автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Повышение эффективности цементных дисперсных систем водой в метастабильном состоянии

На правах рукописи

003455034

Карасеза Яна Анатольевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ВОДОЙ В МЕТАСТАБИЛЬНОМ СОСТОЯНИИ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Пенза 2008

О 5 ДЕК 2008

003455034

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Фокин Георгий Александрович

Официальные оппоненты: член-корреспондент Российской академии

архитектуры и строит, наук, доктор технических наук, профессор Ерофеев Владимир Трофимович;

кандидат технических наук, профессор Кузнецов Юрий Сергеевич

Ведущая организация: ОАО «Пензпромстрой», г. Пенза»

Защита состоится « /I » 2008 г. в «_//_» часов £■€> минут

на заседании диссертационного совета ДМ 212.184.01 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» по адресу: 440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, 28, ПГУАС, 1 корпус, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета архитектуры и строительства

Автореферат размещен на официальном сайте университета www.pguas.ru.

Автореферат разослан « /1» 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.А. Худяков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРНО 1 и К А РАБО1Ы

Актуальность работы. Объем производства и применения строительных материалов и изделий на основе цементного вяжущего ежегодно растет, но сокращение запасов традиционных сырьевых и энергетических ресурсов требует постоянного снижения материалоемкости и энергоемкости производства. Решение поставленных задач связано с созданием прогрессивных технологий, обеспечивающих получение строительных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками при минимальных расходах материальных и энергетических средств.

В настоящее время широко используются различные органические и неорганические добавки как один из эффективных способов воздействия на цементное вяжущее. Однако используемые добавки имеют достаточно высокую стоимость. Поэтому на сегодняшний день является актуальным вопрос о разработке альтернативных методов активации процесса твердения цементных систем. Состояние и способ подготовки воды затворения во многом определяет характер процессов гидратации и структурообразования цементных систем. Вода - единственный компонент цементных композитов, инициирующий различные реакции в цементной системе. Поэтому значительное внимание в современной технологии уделяется исходному состоянию жидкости затворения, которая во многом определяет технологические и эксплуатационные свойства полученного материала. Существующие методы воздействия на физико-химические свойства воды затворения, способствуют улучшению физико-механических характеристик цементных систем и практически не требуют изменения основного технологического процесса. Как известно, при направленном действии внешних физических полей (электрических, магнитных, электромагнитных, тепловых, радиационных, механических, звуковых и др.) вода меняет свои свойства. Во многих случаях для активизации химических процессов, осуществления ряда новых путей синтеза и ускорения реакций в системе целесообразно использовать ультразвуковые колебания малой интенсивности. Однако, несмотря на большой интерес к ультразвуковым колебаниям в интенсификации физико-химических процессов в различных отраслях производства, вопрос об использовании низкоэнергетического ультразвукового поля в технологии строительного материаловедения является малоизученным.

Диссертационная работа является актуальной не только потому, что дает возможность получения эффективных строительных материалов на цементном вяжущем, сокращая расход материальных и энергетических средств, но и определяет приоритеты России на пути инновационного развития страны.

Не случайно на расширенном заседании Совета безопасности России 20 июня 2006 г. отмечалось, что один из путей инновационного развития страны заключается в возможности повышения эффективности производства строительных материалов (улучшение их свойств, снижение затрат на производство и т.п.) за счет использования технологий, обеспечивающих изменение структуры и физико-химических свойств воды и исходных материалов.

Научная гипотеза диссертационной работы.

