный диапазон В/Ц смеси, число импульсов и момент приложения воздействия. РИВ по разработанным оптимальным режимам позволяет повысить прочность мелкозернистого бетона до 51% в возрасте 3 суток и до 44% в возрасте 28 суток.

3. Установлено, что использование РИВ по разработанным в работе оптимальным режимам в технологии пенобетона повышает его прочность на 1 класс и снижает коэффициент теплопроводности равноплотного пенобетона на 13-15%.

4. Разработана технологическая инструкция по изготовлению пенобетона с использованием РИВ. Произведена технико-экономическая оценка применения РИВ в технологии пенобетона. Показано, что изготовление пенобетона с использованием РИВ по предложенной в работе технологии экономически эффективно за счет снижения себестоимости на 36%.

5. Установлено, что применение РИВ эффективно при производстве геотехнических закладочных работ, за счет ускорения набора прочности и увеличения нормируемой прочности закладочного массива на основе бесцементных вяжущих. Показано, что экономический эффект от применения РИВ - технологии составляет 42 % за счет того, что применение РИВ позволяет расширить применение бесцементных закладочных составов.

Реализация результатов работы. Результаты работы опробованы и приняты к промышленному внедрению в фирме «Струйная геотехнология», г. Москва.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 8-х Академических чтениях РААСН (Самара, 2004 г.), Третьей международной научно-практической конференции «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии» (Ростов-на-Дону, 2004 г.), 61 и 63 региональных ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова (Магнитогорск, 2002, 2004 гг.), международном студенческом форуме Образование Наука Производство (Белгород, 2002 г.). Принят доклад на 12 Международный конгресс по химии цемента (Монреаль, Канада, июль 2007 г.).

Достоверность научных выводов и результатов исследования подтверждается корректностью применения математического аппарата с привлечением статистических методов обработки результатов экспериментов; количеством образцов, обеспечивающих внутрисерийный коэффициент вариации; согласованностью результатов теоретических положений и данных других исследователей с данными, полученными автором экспериментальным путем; показателями производственного внедрения.

Публикации. По материалам работы опубликовано 9 научных статей, в том числе в 2 отраслевых и научных журналах по списку ВАК России за 2006 год и сборнике материалов Академических чтений РААСН.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав и общих выводов по работе. Диссертация содержит 185 страниц машинописного текста, 76 рисунков, 45 таблиц, 2 приложения и список использованной литературы из 193 наименований.

Работа выполнялась при поддержке гранта РНП.2.1.2.6594.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность и цель работы, сформулированы основные задачи, дана краткая характеристика научной новизны и практической значимости работы.

В первой главе приведен анализ современного состояния проблемы гидрато- и структурообразования в твердеющих вяжущих системах, а также обзор исследований, посвященных изучению влияния электрических полей, в том числе в разрядах, на твердение вяжущих веществ.

Исследованию влияния электрических полей, в том числе в разрядах, на твердение и свойства вяжущих веществ посвящены работы А.Д. Булата, В.И. Верещагина, Г.Н. Гаврилова, Н.П. Горленко, В.Я. Еремина, А.Н. Ереминой, И.Ф, Ефремова, H.H. Круглицкого, П.П. Малюшевского, В.А. Матвиенко, Н.М. Ромащенко, Ю.С. Саркисова, H. Wagh. По данным различных исследователей, прирост марочной прочности цементного камня и бетона в результа-

те разрядной обработки составляет от 24 до 96 %; твердение ускоряется до 3 раз. Физико-химические исследования свидетельствуют о неоднозначности влияния электрофизической активации на степень гидратации, состав и морфологию новообразований. В литературе приводятся данные исследований о влиянии на прирост прочности величины межэлектродного зазора и числа импульсов в ограниченном интервале. Несмотря на эффект ускорения твердения и повышения прочности после разрядной активации, сегодня она применяется в ограниченном количестве технологий, в основном при устройстве буронабивных свай и фундаментов.

На основании литературного обзора была выдвинута следующая рабочая гипотеза: разрядно-импульсное воздействие (РИВ) является способом повышения физико-механических характеристик цементного камня и бетона за счет активирования поверхности (и, соответственно, гидратационных процессов), жидкой фазы и влияния на морфологию структуры.

Во второй главе дана характеристика применяемых материалов и методов исследования. В работе использовались клинкерные минералы С^Б и Р-С28, синтезированные на Подольском опытном заводе ВНИИЦемента, портландцемент М500 и шлакопортландцемент М300 производства Магнитогорского цементно-огнеупорного завода (МЦОЗ), известково-шлаковое вяжущее на основе шлака ОАО Магнитогорский металлургический комбинат.

Описана установка для разрядно-импульсного воздействия, использованная при постановке экспериментов. Емкость батареи конденсаторов установки составляет 1,2 мкФ, напряжение разряда - 7 кВ, энергия одного импульса - 30 Дж, длительность одного импульса - 0,8 мкс.

При исследовании физико-механических свойств использовались стандартные методики по соответствующим ГОСТ. Кинетика структурообразова-ния вяжущих дисперсий исследовалась с помощью электрофизического исследования на основе запатентованного устройства - акваметрического датчика. Работа датчика основана на использовании явления генерации ЭДС в твердеющей вяжущей системе в результате прохождения химических реакций и перестройки структуры. Получаемая кривая электрического сигнала является интегральной характеристикой процессов структуро- и гидратооб-разования в твердеющей системе во времени (рис. 1).

Основные стадии процесса твердения, фиксируемые с помощью электрофизического метода, совпадают с известными кинетическими стадиями процесса структурообразования: I - бурная первичная реакция при взаимодействии вяжущего с водой; II - индукционный период; III - ускорение реакции; IV -замедление реакции и V - замедленное продолжение реакции (рис.1).

Для регистрации сигнала датчика разработана система автоматической регистрации сигнала (САРЭС). Для оценки влияния РИВ на общее количество активных центров на поверхности цемента использовался метод ДрН-метрии

(Сычев М.М., Казанская E.H.). Для выяснения влияния РИВ на микроструктуру, химический и фазовый состав цементного камня и бетона в работе использовались методы электронной микроскопии, инфракрасной спектроскопии, дифференциально-термического анализа, термогравиметрического анализа, рентгено-фазового анализа, лазерной гранулометрии.

I II III IV v

Рис. 1. Электрофизическая кривая, отражающая кинетику твердения вяжущей дисперсии цемента

В третьей главе приведены результаты исследования влияния РИВ на твердение и свойства моно- и полиминеральных вяжущих.

Установлено, что разрядно-импульсная активация воды затворения приводит к повышению прочности цементного камня до 29% в 3-суточном возрасте и до 26% - в 28-суточном. При этом эффект от разрядной активации воды сохраняется в течение 30 минут. Следует отметить, что вода после РИВ нагревается до 50 - 60° С.

С помощью электрофизического метода исследования показано, что активированная электрическими разрядами вода качественно отличается от холодной или нагретой до соответствующих температур воды (рис. 2).

Увеличивающаяся амплитуда электрического сигнала на кривой активированной РИВ воды свидетельствует о появлении большего числа свободных носителей заряда - активных ионов Н+, Н30+, ОН", и e"aq. Очевидно, при РИВ значительно сильнее, чем просто при нагревании происходит разрушение ассоциатов в воде и резко увеличивается количество разорванных водородных связей как из-за сильных импульсных давлений при разрядах, так и вследствие повышающейся температуры воды. При гидратации силикатов кальция связи Са-O-Si рвутся в результате протонизации, а связи =Si-0-Si рвутся в результате гидроксилирования и повышения координационного числа поверхностных атомов кремния за счет воздействия гидроксид-ионов (Сычев М.М., Сватовская Л.Б.). В неактивированных цементных пастах активные частицы Н+ и ОН" возникают главным образом в результате диссоциативной адсорбции молекул воды на активных центрах вяжущих; при за-

творении же цемента активированной разрядами водой, уже содержащей большое количество указанных активных ионов, гидратация протекает значительно более интенсивно, что и приводит к увеличению как ранней, так и марочной прочности. При этом ускоряется процесс образования вторичных активных центров, способствующих росту скорости протекающих реакций (цепной механизм по М.М. Сычеву).

| 2800 00 | 2700 00

* 260000

0

5 2500 00 ?

| 2400 00

1

§ 2300 00 |

р 2200 00

1 ^ I

_ Х-

1 1 ! 1 !

0 00 О <5 ОХ 0 45 0 61 0 76 0 91 1 06 1 21 _Время, ч_

Рис. 2. Электрофизические кривые воды: 1- подвергнутой разрядной активации (температура - 60°С); 2 - комнатной температуры;

3 - нагретой до 60°С

Было исследовано влияние РИВ на твердение и прочность С38 и Р-С25, ПЦ, ШПЦ и известково-шлакового цемента (рис.3,4).

Рис. 3. Влияние РИВ на прирост прочности Рис. 4. Влияние РИВ на прирост

камня из СзБ (В/Т=0,55) (1) прочности камня из ПЦ 500 (В/Т=0,4) (1)

и (З-СзБ (В/Т=0,45) (2) и ШПЦ 300 (В/Т=0,4) (2)

Как следует из приведенных данных, более эффективна разрядная активация гидравлически менее активных веществ - С2$ и шлакового цемента. С помощью электрофизического исследования установлено, что в пастах клинкерных минералов резко сокращается время индукционного периода, что свидетельствует о резком ускорении процесса твердения.

Кроме того, амплитуда электрического сигнала в пастах после РИВ значительно увеличивается. Суть данных изменений состоит в том, что после РИВ в системе появляется значительно большее число свободных носителей заряда, вследствие чего сами реакции протекают намного более интенсивно.

Электрофизическое исследование показало, что закономерности процесса твердения после РИВ, установленные для клинкерных минералов, сохра-

няются и для цементных паст. Длительность индукционного периода после РИВ сокращается как для паст на основе ПЦ, так и ШПЦ.

Вывод о большей эффективности РИВ для вяжущих, содержащих шлак, подтверждается данными о разрядной активации известково - шлакового цемента. В возрасте 3 суток прочность образцов после РИВ на 196 % превышала прочность контрольных образцов, а в возрасте 28 суток - на 78 %.

Таким образом, РИВ более эффективно для C2S и смешанных цементов. В случае шлаковых цементов, такие результаты обусловлены активацией шлакового стекла при воздействии разряда. В работах Сычева М.М., Казанской E.H. показано, что относительная гидрофобность и инертность шлаковых стекол при гидратации ШПЦ связаны с образованием донорно-акцепторных связей сильными льюисовскими кислотными центрами, нейтрализующими немостиковые атомы кислорода на поверхности. Следовательно, одним из способов разрушения таких пар, приводящих к образованию новых активных центров, является РИВ.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при РИВ происходит увеличение количества активных центров поверхности. Этот вывод подтверждается данными ДрН-метрии (рис. 5), рентгенофазового анализа и лазерной гранулометрии, а также ИКС и ДТА.

ДрН

г Г i

1 i 1

1200 1500

Количество импульсов

Рис. 5. Значения ДрН для образцов после РИВ по сравнению с контрольными образцами: 1 - пасты на основе ПЦ; 2 - пасты на основе ШПЦ На рентгенограммах активированных и контрольных образцов активирующее действие РИВ, связанное с образованием большого количества новых активных центров, проявляется в значительном уменьшении аналитической линии алита с1 = 1,76*10"'° м для образцов после РИВ, что свидетельствует о резком возрастании его гидравлической активности. После РИВ линия = 2,63*10"'° м, соответствующая портландиту, более интенсивная, чем на рентгенограммах контрольного состава, что свидетельствует о повышении степени гидратации. Кроме того, после РИВ отмечается усиление интенсивности линий 5,62*10"'°, 5,8*10"'° и 10,3*10"'° м, соответствующих тоберморитоподобным низкоосновным гидросиликатам кальция.

По данным ИК-спектроскопии, степень полимеризации кремнекисло-родных тетраэдров в гидросиликатах увеличивается, на что указывает значительное увеличение соотношения интенсивности полос 660 и 960 см"'. Кроме

того, для образцов после воздействия заметно смещение полосы 938 в область больших волновых чисел к 960 см"1, что также свидетельствует о поликонденсации тетраэдров БЮд, сопровождающейся повышением прочности связей в их структуре. Сравнение эффектов в области 1600 см"1 показывает, что после РИВ значительно увеличивается количество кристаллизационно связанной воды. Об увеличении степени гидратации свидетельствует и общее значительное увеличение интенсивности и рельефности широкой полосы 3200-3600 см"1.

На кривых ДТА для паст после РИВ появляется ярко выраженный экзо-эффект в области 330 - 360°С без потери массы, связанный с перекристаллизацией низкоосновных гидросиликатов кальция, что также свидетельствует об увеличении числа низкоосновных гидросиликатов после РИВ.

Установлено, что после РИВ в пасте на 42 % увеличивается количество самых мелких частиц, в результате чего после 10 минут гидратации удельная поверхность цементной пасты после РИВ на 20 % больше, чем удельная поверхность контрольной пасты. Это связано как с диспергирующим действием электрогидравлических ударов, так и с формированием более высокодисперсных новообразований после РИВ. Концентрация активных центров различной природы прямо пропорциональна поверхности твердой фазы, рост которой всегда приводит к повышению концентрации активных групп в системе (Сычев М.М., Сватовская Л.Б.). Следовательно, рост удельной поверхности после РИВ свидетельствует об увеличении числа активных центров.

При РИВ механическая энергия удара переходит в тепловую колебательную энергию атомов. Следовательно, после РИВ закономерно возрастает число вакансий, в частности, вакансий по кислороду, которые являются одними из самых сильных центров льюсовской кислотности на поверхности цемента, участвующими в процессах диссоциативной адсорбции воды. Измельчение частиц при РИВ также способствует образованию дефектов на поверхности, что положительно влияет на химическую активность цемента. Полученные результаты являются экспериментальным подтверждением рабочей гипотезы в том, что при РИВ происходит активация поверхности вяжущего.

Было установлено, что эффективность РИВ (прирост ранней и нормируемой прочности) определяется моментом приложения и числом импульсов (количеством вводимой энергии). На рис. 6 приведены данные о влиянии момента приложения воздействия на эффективность РИВ.

а)

10 мин 15 мин 20 мин 30 мин 45 мин ВО мин Момент приложения воздействия

б)

О мин 10 мин 15 мин 20 мим 30 мин 45 мин 60 м Момент приложения воздействия

Рис. 6. Влияние момента приложения РИВ на прирост прочности после РИВ для образцов на основе ПЦ 500 (а) и ШПЦ 300 (б) в возрасте: 1 - 1 сутки; 2-3 суток; 3-7 суток; 4-14 суток; 5-28 суток Из приведенных данных следует, что приложение РИВ максимально эффективно через 0-10 минут после затворения. РИВ в более отдаленные моменты времени приводит к резкому снижению эффективности активации.

Было исследовано влияние режима РИВ (количества импульсов) на эффективность разрядной активации (рис. 7).

а)

1200 1500 Число импульсов

б) =

1200 1500 Число импульсов

Рис. 7. Влияние числа импульсов на прирост прочности после РИВ для образцов на основе ПЦ 500 (а) и ШПЦ 300 (б) в возрасте-

1 - 1 сутки, 2-3 суток, 3-7 суток; 4-14 суток, 5-28 суток Таким образом, РИВ по режимам с небольшим числом импульсов (600, 900 импульсов), в результате которых вяжущая система не сильно отклоняется от состояния термодинамического равновесия, не очень эффективно.

Аналогичное снижение эффективности РИВ наблюдается и при превышении оптимального количества импульсов, что объясняется тем, что в систему вводится слишком большое количество энергии и наряду с интенсификацией процессов, обусловливающих рост прочности, могут проявляться и деструктивные эффекты.

Отмеченный ранее рост рН раствора после РИВ обусловливает сжатие диффузной части ДЭС, что способствует формированию плотного камня, т.к. при этом облегчается ближняя коагуляция. В результате увеличения поверхности при РИВ, большая часть воды будет структурирована у поверхности в тонких пленках. Связывание воды приводит к снижению величины диэлектрической проницаемости е, а снижение с также ведет к снижению толщины диффузного слоя. Следовательно, увеличивается начальная плотность упа-

ковки зерен в камне и ускоряется схватывание. В результате действия указанных факторов, для активированных разрядами паст сокращаются сроки схватывания (рис. 8).

X ЗСХ1 í 250

£

а 300

Б »о

Ь

а)

Конец с*в йт ыазния

б)

Коней сна в»ивлийл

Рис.8. Влияние РИВ на сроки схватывания паст па основе ПЦ (а) и ] I ГШ Кб): I - контрольная паста; 2- паста после РИВ

Более плотная упаковка частиц после РИГ5 подтверждается данными электронной микроскопии (рис. 9, 10) и снижением пористости цементного камня после РИВ (рис, 11). Данные получены для образцов па основе [ 1Ц 500, В/Ц=0,35, момент приложения воздействия - сразу после затворения.

Рис.

Рис.

Структура цементного камня на основе ПЦ без воздействия (а) И послс воздействия (б) 1200 импульсами (х 500)

* ■ , 1

-с

: ,; V

а) V б)

. - .<-, ? 1 м- - V

. ■ - ■ ■ ■ : *> ' * .

10. С труктура цементного камня на основе ПЦ без воздействия (а) и послс воздействия (б) (х 700)

1600 Двойное импугтьССб воздействие

1500 1600

импульсов импу/ъсов Ражим РИ8

ДвтЬвде воадеистйие

а)

б)

Е

ЕЗ

Рис, 11. Влияние РИВ на общую (а) и капиллярную (6) пористость 28-суточных образцов цементного камня; \ - контрольные образны; 2 - образцы после РИВ Следовательно, после РИВ снижается общая и капиллярная иористость камня, причем тем в большей степени, чем больший прирост прочности наблюдается для соответствующего режима. Снижение количества капилляр-ПЫХ пор в результате РИВ объясняется не только увеличением степени гидратации, но также является следствием более плотной упаковки частиц после РИВ и свидетельствует о более плотном срастании новообразований и изменениях в их морфологии. Изложенные выше теоретические положения подтверждаются данными электронной микроскопии с большим увеличением (рис. 12).

Рис. 12. Структура цементного камня на основе ПЦ без РИВ (а) и после

РИВ (б) (X 4500)

Установлено, что прирост прочности после РИВ остается неизменным в течение как минимум 1,5 лет (табл. I).

Таблица I

Образцы 1 )рирост прочности, %

28 суток 0,5 года 1 ГОД 1,5 года

ПЦ 500, В/Ц=0,45, 900 импульсов 26 24 28 25

ПЦ 500, В/1 (=0,45. 1500 импульсов 41 40 39 38

ШПЦЗОО, В/Ц=0,4, 1200 импульсов 45 43 40 43

Таким образом, влияние РИВ на твердение цементного камня носит характер не только ускорения твердения, но и глубинной перестройки структуры.

Было исследовано влияние РИВ на пластифицированные смеси. Установлено, что добавка суперпластификатора С-3 в цементную смесь повышает эффективность РИВ. Для возраста 28 суток воздействие на пластифицированные смеси в среднем на 46 - 66 % эффективнее, чем на непластифициро-ванные при одинаковом В/Ц, и примерно в 1 - 1,5 раза эффективнее при равной подвижности растворов. Наиболее эффективной концентрацией добавки при РИВ является 0,5 % от массы цемента.

Четвертая глава посвящена разработке оптимальных режимов РИВ. Установлено, что на эффективность РИВ влияют не только параметры самого воздействия, но и водоцементное отношение смеси (рис. 13).

50--

¡¡г 50

В 40

0

1 30 о.