Как известно, для повышения эффективности цементных дисперсных систем необходимо активировать компоненты системы. Вероятно, что подобный эффект можно достичь и путем активации воды затворения. Для чего в воду рекомендуется вводить энергию ультразвукового поля, достаточную для возбуждения молекул воды и изменения ее физико-химических свойств. Предполагается, что при введении воды в метастабильном состоянии в цемент, наблюдается ускорение процесса гидратации, улучшение структуры цементного камня, а также повышение физико-механических и эксплуатационных показателей материала.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка экспериментально-теоретических основ получения эффективных строительных материалов на основе цементного вяжущего путем перевода воды в метастабильное состояние воздействием низкоэнергетического сред-нечастотного ультразвукового поля.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

- разработать методику, обеспечивающую высокоэффективную обработку воды затворения при минимальном расходе энергии;

- изучить влияние ультразвуковых колебаний на физико-химические свойства воды;

- исследовать комплекс физико-механических и эксплуатационных свойств цементных дисперсных систем, затворенных водой в метастабильном состоянии.

Научная новизна работы.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения эффективных цементных дисперсных систем путем воздействия на воду затворения низкоэнергетического среднечастотного ультразвукового поля вблизи порога кавитации.

Разработана методика перевода воды затворения в метастабильное состояние, позволяющая получать строительные материалы на цементном вяжущем с улучшенными физико-механическими свойствами.

Определена величина вводимой в воду энергии ультразвукового поля, приводящая к изменению физико-химических параметров (плотности, диэлектрической проницаемости, поверхностного натяжения, рН). Выявлено влияние воды, обработанной ультразвуковыми колебаниями, на процесс диспергирования цемента и скорость его растворения.

Установлено, что вода затворения в метастабильном состоянии способствует ускорению процесса гидратации. Структура цементного камня становится более мелкопористой и однородной, что приводит к возрастанию прочности при сжатии цементного камня на 30-37 %; увеличивается прочность при изгибе - на 38 %. Отмечено увеличение адгезионной прочности штукатурного раствора на 20-28 %.

Выявлено повышение стойкости материалов на основе цементного вяжущего при использовании воды затворения в метастабильном состоянии к циклическому замораживанию-оттаиванию.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Теоретические и экспериментальные основы создания методики, обеспечивающей перевод воды затворения в метастабильное состояние воздействием низкоэнергетического ультразвукового поля;

2. Экспериментальные данные по изменению физико-химических свойств воды при введении энергии ультразвукового поля. Влияние воды в метаста-билыюм состоянии на протекание физико-химических процессов в цементных дисперсных системах;

3. Результаты по исследованию изменений физико-механических и эксплуатационных характеристик цементных дисперсных систем, полученных на основе воды в метастабильном состоянии.

Практическая значимость диссертационной работы.

Показана возможность и перспективность получения строительных материалов и растворов на основе цементного вяжущего путем использования воды затворения в метастабильном состоянии.

Разработана методика перевода молекул воды в возбужденное состояние. Показано, что использование воды затворения в метастабильном состоянии позволяет повышать физико-механические и эксплуатационные характеристики строительного материала на основе цементного вяжущего.

Результаты исследований позволяют решать энергетические, экономические и экологические проблемы, связанные с производством строительных материалов на цементном вяжущем.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы при изготовлении строительного раствора на предприятии ООО «Стройцентр».

Методические разработки и результаты научных исследований использованы в учебном процессе по направлению 270100 - «Строительство».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на международных научно-технических конференциях: «Актуальные проблемы современного строительства» (г. Пенза, 2007 г.), «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2007), «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2008); «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2007 г.) «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2007 г.); всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2007 г.); студенческой научно-технической конференции «Студенческая наука - интеллектуальный потенциал XXI века» (г. Пенза, 2007 г.), «Студенческая наука - интеллектуальный потенциал XXI века» (г. Пенза, 2008 г.); II всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (г. Пенза, 2007 г); III всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (г. Пенза, 2008 г); международной научно-мето-

дической конференции «Инновационные технологии организации обучения в техническом вузе на пути к новому качеству образования» (г. Пенза, 2008 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ, из них в журналах по Перечню ВАК - 2.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Материал изложен на 154 страницах машинописного текста, включающих 45 рисунков, 16 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., профессору В.И. Логани-ной и д.х.н., профессору Н.Г. Вилковой за оказанную помощь и научные консультации при выполнении и написании отдельных разделов диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель, задачи исследования, научная новизна, научная гипотеза и практическая значимость работы.

В первой главе приводится аналитический обзор отечественной и зарубежной научно-технической литературы, отражающей современное состояние исследований в области технологий получения цементных систем оптимальной структуры.

Одной из проблем строительного материаловедения является повышение физико-механических характеристик полученных материалов. При этом акцент смещается в сторону максимального использования свойств цемента и скорости протекания процессов гидратации и твердения таких композитов.

Решение поставленных задач, влияющих в итоге на формирование оптимальной структуры цементных композитов, лежит в плоскости модифицирования систем «заполнитель-вяжущее-вода».

Вода является равноправной составляющей в формировании структуры цементного камня. Состояние и способ подготовки воды во многом определяют характер процессов гидратации и структурообразования цементных систем. Вода - единственный компонент цементных композитов, инициирующий различные реакции в цементной системе. Именно поэтому значительное внимание в современной технологии бетона уделяется исходному состоянию жидкости затворения, которая во многом определяет свойства полученного материала.

Существующие физические методы активации воды затворения практически не требуют изменения основного технологического процесса приготовления бетонной смеси, однако способствуют улучшению ее физико-механических характеристик. Кроме того, они позволяют управлять процессом твердения минеральных вяжущих и обеспечивать значительное снижение расхода цемента.

Ультразвуковые колебания при производстве строительных материалов используется в основном как метод неразрушающего контроля твердеющих и

сформировавшихся систем, а также с целыо просушки и пропитки строительных материалов.

Проведенный анализ зарубежного и отечественного опыта использования ультразвуковых колебаний в физико-химичсской активации цементных систем свидетельствует об эффективности использования мощных ультразвуковых полей для интенсификации процессов структурообразования цементных композитов. Однако, создание развитой кавитации в цементном тесте или растворе требует существенных энергозатрат. Поэтому представляет значительный интерес проведение исследований влияние воды затворения, обработанной низкоэнергетическим ультразвуковым полем, на свойства цементных дисперсных систем.

Во второй главе приведены основные характеристики применяемых материалов и описаны методы экспериментальных исследований.

В качестве минерального вяжущего для изучения физико-технических свойств строительных материалов и растворов использовался ПЦ 400-Д20 производства ОАО «Вольскцемент» (ГОСТ 10178-85), а также ПЦ 400-Д20 производства ОАО «Мордовцемент» (ГОСТ 31108-2003).

В качестве заполнителя применяли кварцевый песок Сурского месторождения (ГОСТ 8736-93) истинной плотностью 2650 кг/м3, насыпной плотностью 1340 кг/м3, удельной поверхностью 200 см2/г, модулем крупности 1,5.

Для затворения смесей использовали воду из хозяйственно-питьевого водопровода, удовлетворяющую требованию ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» и воду, переведенную в метастабилыюе состояние ультразвуковыми колебаниями.

В качестве разжижителя и противоусадочного компонента для приготовления растворов использовался суперпластификатор MELFLUX® 1641 F производства немецкой фирмы «SKW Polymers».

В качестве диспергирующей добавки использовался неионогенный ПАВ оксиэтилированный алкилфенол (ОП-Ю).

В качестве готовой к применению сухой смеси использовалась водо- и морозостойкая, высокоадгезионная, пластичная штукатурка цементная «Unis Силин Фасадный» ГОСТ Р ИСО 9001-2001 (ИСО 9001:2000), ТУ 5745-01146434927—05 производства ООО «Унистром-Трейдинг».

Для исследования химических свойств воды готовили следующие химических реактивы:

- раствор HCl - из стандартиров (0,1 Н) ТУ 6-09-2540-87;

-раствор Трилона Б - на основании соли динатриевой этилендиамина — тетрауксусной кислоты, 2-водной, ч.д.а. ГОСТ 10652-73;

- раствор NaoH - растворением едкого натрия, х.ч. ГОСТ 4328-77;

- карбонат кальция - СаС03, ч.д.а. ГОСТ 4530-76;

- буферные растворы- NH4OH, NH4C1 ГОСТ 8.135-74.