= 20 и

а 10

1 О

а)

х 40

I 30 Б 20+-

о

§■ 10 -ё о

0,35 0.4 0,45 0.5 0.6 Водоцементное отношение

б)

0,35 0,4 0,45 0,5 0.6 Водоцементное отношение

Рис. 13. Прирост прочности после РИВ при одинаковом режиме воздействия

в зависимости от В/Ц: а) пасты на основе ПЦ 500; б) пасты на основе ШПЦ 300 Установлено, что существуют верхнее и нижнее критические значения В/Ц пасты, подвергаемой РИВ, при превышении которых эффективность РИВ значительно уменьшается. На основе полученных в настоящей работе результатов, установлена следующая эмпирическая формула для определения нижнего критического значения В/Ц, ниже которого эффективность РИВ резко снижается:

(4.1)

Уменьшение В/Ц ниже этого предела резко ухудшает условия прохождения разрядов в смеси, что снижает эффективность воздействия

Верхнее критическое значение В/Ц, при превышении которого эффективность РИВ также снижается, количественно совпадает с известным значением предела водоудерживающей способности цементного геля в условиях гомогенизации при механическом воздействии, и равно

Кпр=\,ЮКиг., (4.3)

Кроме того, РИВ повышает подвижность цементной пасты на 7 - 15%, что согласуется с данными других исследователей (Ромащенко Н.М.).

Для установления оптимальных режимов РИВ в работе было исследовано совместное влияние числа импульсов, момента приложения воздействия и В/Ц вяжущей дисперсии для паст на основе ПЦ 500 и ШПЦ 300. Установлено, что в оптимальном диапазоне В/Ц РИВ должно прикладываться не позднее 10 минут после затворения. При этом, для паст на основе ПЦ наибольшие приросты прочности наблюдаются при воздействии 1200 - 1500 импульсов, для паст на основе ШПЦ - при воздействии 900 - 1500 импульсов. Методами статистической обработки были установлены нелинейные регрессионные зависимости прироста прочности образцов от числа импульсов, момента приложения РИВ и В/Ц смеси.

Исходя из фундаментальных положений термодинамики в работе теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность и эффективность многократного разрядно-импульсного воздействия на вяжущую дисперсию. Многократное РИВ заключается в том, что воздействие прикладывается не один, а несколько раз.

Установлено, что двухкратное РИВ на 15 - 20 % эффективнее однократного, а трехкратное - на 15 - 28 % эффективнее однократного.

Большая эффективность многократного воздействия обусловлена его комплексным характером. Первая серия импульсов отклоняет вяжущую систему от состояния равновесия. Вторая и третья серия импульсов создают «полезную» дефектность в уже отклоненной от состояния равновесия системе, разрушая сложившуюся коагуляционную структуру и способствуя тем самым активизации процессов на поверхности цементных зерен.

Кроме того, при многократном воздействии система последовательно несколько раз отклоняется от состояния равновесия; тем самым для нее как бы искусственно сокращаются потенциальные возможности для эволюции и система начинает таким образом двигаться в направлении упорядочения и структурирования.

Разработанные принципы назначения оптимальных режимов РИВ были использованы при промышленном изготовлении мелкозернистых цементно-песчаных бетонов для устройства буронабивных свай с использованием РИВ в фирме «Струйная геотехнология». При приложении РИВ по установленным оптимальным режимам прочность мелкозернистого бетона увеличивается на 48 - 51 % в возрасте 3 суток и на 36 - 44% в возрасте 28 суток. Кроме того, разрядная активация бетона по разработанным режимам многократного РИВ приводит к повышению 3 - суточной прочности бетона на 74 % и 28 - суточной прочности - на 56 %.

В пятой главе представлены другие возможности промышленного применения РИВ. Известно, что пенобетон представляет собой систему, состоящую из твердой матрицы (каменной основы или прослойки) с включением газообразной фазы, и его прочность определяется прочностью твердого ске-

лета. Исходя из этого, применение РИВ, повышающего прочность цементно-песчаной матрицы, должно повышать прочность пенобетона.

Пенобетон с использованием РИВ приготовлялся следующим образом. Сразу же после смешивания компонентов, к бетонной смеси прикладывалось РИВ по установленным ранее оптимальным режимам. После этого бетонная смесь смешивалась с заранее приготовленной пеной и формовались образцы. Прочностные характеристики пенобетона, приготовленного с использованием РИВ, и контрольного пенобетона представлены в табл. 2.

Таблица 2

Прочностные характеристики пенобетона Р400...800_

Факт. Пенобетон Контрольный Прирост

плотность, Марка по после РИВ пенобетон показателя

кг/м3 плотности Класс* ^еж) Класс* ДЯСЖ, %

МПа МПа

393 400 1,38 1 1,12 0,75 23,2

612 600 3,25 2,5 2,63 2 23,6

808 800 4,23 3 3,51 2,5 20,5

*Класс по прочности на сжатие по ГОСТ 25485-89

Как следует из приведенных данных, РИВ повышает прочность пенобетона для всех исследованных марок по плотности на один класс за счет повышения прочности цементно-песчаной матрицы материала. Например, пенобетон, изготовленный по технологии РИВ и имеющий плотность БбОО, по прочности соответствует классу В2,5 (класс по прочности, нормируемый по ГОСТ 25485-89 для обычного пенобетона 0700), что переводит его в разряд конструкционно-теплоизоляционных по ГОСТ 25485-89.

Кроме того, было установлено, что РИВ снижает коэффициент теплопроводности материала. Показатели коэффициентов теплопроводности пенобетона после РИВ и контрольного пенобетона приведены в табл. 3.

Таблица 3

Теплопроводность образцов пенобетона 0400...800

Средняя Пенобетон после РИВ Контрольный пенобетон Снижение

плотность, кг/м3 Класс по Коэф-т тепло- Класс по Коэф-т тепло- показателя

прочности проводности, X, Вт/м*°С прочности проводности, X, Вт/м*°С АХ,%

400 1 0,08 0,75 0,09 12,2

600 2,5 0,10 2 0,11 13

800 3 0,17 2,5 0,20 15

Снижение коэффициента теплопроводности после РИВ объясняется тем, что в камне после РИВ значительно увеличивается количество низкоосновных и тоберморитоподобных гидросиликатов, которые, согласно Чернакову

В.А., снижают теплопроводность материала в силу более высокой молекулярной массы и более отрицательного энергосодержания. Кроме того, на снижение теплопроводности влияет и изменение кристаллохимических характеристик твердой матрицы после РИВ. Теплопроводность тем ниже, чем больше препятствий (границ зерен) тепловой поток встречает на своем пути сквозь материал, а твердая фаза после РИВ является значительно более мелкозернистой по сравнению с контрольными образцами.

На основании проведенных исследований была разработана технологическая схема изготовления пенобетона с применением РИВ (рис. 14).

® ©

^—Готовые 1-► изделия

Рис. 14. Принципиальная технологическая схема производства пенобетона

с использованием РИВ:

1.1, 1.2 - бункера цемента и песка, 2 - бак с водой; 3 - бак с пенообразователем; 4 - смеситель, 5 - бак с пеноконцентратом, 6 - технологическая камера для РИВ, 7 - энергетический блок,

8 - накопитель; 9 - пеногеператор, 10 - смеситель, 11-формы; 12 - ямные камеры, 13 — резательный станок

Другим направлением применения РИВ в промышленности является разрядная активация закладочных смесей, используемых для заполнения выработанных пространств рудников. В настоящее время основными материалами для приготовления закладочных смесей на отечественных предприятиях являются цемент и доменный гранулированный шлак. Высокая стоимость составов на основе цемента является основным сдерживающим фактором для более широкого применения систем с закладкой.

В настоящее время в геотехнологии одним из основных перспективных путей решения этой проблемы становится использование бесцементных составов закладочных смесей на основе отходов производства, в которых основную массу составляют инертные материалы типа шлака.

Как было показано выше, эффективность РИВ резко возрастает, если она прикладывается к инертным веществам. Так, в проведенной серии экспериментов по разрядно-импульсной активации известково-шлакового вяжущего было установлено, что нормативная прочность 5 МПа, которая неактивированной смесью достигается в возрасте 3 месяцев, закладочной смесью после

РИВ достигается в возрасте 28 суток. В возрасте 3 суток активированная РИВ затвердевшая закладочная смесь имеет прочность 1,1 МПа против 0,2 МПа у контрольной смеси.

Кроме того, при устройстве закладочных работ чрезвычайно важна текучесть смеси, т.к. готовая смесь транспортируется по бетоноводу со значительной длиной транспортирования. Проведенные исследования показали, что текучесть закладочной смеси на основе известково-шлакового вяжущего повышается на 14%, что является благоприятным фактором, повышающим качество проведения работ по закладке выработанных массивов и качество самих закладок в затвердевшем состоянии или позволяет снижать В/Т отношение, что повышает конечную прочность монолитного массива.

На основе проведенных исследований разработана технологическая схема приготовления закладочной смеси с использованием РИВ (рис. 15).

Г о I I г | I ? )

I

С^Б--ОБ-

Готовая закладочная смесь

Рис. 15. Принципиальная технологическая схема приготовления закладочной

смеси с использованием РИВ: 1.1 — 1.3 — приемные бункера лежалых хвостов обогащения, дробленного щебня и активизатора твердения (цемента или негашеной извести) с гранулированным шлаком; 2 — дозаторы, 3 - ленточные конвейера; 4 - бак с раствором ЛСТ; 5 - резервуар с водой, 6-шаровая

мельница; 7 - смеситель; 8 - технологическая камера для РИВ Технико-экономический расчет показывает, что изготовление пенобетона с использованием РИВ экономически эффективно за счет снижения себестоимости на 36%. Т.к. более высокий класс РИВ - пенобетона по прочности позволяет изготавливать более тонкие стены при нормируемом термическом сопротивлении, то данный материал более выгоден и для покупателя (экономический эффект 28%). В случае устройства стен одинаковой толщины, экономический эффект от использования РИВ - пенобетона составляет 28% за счет снижения теплопотерь. При использовании РИВ для производства закладочных работ экономический эффект составляет 29 - 42 % (в зависимости от нормируемой прочности массива) за счет возможности использования дешевых бесцементных составов закладочных смесей.

Основные результаты и выводы

1. Одним из путей активации цементных паст и бетонных смесей с целью повышения скорости твердения и прочности бетона является воздействие электрическим полем, в том числе в разряде. Эффективность активации определяется параметрами разряда и условиями воздействия.

2. В результате электрофизического исследования установлено, что активация воды при РИВ заключается в увеличении в ней числа свободных носителей заряда за счет разрушения ассоциатов и разрыва водородных связей. Это способствует ускорению твердения цемента и увеличению нормативной прочности на 26 %. Эффект активации воды сохраняется в течение 30 минут.