При исследовании физико-химических свойств воды применялись физические и химические методы исследований, регламентируемые действующими ГОСТами, а также разработанные на кафедрах «Физика» и «Химия» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Исследования физико-механических характеристик цементного камня и композиционных материалов на воде затворения в метастабилыюм состоянии проводились в соответствии с методиками, регламентированными ГОСТами.

В работе использовался однофакторный планированный эксперимент. Обработка результатов экспериментачьных исследований проводилась с помощью дисперсионного анализа.

В третьей главе обосновывается выбор аппаратурного оформления, режима воздействия ультразвуковых колебаний, рассмотрена методика перевода воды в метастабильное состояние.

Для возбуждения ультразвуковых колебаний использовалось ультразвуковое устройство со следующими техническими характеристиками:

• напряжение питания - 220В±15 %, частота 50.. ,60 Гц;

• потребляемая мощность - не более 9 Вт;

• частота ультразвуковых колебаний излучателя - 125± 6 кГц;

• масса изделия - не более 0,36 кг;

• режим работы продолжительный без ограничений.

Ультразвуковое устройство состоит из следующих основных частей:

• источника питания со встроенной сетевой вилкой и индикатором;

• активатора, внутри которого расположен пьезоэлектрический излучатель;

• соединительного кабеля.

Пьезоэлектрический излучатель односторонний, прикреплен без зазора внутри корпуса активатора к плоской стенке и через нее излучаются ультразвуковые колебания в воду. Материал корпуса химически нейтрален по отношения к водному раствору.

Эффективность изменения энергетического состояния воды зависит от выбора ультразвукового устройства, режима его работы, надежности.

Существует две основные конструкции преобразователей, которые в настоящее время используются для осуществления ультразвукового эффекта: магнитострикционные и пьезоэлектрические. Выбор пьезоэлектрического преобразователя обосновывается с точки зрения диапазона излучаемых частот, надежности преобразователя, надежности генератора, частоты развертки, изменения свойств в результате длительного использования, величины КПД преобразователя.

Пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезоэлемента, помещенного в корпус. В качестве пьезоэлемента используется сегнетоэлектрик круглой формы.

Определены характеристики ультразвукового поля для используемого устройства. Так, протяженность ближнего поля зависит от диаметра ультразвукового преобразователя О и длины ультразвуковой волны в среде, и равна N = 0,026м. Угол раствора дискового излучателя 0=11,7°, полуширина ультразвукового пучка на расстоянии 1 м от излучателя Ь„ = 0,5 м. Поглощение водой ультразвуковых колебаний на расстоянии 3 м составляет 37 %, что свидетельствует о низком коэффициенте затухания ультразвука для воды а = 2,5-10~5 Нп/мм.

Для перевода воды затворения в метастабильное состояние датчик ультразвуковых колебаний помещается на дно емкости объемом 25 литров. Достаточно использовать 1-2 датчиков для приготовления цементного раствора на строительной площадке. При обработки 1 м3 воды необходимо увеличить количество датчиков до 7. Важно отметить, что предложенная методика не требует изменения основного технологического процесса. Устройство работает совершенно бесшумно, не создавая вибраций, видимых перемещений воды.

Для перевода водопроводной воды в метастабильное состояние в производственных условиях важно правильно выбрать место установки каверны с датчиком ультразвуковых колебаний, что позволит избежать нежелательного действия производственных факторов (блуждающих токов, завихрения водных потоков, перепада давления, отключения электроэнергии).