3. В результате РИВ ускоряется твердение силикатных клинкерных фаз (Р-СгБ и СзБ), портландцемента и шлакопортландцемента: на 10 - 40 % сокращается индукционный период, на 64-96 % возрастает ранняя прочность и на 40 - 65 % нормируемая прочность. РИВ приводит к росту длительной прочности на 40 - 50 % (возраст 1,5 года).

4. Установлено, что скорость твердения цементов и прочность цементного камня после РИВ определяются моментом приложения воздействия и числом импульсов. Наиболее эффективно приложение РИВ в течение первых 10 минут после затворения. Зависимость эффективности РИВ от числа импульсов носит экстремальный характер.

5. Установлено, что ускорение твердения вяжущих систем и рост их прочности в результате РИВ обусловлены следующими факторами:

- увеличение числа активных центров на поверхности вяжущего и дополнительное их возбуждение

- рост активной поверхности

- активация жидкой фазы, в результате которой в ней резко возрастает количество свободных носителей заряда

- влияние на степень гидратации, физико-химический и морфологический состав новообразований, приводящее к образованию более мелкозернистой высокоплотной и прочной структуры

6. Установлено, что на эффективность РИВ влияет водоцементное отношение смеси. Экспериментально определены верхнее и нижнее предельные значения В/Ц, при переходе через которые эффективность РИВ резко снижается. Нижний предел составляет Кпр = 1,48К„ г, верхний - Кпр = 1,87К„ г.

Установлено, что РИВ повышает подвижность цементной пасты на 7-15%.

7. Разработаны принципы назначения оптимальных режимов РИВ, учитывающие В/Ц смеси, число импульсов и момент приложения воздействия. РИВ по разработанным оптимальным режимам позволяет повысить проч-

ность мелкозернистого бетона до 51% в возрасте 3 суток и до 44% в возрасте 28 суток.

Многократное разрядно-импульсное воздействие на 8 - 22 % более эффективно, чем однократное. Это обусловлено комплексным характером многократного РИВ. Предложены оптимальные режимы многократного РИВ.

8. Установлено, что использование РИВ по рациональным режимам в технологии пенобетона повышает его прочность на 1 класс за счет повышения прочности цементной матрицы материала. Кроме того, в результате раз-рядно-импульсной активации снижается коэффициент теплопроводности равноплотного пенобетона на 13-15%.

Разработана технологическая инструкция по изготовлению пенобетона с использованием разрядно-импульсного воздействия.

Произведена технико-экономическая оценка применения РИВ в технологии пенобетона. Показано, что изготовление пенобетона с использованием РИВ по предложенной в работе технологии экономически эффективно за счет снижения себестоимости на 36%.

9. Применение РИВ эффективно при производстве геотехнических закладочных работ, за счет ускорения набора прочности и увеличения нормируемой прочности закладочного массива на основе бесцементных вяжущих. Показано, что экономический эффект от применения РИВ - технологии составляет 42 % за счет того, что применение РИВ позволяет расширить применение бесцементных составов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кузнецов А. Н. Влияние разрядно-импульсного воздействия на прочность цементного камня // Образование, наука, производство: Сб. тез. докл. Международного студенческого форума. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002. - С. 233

2. Гаркави М. С., Кузнецов А. Н. Влияние разрядно-импульсного воздействия на прочность цементного камня // Материалы 61-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2001-2002 гг.: Сб. докл. - Магнитогорск: МГТУ, 2002. -С.25 - 27.

3. Кузнецов А. Н., Лыжин Д. М., Гаркави М. С. Особенности разрядно-импульсной активации шлакопортландцементов // Молодежь. Наука. Будущее. Вып. 3: Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2004.-С. 217-219.

4. Гаркави М. С., Кузнецов А. Н. Влияние электрического разряда на структурообразование цементных паст // Материалы 63-й научно-

технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг.: Сб. докл. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 7-10.

5. Гаркави М. С., Кузнецов А. Н„ Лыжин Д. М. Влияние разрядно-импульсного воздействия на прочность цементного камня и бетона // Бетон и железобетон в третьем тысячелетии. Третья международная научно-практическая конференция. Том I.: Ростов-на-Дону, 2004.-С. 100-104.

6. Кузнецов А. Н„ Павлова Г. А. Влияние электрического разряда на структурообразование вяжущих систем // Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения. Восьмые академические чтения РААСН. - Самара, 2004. - С. 393 - 396.

7. Кузнецов А. Н., Гаркави М. С. Влияние разрядно-импульсного воздействия на структурообразование и прочность цементного камня и бетона // Техника и технология силикатов. - № 1-2. - 2005. -С. 16-23.

8. Гаркави М. С., Кузнецов А. Н. Влияние разрядно-импульсного воздействия на структурообразование и прочность цементного камня и бетона // Цемент и его применение. - № 6. - 2005. - С. 44 - 45.

Подписано к печати 27.02.07 г. Печ. л. 1,18 Печать офсетная. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 '/16. Тираж 100 экз. Заказ 204.

РТП ПГУПС. 190031, С.-Петербург, Московский пр. 9

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Гидратация цементов.

1.2. Разрядно-импульсное воздействие.

1.2.1. Сущность разрядно-импульсного воздействия.

1.2.2. Некоторые аспекты взаимодействия плазмы разряда с обрабатываемым веществом.

1.3. Активация вяжущих веществ с помощью электрических полей и электрических разрядов.

Выводы и задачи исследования.

2. Применяемые материалы и методы экспериментальных исследований.

2.1. Характеристики материалов.

2.1.1. Клинкерные минералы.

2.1.2. Цементы и вяжущие.

2.2. Разрядно-импульсное воздействие.

2.3. Электрофизический метод контроля твердения вяжущих веществ с использованием акваметрического датчика.

2.4. Методы определения физико-механических свойств.

2.4.1. Определение прочности на сжатие.

2.4.2. Определение теплопроводности.

2.4.3. Определение сроков схватывания цементного теста.

2.5. Методы физико-химических исследований.

Выводы по главе 2.

3. Влияние разрядно-импульсного воздействия на твердение моно- и полиминеральных вяжущих.

3.1. Влияние РИВ на воду затворения.

3.2. Влияние РИВ на клинкерные минералы.

3.3. Влияние РИВ на цементы.

3.3.1. Влияние вида вяжущего на эффективность РИВ.

3.3.2. Влияние момента приложения воздействия на эффективность РИВ.

3.3.3. Влияние числа импульсов на эффективность РИВ.

3.3.5. РИВ на пластифицированные смеси.

3.3.6. Влияние РИВ на долговременную прочность камня.

Выводы по главе 3.

4. Разработка оптимальных режимов РИВ.

4.1. Влияние В/Ц смеси на эффективность РИВ.

4.2. Влияние В/Ц и числа импульсов при фиксированном моменте приложения на эффективность РИВ.

4.3. Влияние В/Ц и момента приложения при фиксированном числе импульсов на эффективность РИВ.

4.4. Многократное воздействие.

Выводы по главе 4.

5. Применение разрядно-импульсного воздействия.

5.1. Применение разрядно-импульсного воздействия в технологии пенобетона.

5.2. Применение разрядно-импульсного воздействия в технологии геотехнических закладочных работ.

5.3. Экономическая эффективность.

Выводы по главе 5.

Акгуальность работы. В настоящее время задача повышения прочности бетона и увеличения скорости его твердения является весьма актуальной. Не менее актуальной является и задача снижения себестоимости производства строительных материалов на основе цемента (тяжелого бетона, пенобетона). Одним из путей решения этих проблем является активация вяжущих веществ с помощью разнообразных внешних воздействий. Одним из перспективных способов активации твердения является воздействие на вяжущую смесь или бетон сериями высоковольтных электрических разрядов. Ввиду комплексною характера такого воздействия, с помощью разрядно-импульсной активации возможно направленное управление процессами гидратации и структурообразования бетонов на основе цементных и бесцементных вяжущих веществ.

Цель настоящей работы состояла в изучении влияния разрядно-импульсного воздействия (РИВ) на гидратацию, структурообразование и физико-механические свойства материалов на цементной и бесцеменгной основе.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать влияние РИВ на гидратацию, структурообразование и физико-механические свойства основных клинкерных минералов, цементных и бесцементных вяжущих.

2. Разработать технологически оптимальные режимы РИВ.

3. Предложить технологии получения бетонов различных видов с использованием РИВ и оценить их технико-экономическую эффективность.

Научная новизна

1. Установлено, что активация воды при РИВ заключается в увеличении в ней числа свободных носителей заряда за счет разрушения ассоциатов и разрыва водородных связей. Это способствует ускорению твердения цемента и увеличению нормативной прочности на 26 %.

2. Установлено, что ускорение твердения вяжущих систем и рост их прочности в результате РИВ обусловлены следующими факторами:

- увеличение числа активных центров на поверхности вяжуще1 о и дополнительное их возбуждение

- активация жидкой фазы, в результате которой в ней резко возрастает количество свободных носителей заряда

- влияние на параметры ДЭС и морфоло1 ию новообразований, приводящее к образованию более плотной структуры

- усиление процессов поликонденсации кремнекислородных анионов и топохимических реакций, приводящее к снижению основности гидросиликатов.

3. На основе принципа Кюри теоретически обосновано и экспериментально подтверждено возникновение в вяжущей системе после РИВ разветвленной структуры камня с большим числом перекрытий. Это обусловливает образование мелкозернистой высокоплотной и прочной структуры цементною камня.

4. Установлено, что многократное разрядно-импульсное воздействие значительно более эффективно, чем однократное. Это обусловлено комплексным характером многократно о РИВ.

Практическая значимость

1. Установлено, что скорость твердения цементов и прочность цементного камня после РИВ определяются моментом приложения воздействия, числом импульсов и водоцементным отношением смеси. Наиболее эффективно приложение РИВ в течение первых 10 минут после затворения, а зависимость эффективности РИВ от числа импульсов носит экстремальный характер. Экспериментально определены верхнее и нижнее предельные значения В/Ц, при переходе через которые эффективность РИВ резко снижается. Нижний предел составляет Кпр = 1,48К„ г, верхний - Кпр = 1,87К„,.

2. Разработаны принципы назначения оптимальных режимов РИВ, учитывающие установленный диапазон В/Ц смеси, режим воздействия и момент приложения воздействия. РИВ по разработанным оптимальным режимам позволяет повысить прочность мелкозернистого бетона до 51% в возрасте 3 суток и до 44% в возрасте 28 суток.

3. Установлено, что использование РИВ по разработанным оптимальным режимам в технологии пенобетона повышает его прочность на 1 класс и снижает коэффициент теплопроводности равноплотпог о пенобетона на 13-15%.

4. Разработана технологическая инструкция по изготовлению пенобетона с использованием РИВ. Произведена технико-экономическая оценка применения РИВ в технологии пенобетона. Показано, чю изготовление пенобетона с использованием РИВ по предложенной в работе технологи экономически эффективно за счет снижения себестоимости на 36%.

5. Установлено, что применение РИВ эффективно при производстве геотехнических закладочных работ, за счет ускорения набора прочности и увеличения нормируемой прочности закладочного массива на основе бесцеменшых вяжущих. Показано, что экономический эффект от применения РИВ - технологии составляет 42 % за счет того, что применение РИВ позволяет расширить применение бесцементных закладочных составов.

Реализация результатов работ. Результаты рабош опробованы и приняты к промышленному внедрению в фирме «Гео-рита», г. Москва.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 8-х Академических чтениях РААСН (Самара, 2004 г.), Третьей международной научно-практической конференции «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии» (Ростов-на-Дону, 2004 г.), 61 и 63 региональных ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава Магниготрского государственного технического университета им. Г.И.Носова (Магнитогорск, 2002, 2004гг.), международном студенческом форуме Образование Наука Производство (Белгород, 2002). Принят доклад на 12 Международный конгресс по химии цемента (Монреаль, Канада, июль 2007 г.).

Достоверность научных выводов и результатов исследования подтверждается корректностью применения математического аппарата с привлечением статистических методов обработки результатов экспериментов; количеством образцов, обеспечивающих внутрисерийный коэффициент вариации; согласованностью результатов теоретических положений с данными, полученными автором экспериментальным путем; показателями производственного внедрения.

Публикации. По материалам работы опубликовано 9 научных статей, в том числе в 2 отраслевых и научных журналах по списку ВАК России и сборнике материалов Академических чтений РААСН.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав и общих выводов по работе. Диссертация содержит 185 страниц машинописного текста, 76 рисунков, 45 таблиц, 2 приложения и список использованной литературы из 193 наименований.

Основные результаты и выводы

1. Одним из путей активации цементных паст и бетонных смесей с целью повышения скорости твердения и прочности бетона является воздействие электрическим полем, в том числе в разряде. Эффективность активации определяется параметрами разряда и условиями воздействия.

2. В результате электрофизического исследования установлено, что активация воды при РИВ заключается в увеличении в ней числа свободных носителей заряда за счет разрушения ассоциатов и разрыва водородных связей. Эго способствует ускорению твердения цемента и увеличению нормативной прочности на 26 %. Эффект активации воды сохраняется в течение 30 минут.

3. В результате РИВ ускоряется твердение силикатных клинкерных фаз (Р-Сг8 и Сз8), портландцемента и шлакопортландцемента: на 10 - 40 % сокращается индукционный период, на 64 - 96 % возрастает ранняя прочность и на 40 - 65 % нормируемая прочность. РИВ приводит к росту длительной прочности на 40 - 50 % (возраст 1,5 года).

4. Установлено, что скорость твердения цементов и прочность цементного камня после РИВ определяются моментом приложения воздействия и числом импульсов. Наиболее эффективно приложение РИВ в течение первых 10 минут после затворения. Зависимость эффективности РИВ от числа импульсов носит экстремальный характер.

5. Установлено, что ускорение твердения вяжущих систем и рост их прочности в результате РИВ обусловлены следующими факторами:

- увеличение числа активных центров на поверхности вяжущего и дополнительное их возбуждение

- активация жидкой фазы, в результате которой в ней резко возрастает количество свободных носителей заряда

- влияние на параметры ДЭС и морфологию новообразований, приводящее к образованию более плотной структуры

- усиление процессов поликонденсации кремнекислородных анионов и топохимических реакций, приводящее к снижению основности гидросиликатов.

6. На основе принципа Кюри теоретически обосновано и экспериментально подтверждено возникновение в вяжущей системе после РИВ разветвленной структуры камня с большим числом перекрытий. Это обусловливает образование мелкозернистой высокоплотной и прочной структуры цементного камня.

7. Установлено, что на эффективность РИВ влияет водоцементное отношение смеси. Экспериментально определены верхнее и нижнее предельные значения В/Ц, при переходе через которые эффективность РИВ резко снижается. Нижний предел составляет Кпр = 1,48КНГ, верхний - Кпр = 1,87К|1Г.

Установлено, что РИВ повышает подвижность цементной пасты на 7 -15% за счет снижения вязкости воды затворения при повышении температуры, появления свободной воды при ассоциации свободных носителей и улучшения условий обводнения микрочастиц при прохождении разрядов.

8. Разработаны принципы назначения оптимальных режимов РИВ, учитывающие установленный диапазон В/Ц смеси, число импульсов и момент приложения воздействия. РИВ по разработанным оптимальным режимам позволяет повысить прочность мелкозернистого бетона до 51% в возрасте 3 суток и до 44% в возрасте 28 суток.

Многократное разрядно-импульсное воздействие на 8 - 22 % более эффективно, чем однократное, что обусловлено комплексным характером многократного РИВ. Предложены оптимальные режимы многократного РИВ, позволяющие повысить марочную прочность цементного камня и бетона до 65 %.

9. Установлено, что использование РИВ по разработанным оптимальным режимам в технологии пенобетона повышает его прочность на 1 класс за счет повышения прочности цементной матрицы материала. В результате разрядно-импульсной активации снижается коэффициент теплопроводности равноплот-ного пенобетона на 13-15%.

Разработана технологическая инструкция по изготовлению пенобетона с использованием разрядно-импульсного воздействия.

Произведена технико-экономическая оценка применения РИВ в технологии пенобетона. Показано, что изготовление пенобетона с использованием РИВ по предложенной в работе технологии экономически эффективно за счет снижения себестоимости на 36%.

10. Применение РИВ эффективно при производстве геотехнических закладочных работ, за счет ускорения набора прочности и увеличения нормируемой прочности закладочного массива на основе бесцементных вяжущих. Показано, что экономический эффект от применения РИВ - технологии составляет 42 % за счет того, что применение РИВ позволяет расширить применение бесцементных закладочных составов.

1. Авакумов A.II. Механические методы активации химических процессов. -М.: Издательство Наука, 1986. 305 с.

2. Амелина Е. А., Конторович С. И., Щукин Е. Д. Физико химические закономерности образования контактов при срас!ании частиц в конденсаци-онно кристаллизационных структурах. // Гидратация и твердение вяжущих. -Львов, 1981. - с. 56-59.

3. Антонченко В. Я., Ильин В. В., Маковский H. Н. Молекулярно статистические свойства воды вблизи поверхности // Коллоидный журнал. -т. 50, №6. - с. 1043 - 1051.

4. Арбеньев А. С. Синергобетонирование технология XXI века // Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции Композиционные строительные материалы. Теория и практика. - Пенза, 2001. - С. 12-15.

5. Ахвердов И. Н. Основы физики бетона. М.: Стройизда1, 1981.- 464 с.

6. Бабков В. В., Мохов В. Н., Капитонов С. М., Комохов П. Г. Структурообра-зование и разрушение цементных бетонов. Уфа, ГУП «Уфимский поли-графкомбинат», 2002. - 376 с.

7. Бабушкин В. И., Матвеев Г. М., Мчедлов Петросян О. П. Термодинамика силикатов. - М.: Сгройиздат, 1986. - 408с.

8. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. М.: Стройиздат, 1984.-671 с.

9. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. М.: Стройиздат, 1990. -400 с.

10. Ю.Беграмбеков Л. Б. Модификация поверхности твердых тел при ионном и плазменном воздействии. М.: МИФИ, 2001. - 57 с.

11. ГБеньковский В. Г., Голубничий П. И., Масленников С. И. Импульсы электрогидродинамической сонолюминесценции, сопровождающей высоковольтный электрический разряд.—Акуст. жури., 1974,20, вып. 1, с. 23—26.

12. Болдырев В.В. Механические методы активации неорганических веществ // Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева. 1988. - Т. 33. - № 4. - С. 374-383.

13. Болдырев В. В. Управление химическими реакциями в твердой фазе // Соро-совский образовательный журнал. 1996. - № 5 . - С. 49 - 55.

14. Булат А.Д. Электрофизическая активация цемешных вяжущих. М.: Изд-во Российской инженерной академии, 2002. - 227 с.

15. БуттЮ. М., ТимашевВ. В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. М.: Высшая школа. - 1973. - 504 с.

16. Бутт 10. М., Тимашев В. В. Портландцемент (минералогический и гранулометрический составы, процессы модифицирования и гидратации). М.: Стройиздаг, 1974.-328 с.

17. Вернигорова В. Н. О механизме влияния суперпласгификаторов в модельной системе СаО S1O2 - Н20. // Теория и практика применения суперпластификаторов в композиционных строительных материалах. - Пенза, 1991.- с. 5-6.

18. Вагнер Г. Р. Формирование структур в силикатных дисперсиях. Киев.: Наукова думка, 1989. - 184 с.

19. Верещагин В. И., Сафронов В. Н., Котенко J1. К. Воздействие высоковольтного импульсного разряда на кристаллическую решетку и поверхность зерен кварца//Стекло и керамика. 2002. - № 2.-С. 10-12

20. Верещагин В.И., Силкина О.В. Влияние высоковольтного коронного разряда на гидратацию клинкерных минералов // Цемеш. 1993. - № 3. - С. 48.

21. Верещагин В. П. Высоковольтные электротехнологии. М.: Изд-во МЭИ,1999.-204 с.

22. Волженский A.B. Минеральные вяжущие вещества. М.:Стройиздат, 1979. -471 с.

23. Выродов И. П. О физико химической сущносж процессов гидратации минеральных вяжущих веществ на ранних стадиях. // ЖИХ. - 1976. - т. 49, № 2.- с. 309 - 314.

24. Гаркави М. С. Термодинамический анализ структурных превращений в вяжущих системах. Mai нитогорск: МГТУ, 2005. - 243 с.

25. Гаркави М. С. Управление структурными превращениями в твердеющих вяжущих системах: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1997. - 31 с.

26. Гаркави М. С. Современные методы исследования процесса 1идрагации цемента // II Международное совещание по химии и технологии цемента.2000.-т. 2.-С. 46-53.

27. ЗКГаркави М. С. Возможные схемы струкгурообразования в вяжущих системах. // Современные проблемы строительного ма1ериаловедения. Самара, 1995. - ч. 1. - с.

28. Генкин А. Р., Гаркави М. С., Иноков В. И., Фридман М. Л. Структуро-образование цементного камня в присутствии суперпластификатора. // Гидратация и твердение вяжущих. Львов, 1981. - с. 260.

29. Глебов А. Н., Буданов А. Р. Структурно-динамические свойства водных растворов электролитов // Соросовский образовательный журнал. 1996. - № 9. -С. 72-78.

30. Голиков Е. В., Чернобережский Ю. М. О роли граничных слоев воды в агрегативной устойчивости дисперсий гидрофильных частиц. // Вода в дисперсных системах. М.: Химия, 1989. - с. 169 - 188.

31. Зб.Головлева В. К., Копылова Т. Н., Левдикова Т. Л., Цыганок 10. И. Измерение электрофизических характеристик воды под действием микроволнового излучения // Изв. вузов. Сер. Физика. 1977. - № 4. - С. 20-26.

32. Горбачев В. А., Шаврин С. В. Элементы ассиметрии деформации при кри-сталлохимических превращениях // Кинетика и катализ. 1982. - № 5. - С. 1266-1268

33. Горленко И. П., Саркисов Ю. С., Кузнецова Т. В. Генерация собственных низкочастотных колебаний в сис1еме «цемент вода» // Техника и технология силикатов. - 2004. - № 1-2. - С. 29 - 34.

34. Горшков В. С., Тимашев В. В., Савельев В. Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1981. - 334 с.

35. Гранковский И. Г. Сгруктурообразование в минеральных вяжущих системах. Киев: Наукова думка, 1984. - 300 с.

36. Гранковский И. Г. Стадии формирования дисперсной структуры минеральных вяжущих веществ. // Образование и структурное превращение цементных минералов. Л., 1971.-е. 17-19.

37. Грушко И. М., Бирюков В. А., Селиванов И. И. Исследование влияния параметров комплексной химической и электрофизической активации на прочность цементного камня // Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура. -1986.-№2.-С. 44-48

38. Гулый Г.А., Малюшевский П.П., Кривицкий Е.В. Оборудование и технологические процессы с использованием электрогидравлического эффекта.— М.: Машиностроение, 1977.— 320 с.

39. Гулый Г. А., Малюшевский П. II. Высоковольтный электрический разряд в силовых импульсных системах.— Киев : Наук, думка, 1977.— 176 с.

40. Дерягин Б. В., Чураев Н. В. Поверхностные силы и их роль в дисперсных системах.// Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева. 1989. - т. 34, № 2.-с. 151 - 158.

41. Духин С. С., Шилов В. Н. Диэлектрические явления и двойной электрический слой в дисперсных системах и полиэлектролитах, Киев.: Науко-ва Думка, 1972.- 167 с.

42. Духин С. С., Ярощук А. Э. Проблема граничного слоя и двойной электрический слой. // Коллоидный журнал. 1987. - т. 44, № 5. - с. 884 - 895.

43. Евдокимов В. С., Егоров Л. А., Борисенков В. И. Набивные сваи, изтотов-ленные по электроимпульсной технологии . Проектирование и инженерные изыскания. № 2, 1991. - С. 17-19

44. Еремин В. Я. Разрядно-импульсные техноло1 ии на стройках России. // Строительные и дорожные машины. 2003.-№ 11.-С. 4-11.

45. Еремин В.Я. Разрядно-импульсные технологии на стройках России. // Стройклуб. 2002. - №1-2. - С. 11-15.

46. Еремина А. Н. Влияние активированной жидкости за творения на гидравлическую активность и твердение цементных систем: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Томск, 2000. - 23 с.

47. Ефремов И. Ф. Периодические коллоидные структуы, их особеннности и классификация. // ЖПХ. 1979. - т. 52, № 12. - с. 2683 - 2687.

48. Ефремов И. Ф. Периодические коллоидные структуры. М.: Химия, 1971. - 160 с.

49. Ефремов И. Ф. Влияние электрической поляризации на струкгурооб -разование в дисперсных системах. // Дисперсные системы и их поведение в электрических и магнитных полях. Л., 1976. - с. 39 - 44.

50. Ефремов И.Ф., Прокофьева Т.А. Влияние электрической поляризации на структурообразование в дисперсных системах // В кн.: Дисперсные системы и их поведение в электрических и магнишых полях. JI.: 1976. -с.39-44

51. Ефремов И. Ф., Сычёв М. М., Розенталь О. М. Некоторые вопросы механизма твердения цементных паст.// ЖПХ. 1973.- т. 46, №2.-с. 261 -265.

52. Ефремов И.Ф., Розенталь О.М. Влияние электрической поляризации на кинетику гетерогенных процессов//Журнал физической химии. 1973.-№3.-С. 571-574

53. Ефремов И. Ф., Усьяров О. Г. Взаимодействие коллоидных частиц и других микрообъектов на дальних расстояниях и образование периодических коллоидных структур. // Успехи химии. 1976.- т. 55, №5.- с. 877 - 907.

54. Казанская Е. II. Образование 1идратных фаз портландцементного камня. Л.: ЛТИ, 1990. - 50 с.

55. Казанская E.H., Сычев М.М. Активация твердения портландцемента // Цемент. 1991.-№5.-С. 31-35.

56. Калашников В. И., Коровкин М. О. Закономерности пластифицирования минеральных дисперсных систем.//Современные проблемы строительного материаловедения. Самара, 1995. - ч. 2. - с. 18 - 22.

57. Капранов В. В. Твердение вяжущих вещее i в и изделий на их основе.-Челябинск, 1976. 192 с.

58. Капранов В. В. Механизм ¡вердения вяжущих веществ. // Гидратация и твердение вяжущих.- Львов, 1981. с. 92-95.

59. Карери Дж. Порядок и беспорядок в структуре материи: Пер. с итал. М.: Мир, 1985.-232 с.

60. Каушанский В. Е., Тихомиров И. М. Возможности активации жидкой фазы в процессе гидра 1ации вяжущих материалов. // Гидратация и твердение вяжущих. Львов, 1981,- с. 37 - 43.

61. Колбасов В. М., Улиссев Н. И., Панюшкина Т. А. Формирование структуры цементного камня в присутствии суперпласшфикаторв. // Матер. VI Всес. совещ. по химии и технологии цемента. М., 1983. - с. 47-53.

62. Комохов П. Г. Механико энер1етические аспекты процессов гидратации, твердения и долговечности цементного камня // Цемент. - 1987. - № 2. - С. 20-22

63. Комохов П. Г., Шангина Н. II. Акгивационные технологии при получении бетонов // Цемент. 1995. - № 4. - С. 35-36

64. Кондо Р., Уэда Ш. Кинетика и механизм гидратации цемента.//V Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздаг, 1973.-е. 185 - 206.

65. Кондо Р., Дайман М. Фазовый состав затвердевшею цементного теста // VI Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976. -т. II, кн. 1.- с. 244 - 256.

66. Конторович С. И., Амелина Г. А., Щукин Е. Д. Срааание чаежц в пересыщенных растворах при химическом модифицировании их поверхности// Гидратация и твердение вяжущих. Львов, 1981.-е. 60.

67. Королев Ю. Д., Месяц Г. А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991.-223 с.

68. Кошмай А. С., Мчедлов Петросян О. П. Электрохимическая интерпретация процессов схватывания цементных паст. // Цемент. - 1980. - № 7. - с. 4-5.

69. Кошмай А. С., Мчедлов Петросян О. П. Электрохимия систем цемент-вода и её практическое приложение. // 8 Всесоюзное совещание по химии и технологии цемента. - М., 1991.- с. 66 - 165.

70. Кристаллография и минералогия // Под ред. А.И. Гинзбурга. М.: «Высш. Школа», 1972.-280 с.

71. Круглицкий Н. Н., Горовенко Г. Г., Малюшевский II. П. Физико-химическая механика дисперсных систем в сильных импульсных полях. // Киев: Наукова Думка, 1983.- 192 с.

72. Кузнецова Т. В. Современные проблемы химии цемента. // Цемент. -1991. № 1 -2.- с. И - 14.

73. Кукушкин Ю.Н. Вода в химических превращениях. // Соросовский Образовательный Журнал. 2001.-№ 6. - С. 26-31.

74. Куни Ф. М. Физические основы теории фазовых превращений вещества // Соросовский образовательный журнал. 1996. - № 1. - С. 108 - 112.

75. Курбатова И. И. Химия гидратации портландцемента. М.: Стройиздат, 1977.- 159 с.

76. Кускова Н. И. Искровые разряды в конденсированных средах // Журнал технической физики.-2001.-т. 71.-С. 51-54

77. Ларионова 3. М., Никитина П. В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. М.: Сфойиздат, 1977. -264 с.

78. Лифшиц В.Г. Поверхность твердою тела и поверхностью фазы//Соросовский Образовательный Журнал. 1995. -№ 1. - С. 99-107.

79. Лозаннский Э. Д. Развитие электронных лавин и стримеров // Успехи физических наук. 1975. - т. 117. - С. 493 - 521.

80. Лоуренс В. Ф., Янг Д. Ф., Бергер Р. Л. Гидратация и свойства теста из силикатов кальция. // VI Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976.-т. 2, кн. 1.- с. 134 - 138.

81. Людвиг У. Исследование механизма ¡идратации клинкерных минералов. // VI Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздаг, 1976. - т. 11, кн. 1. - с. 104- 121.

82. Максимов А. И. Физика и химия взаимодействия плазмы с растворами// Журнал технической физики. 2001. - т. 54. - С. 64 - 81.

83. Матвиенко В.А., Черешня О.Ф. Кристаллизация эггрингита в электростатическом поле//Цемент. 1991.-№ 6. - С. 38-41

84. Мчедлов Петросян О. Г1. Химия неорганических строительных материалов. - М.: Стройиздаг, 1988. - 304 с.

85. Мчедлов Петросян О. II. Управляемое структурообразование как результат использования основных положений физико - химической механики. // Управляемое структурообразование в производстве строительных материалов. - Киев, 1968. - с. 3 - 5.

86. Мчедлов Петросян О. П. Особенности технологии бе юна и управляемого структурообразования. // Физико - химические основы технологии бетона. - М., 1977. - с. 220 - 226.

87. Мчедлов Петросян О. П. Гидратация и твердение цемента. // Цемент. -1980. - № 12. - с. 10 - 11.

88. Мчедлов Петросян О. П., Филатов Л. Г. Принципы управления cip -турообразованием цементною камня.//Физико - химическая механика.-Ташкент, 1966. - с. 403 - 411.

89. Наберухин Ю. И. Структурные модели жидкостей. Новосибирск: Изд-во Новосибирского гос. ун-та, 1981. - 83 с.

90. Нехорошев А. В. Развитие физико-химических представлений о шер-дении минеральных вяжущих веществ.// Применение эффективных материалов и конструкций в сельском строительстве. M., 1984. с. 70 - 75.

91. Новоселова Ю. Н. Электрофизический контроль твердения цемеша с добавками-электролитами: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск , 1997.-27 с.

92. Нуриков Ю. В. О молекулярных моделях воды // Журнал физической химии. 1987. - т. 54, №7. - с. 2122 - 2131.

93. Орлеанская Н. Б., Сычев М. М. Электрофизические явления при гидратации цементов. // ЖПХ. 1984. - I. 58, № 10. - с. 2282 - 2287.

94. Осин Б. В., Турий С. А., Нечитайло Л. А. Развитие современных представлений о процессах твердения портландцемента. // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1984. - № 7. - с. 55 - 58.

95. Осипов В. В. Импульсный объемный разряд // Соросовский образовательный журнал.- 1998.-№ 12.-С. 87-93.

96. Полак А. Ф., Бабков В. В., Андреева Е. П. Твердение минеральных вяжущих веществ ( вопросы теории ). Уфа: Башк. кн. издательство, 1990. - 216 с.

97. Полак А. Ф. Твердение мономинеральных вяжущих веществ. М.: Стройиздат, 1966. - 208 с.

98. Поцяпун Н. П., Буйновский А. С., Колиакова Н. А. Активация золотосодержащих минеральгых пульп электрическими разрядами в жидкости. // Цветные металлы. 2004. - №3. - С. 14-16

99. Ратинов В. Б., Розеиберг Т. И., Кучереева Г. Д. О механизме 1и-дратации при твердении минеральных вяжущих веществ. // Гидратация и твердение вяжущих. Львов, 1981. - с. 78 - 84.

100. Ратинов В. Б., Розенберг Т. И. Добавки в бетон. М.: Стойиздат, 1973. - 208 с.

101. Ребиндер П. А. Физико химическая механика дисперсных структур. //Физико - химическая механика дисперсных сгрукгур. - М., 1966. - с. 3 - 16.

102. Ребиндер П. А. Процессы структурообразования в дисперсных системах. // Физико химическая механика почв, грунтов, глин и строительных материалов. - Ташкент, 1966. - с. 9 - 25.

103. Ребиндер П. А. Поверхносшые явления в дисперсных системах. Физико химическая механика. - М.: Наука, 1979. - 384 с.

104. Розенталь О. М., Сычёв М. М., Подкин Ю. Г. Элекфические свойства цементных паст. // ЖПХ. 1975. - г. 48, №9. - с. 1932 - 1934.

105. Ромащенко Н. М. Получение и свойства бетона с применением высоковольтного электрического разряда: Автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб , 1995.-25 с.

106. Ромащенко Н. М. Электроразрядная активация компонентов бетонной смеси // II Международная научно-практическая конференция "Защитные композиционные материалы и технологии третьего тысячелетия".: СПб, 2001.-С. 85-86.

107. Рощина Т. М. Адсорбционные явления и поверхность // Соросовский образовательный журнал. 1998. - № 2. - С. 89 - 94.

108. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. М.: Сгройиздат, 1983. -276 с.

109. Салем P.P. Теория двойною электрического слоя. // Журнал физической химии. 1980. - т. 54, №5. - с. 1296 - 1299.

110. Саницкий М. А. Влияние кристаллохимических особенностей твердых фаз на процессы их гидрагации и свойства цеменшого камня // II Международное совещание по химии и технологии цемента. 2000. - т. 2. - С. 62 -69.

111. Саркисов Ю. С. Кинетические аспекты процессов структурообразования дисперсных систем // Изв. вузов. Сер. Строительство. 1994. - № 1. - С. 38 -41.

112. Саркисов Ю. С., Горленко Н. П., Кузнецова Т. В. Физико-химические исследования системы «цемент вода» при воздействии слабого электромагнитного поля // Техника и технология силикатов. - 2004. - № 3-4. - С. 17 -25.

113. Саркисов Ю. С., Горленко П. П., Семенова Г. Д. Информационные взаимодействия в системе «цемент вода» // Техника и технология силикатов. -2004.-№ 1-2.-С. 9- 16.

114. Сватовская Л. Б. Некоторые современные представления о механизме гидратации цемента и кинетике его гвердения // II Международное совещание по химии и технологии цемента. 2000. - 1. 2. - С. 32 - 38.

115. Сватовская Л. Б., Сычев М. М. Активированное твердение цементов. Л.: Стройиздат, 1983. - 160 с.

116. Свойство коллоидных систем генерировать низкочастожый переменный ток / П. М. Жаворонков, А. В. Нехорошее, Б. В. Гусев и др. // ДАН СССР. -1983. -Т.270. № 1.-С. 124-128.

117. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки // Под общ. ред. В.А. Волосатова. Л.: Машиностроение, 1988. -719с.

118. Степанов Н. Ф. Потенциальные поверхности и химические реакции // Со-росовский образовательный журнал. 1996. - № 10. - С. 33 - 41.

119. Сычев М. М. Природа активных центров, методы активации гидратации и твердения цементов// Цемент. 1992. - № 3. - С. 79 - 89.

120. Сычёв М. М. Твердение вяжущих веществ. М.: Сфойиздат, 1974.80 с.

121. Сычёв М. М. Некоторые вопросы механизма гидратации цементов.// Цемент. 1981.- № 8. - с. 8 - 10.

122. Сычёв М. М. Роль электронных явлений при твердении цементов. // Цемент, 1984.-№7.- с. 10 - 13.

123. Сычёв М. М. Некоторые вопросы химии межзерновой конденсации при твердении цементов. // Цемент. 1982. - №8.- с. 7 - 9.

124. Сычёв М. М. Современные представления о механизме гидратации цементов. М.: ВНИИЭСМ, 1984. - 50 с.

125. Сычёв М. М., Казанская В. II., Мусина И. Э. Изменение активных свойств поверхности трёхкальциевого силиката в ходе гидратации. // Цемент, 1990. - № 8. - с. 14 - 15.

126. Сычёв М, М., Казанская Г. Н. Исследование элементарных актов гидратации цементов. // ЖПХ. 1982. - № 4. - с. 736 - 748.

127. Сычёв М. М., Казанская Е. Н., Мусина И. Э. Химия поверхности и гидратация. // Цемент. 1991. - № 1 - 2. - с. 68 - 72.

128. Сычев М.М., Сычев В.М. Природа активных центров и управление элементарными актами гидратации // Цемен 1.-1990. № 5. - С. 6-10

129. Тэйлор X. Химия цемеша. М.:Мир, 1996. - 530 с.

130. Урьев Н. Б. Физико химические основы технологии дисперсных систем и материалов. - М.: Химия, 1988. - 256 с.

131. Ушаков В. Я. Импульсный электрический пробой жидкостей.— Томск : Изд-во Томск, ун-та, 1975.—258 с.

132. Ушеров Маршак А. В., Синякин А. Г. Термокинетический фактор в твердении цемента // Цемент. - 1995. - № 4. - С. 19-21

133. Хадисов В.Х. Модифицированные бетоны с термомеханической активацией цементно-водной суспензии: Авгореф. дис. . канд. техн. наук. Ставрополь , 2005. - 22 с.

134. Черкинский Ю.С., Королева А.Т., Верещинский И.В. Влияние ионизирующего излучения на цеменIы.//ЖПХ. 1970. - т. 38, № 12. - с. 2147-2151

135. Чернаков В.А. Закономерности изменения основных тепло- и механофи-зических свойств пенома1ериалов в зависимости от композиционной цементной основы: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. СПб , 2004. - 40 с.

136. Шабров А. А. Роль активных центров в процессе струк1урообразования цементного камня: Авгореф. дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск , 2001. -27 с.

137. Шейнич Л.А. Обоснование самоорганизации структуры цементного камня // Цемен г. -1995. № 1.-С. 34-36.

138. Шнынова Л. Г. Физико-химические основы формирования структуры цементного камня. Львов: Вища школа, 1981. - 160 с.

139. Юдович Б. Э. Основные закономерности гидратации и твердения портландцемента // Сб. материалов академических чтений «Развитие теории и технологии в области силикатных и гипсовых материалов», ч. 1. М.: Мое. гос. строит, ун-т, 2001. - С. 20-33,

140. Юткин JI. А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. J1.Машиностроение, 1986. - 253 с.

141. Яковлев Г. И. Структура и свойства межфазных слоев в твердеющих строительных композитах на основе промышленных отходов: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Ижевск , 2001. - 47 с.

142. Allen A., Thomas J. J. Jennings H. M. USAXS studies of calcium-silicate-hydrate gel in cement // J. Am. Ceram. Soc. 1999. - Vol. 2. - P. 48 - 59.

143. Bensted J. Hydration of portland cement // Advances in Cement Technolody. -Oxford, 1983.-p. 307-347.

144. Birchall J.D., Howard A.J., Double D.D. Some general considerations of a membrane/osmosis model for portland cement hydration // Cement and Concrete Research. 1980. - v. 10, N2. - p. 145-155.

145. Brown P.W., Pommersheim J., Frohnsdorff G. A kinetic model for the hydration of the tricalcium silicate // Cem. a. Concr. Res. 1985. - v. 15, N 1. - p. 35-41.

146. Diamond S., Hydraulic Cement Pastes: Their Structure and Properties, p. 2, Cement and Concrete Association, Slough, UK

147. Double D.D. Studies of hydration of Portland cement. // International Congress on Admixtures Concrete. London, 1980, p. 32-48.

148. Garkavi M.S., Doldzenkov A.V., Zakharov A.J. Electophysical control of hardeninig cement.// International Conference "Concrete 2000". Dnndee, 1993. -p.376-384

149. Glasser L.S.D. Osmotic pressure and the swelling of gels.//- Cem. and Concr. Res. 1979.-v.9, N4. - p. 515-517.

150. Goldschmidt A. About the hydration theory and the composition of the liquid phase of portlandcement // Cement and Concrete Research. 1982. - v. 12, N6. -p. 743-746.

151. Jeffrey T. J., Jennings H. M., Taylor II. F. W. Solubility and Structure of Calcium Silicate Hydrate London, 2002. - 141 p.

152. Jeffrey T. J., State of Water in Hydrating Tricalcium Silicate and Portland Cement Pastes // J. Am. Ceram. Soc. 2001. - Vol. 4. - P. 45 - 56.

153. Jennings H.M. The developing microstructure in portland cement // Advanced Cement Technology Critical Reviews and Studies. Oxford, 1983. - pp. 349-396.

154. Jennings H.M. A Model for the Microstructure of Calcium Silicate Hydrate in Cement Paste. Oxford, 2001. - pp. 127 - 181.

155. Jelenic-Bezjak J. Kinetics of Hydration of Cement Phases // Advanced Cement Technology Critical Reviews and Studies. Oxford, 1983. - pp. 397-340.

156. Ings J.B., Brown P.W., Frohnsdorff G. Early hydration of large single crystals of tricalcium silicate // Cem. a. Coucr. Res. 1983. v. 10, N6. - p. 843-848.

157. Kondo R., Daimon M. Early hydration of tricalcium silicate: a solid reaction with induction and acceleration periods // J.Amer. Ceram. Soc. 1969. - v.52, N9. - p. 503-508.

158. Kuzmin V. L. Spontaneous Surface Polarization in a Highly Polar System // International Conference on Colloid Chemistry and Physical-Chemichal Mechanics. Oral and poster presentations abstracts. Moscow. - 1998. - p. 41.

159. Lasic D.I. EPR evidence for an osmotic mechanism of cement hydration // J.Amer. Ceram. Soc., 1983, v.66, N7, p. 106-107.

160. Locher F.W.,Richarts W., Sprung S. Erstarren von Zement Teil l:Reaktion und Gefugeentwicklung. ZKG International 29 (1976) № 10, pp. 435-442.

161. Locher F. W. Stochiometric der Hydratation von Tricalcium silicate. ZementKalk-Gips, 1967, No. 9. - P. 402 - 407.

162. Menetrier D., Jawed I., Skalny J. Cem. Concr. Res. 10, 697

163. Mc. Carter W.Y., Afshar A.B. A study of the early hydration of portland cement.// Proc. Inst. Civ. Ing. 1985. - v.79, Sept. - p. 585-604.

164. Mc. Carter W.J., Curran P.N. The electrical response characteristics of setting cement paste // Magazine of Concrete Research. 1984, - v. 36, N 126. - p. 42-49.

165. Miura N., Shinyashiki N., Yagihara S. Microwave dielectric study of water structure in the hydration process of cement paste // J. Am. Ceram. Soc. 1998. -Vol. 81.-P. 213-216.

166. Palzer S., Eckart A. Nondestructive Microstructural Investigations on Hydrating Cement Paste and Tricalcium Silicate by Small Angle Neutron Scattering//Cem. a. Coucr. Res. 1993. v. 10, N6. - p. 243-248.

167. Pommersheim J., Chang J. Kinetics of hydration of calcium sulfate hemihydrate // 10-th Int. Symp. React. Solids. Dijon, 1984. - pp. 219-220.

168. Preece S. J., Billingham J. On the initial stages of cement hydration // Cem. a. Coucr. Res. 1999. v. 16. - p. 324-368.

169. Rahman A.A., Double D.D. Dilation of portland cement grains during early hudration and the effect of applied hydrostatic pressure on hydration // Cement and Concrete Research. 1982. - v. 12, N1. - p. 33-38.

170. Ramachandran A.P. Microstructural development during suspension hydration of tricalcium silicate under "floating" and fixed pH conditions.// Microstruct. Dev. During Hydr. Cem. Pittsburgh, 1987. - p. 33-38.

171. Scrivener K. L., Pratt P. L. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 31,351

172. Sereda P.J., Feldman F.F., Ramachandran V.S. Structure formation and development in hardened cement pastes // 7-th International Congress on the Chemistry of Cement. Paris, 1980. v.l.- p. 11-1/3 -11-1/45.

173. Skalny J.P. Studies on hydration of cement-resent developments // World Cement Technology. 1978, v.9, - p. 183-195.

174. Skalny I.P., Young I.F. Mechanism of portland cement hydration // 7-th International Congress of the Chemistry of Cement. Pfris, 1980, v.I, p.II - 1/3.

175. Smirnov О. V. Electric treatment of multiphase systems // International Conference on Colloid Chemistry and Physical-Chemichal Mechanics. Oral and poster presentations abstracts. Moscow. - 1998. - p. 125.

176. Stark J., Moser В., Eckart Л. Neue Ansat/e /ur Zementhydratation, Teil 1 // ZKG International. 2001. - № 1. - pp. 52-60.

177. Stark J., Moser В., Eckart A. Neue Ansatze zur Zementhydratation, Teil 2 // ZKG International. 2001. - №2. - pp. 114-119.

178. Stark J., Bollmann K. Delayed Ettringite Formation in Concrete // ZKG International. 1999. - №4. - pp. 65-79.

179. Taylor H.F.W. Chemistry of cement hydration // 8 International symposium on the chemistry of cement. Rio de Janeiro, 1986. - pp. 82-110.

180. Tzschichholz F., Zanni H. Global hydration kinetics of tricalcium silicate cement // Physical Review. 2000. - Vol. 64. - P. 124 - 138.

181. Wagh H. Влияние на текучесть цементно-несчаного раствора обработки воды высокочастотным полем //1 Iunningty Concr. 1994. - № 5. - P. 40 - 49.

182. Анушенков А. Н., Шалауров В. А. Твердеющая закладка на шахте «Коксовая» // Уголь. 2000. - № 6. - С. 34-36.

183. Белобородов И. С. Изыскание технологии закладки подземного выработанного пространства при освоении медно-колчеданных месторождений: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Матнитоюрск, 2005. 20 с.

184. Бутягин П. Ю., Стрелецкий А. Н. Кинетика и энергетический баланс в механохимических превращениях // Физика твердо1 о гела. 2005. - т.47. -вын. 5.-С. 830-836.

185. Фрейдин А. М., Шалауров В. А., Анушенков А. Н. Особенности технологии приготовления твердеющей закладки из промышленных отходов // Материалы X Международной конференции по механике горных пород. — М., 1993.

186. ГОУ ВПО «Магии mi орский государе г венный юмшчсский «унинсрси iеi им. Г.И.Носова.'•"-•"Jfuf1. Or J «»

187. ИРЖДЛЮ moii paooie S^rC' F \h2006 iы ''loo ОИИ"1^^

188. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯпо изготовлению пенобетона с использованием технологии разрядно-импульсного воздейсч вия1. Ма1ниююрск 2006 г.1. Продочжснис прит 1

189. П.2. Материалы для изготовления пенобетона.131

190. Г1.1.3. Изготовление пенобетона с разрядно-импульсным воздействием .131

191. П. 1.4. Контроль производства, качества бетонной смеси и бетона.132

192. П. 1.5. Упаковка, транспортирование и хранение.133

193. П.1.6. Техника безопасности и охрана труда при производстве пенобетонас разрядно-импульсным воздействием.1331. Перечень документов,на которые даны ссылки в настоящей инструкции.1361. П.1.1. Общие положения1. Продочжение прил. 1

194. При производстве пенобетона следует соблюдать правила техники безопасности и производственной санитарии, а также правила пожарной безопасности.

195. Составы пенобетонов с добавками проверяются на месшых материалах в лаборатории.

196. П.1.2. Материалы для изготовления пенобетона

197. Изготовление пенобетонных смесей должно производиться из материалов, отвечающих всем требованиям соответствующих государственных стандартов и технических условий на эти материалы.

198. Используемый в качестве вяжущего портландцемент должен отвечать требованиям ГОСТ 10178.

199. Применяемый для бетона песок должен отвечать требованиям ГОСТ 10268.

200. Для приготовления пенобетонной смеси Д0иускае1ся применять любую воду, соответствующую ГОСТ 23732.

201. Рекомендуются следующие составы теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетона для производства по технологии разрядно-импульсного воздействия (таблица П 1.1).

202. Продолжение прил 1 Таблица П 1.

203. Средняя Расход материалов на 1 м3 пенобетона, кгплотность, ц П В в рас- Пено- В в Объем В/Цкг/м3 творе образователь пене пены400 300 50 100 1,5 60 800 0,53600 360 180 110 1,3 52 690 0,46800 460 260 140 1,2 46 633 0,44

204. П.1.3. Изготовление пенобетона с использованием разрндно-имиульсноговоздействия

205. Дозировка сухих компонентов бетонной смеси должна производиться на весовых дозаторах по массе с точностью до 1 %.

206. Дозировка воды производится по объему с точностью до 2 %.

207. Отдозированые сухие компоненты и вода смешиваются в смесителе до получения однородной массы, время перемешивания не менее 5 мин.

208. Продолжение прич 1 Таблица 11 1.2

209. Параметр Значение параметра

210. Напряжение питающей сети, В 380

211. Частота питающей сети, Гц 50, 60

212. Запасаемая энергия на канал разряда, кДж 1 15

213. Количество каналов разряда 41. Масса, кг 2300

214. Габаритные размеры, м 1,7*1,5*1,8