Время оптимального воздействия ультразвуковых колебаний на воду затворения определялось по показателю предела прочности при сжатии цементного камня, затворенного на основе водопроводной воды и воды, подвергшейся воздействию ультразвуковых колебаний в течение 1...6 часов. Экспериментально определено, что максимальная прочность достигается после трех часов воздействия ультразвуковых колебаний. Это время является оптимальным для перевода воды в метастабильное состояние. Дальнейшее воздействие ультразвуковых колебаний приводит к снижению прочности цементного камня.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований изменения структуры и физико-химических свойств воды после воздействия ультразвуковых колебаний.

Проведена оценка количества энергии ультразвукового поля, вводимой в воду в течение 3 часов. Из рис. 1 видно, что введение в воду ультразвуковой энергии, равной 14эВ (1358 кДж/моль) в воду достаточно для разрыва водородной и химической связи молекул воды и их возбуждения. Изменяется внутренняя энергия воды, которая сохраняется в молекулярной структуре вещества и приводит к изменению физико-химических параметров воды.

Е.оВ 10 14 12 10 а 6 4

Основное состояние

Рис.1. Минимальная энергия, необходимая для осуществления основных элементарных процессов: 1 - энергия водородной связи 0,21 эВ (21 кДж/моль); 2 - энергия химической связи 4,72 эВ (456 кДж/моль); 3 - энергия электронно-возбужденного состояния 6,5 эВ(627 кДж/моль); 4 - энергия ионизации 12,6 эВ(1215 кДж/моль); 5 - энергия УЗ колебаний 14 эВ (1358 кДж/моль)

Проведенное исследование по определению плотности воды в процессе воздействия ультразвуковых колебаний докавитационного режима, свидетельствует о том, что плотность воды возрастает в течение 3 часов воздействия на 0,01 %, дальнейшее воздействие не приводит к изменению плотности (изменение объёма в градуированном стеклянном капилляре определено с точностью 5-10"4 см3).

Известно, что водородные связи обуславливаются в основном электростатическим взаимодействием. Введение энергии ультразвукового поля достаточно для разрыва водородных связей, что подтверждается экспериментально повышением плотности воды и возрастанием ее диэлектрической проницаемости.

Проведены исследования изменения диэлектрической проницаемости дистиллированной воды после воздействия на нее ультразвуковых колебаний в течение 3 ч. Для дистиллированной воды, не подвергающейся внешнему воздействию, е = 80, а для воды, обработанной ультразвуком, е = 87. Измерения проводились после 3 часов воздействия ультразвуковых колебаний и 30 минут хранения этой воды. Вводимая энергия ультразвукового поля приводит к возрастанию диэлектрической проницаемости дистиллированной воды на 9 %.

Исследования влияния ультразвуковых колебаний на pH воды показали, что вводимой энергии ультразвукового поля достаточно для разрыва химических связей (рис. 2). Через 6 часов ультразвукового воздействия pH воды составило 7,72. Дальнейшее воздействие не приводит к изменению числа ионов в воде.

Образовавшиеся радикалы и ионы, как известно, являются вполне устойчивыми частицами, и при отсутствии в системе веществ, способных с ними реагировать, могут существовать весьма долго. Возбужденные же молекулы, в том числе и Н20, сами по себе неустойчивы, и через малый промежуток времени спонтанно возвращаются в исходное состояние, выделяя избыточную энергию либо в виде кванта излучения (сонолюминисценция), либо рассеивая ее в виде колебательной энергии.

Проведено исследование влияния ультразвуковых колебаний с интенсивностью ниже порога кавитации на общую жесткость воды. Установлено, что воздействие ультразвуковых колебаний в течение 3 ч приводит к снижению общей жесткости воды в 2 раза. Общая жесткость водопроводной воды, исследованная комплексометрическим методом, равна 3 ммоль-экв/л. После воздействия ультразвуковых колебаний, жесткость воды уменьшилась до 1,5 ммоль-экв/л.

Растворяющая способность воды при одной и той же температуре, но с разными диэлектрическими проницаемостями, будет отличаться: возрастание диэлектрической проницаемости воды приводит к уменьшению энергии взаимодействия между ионами и возрастанию растворяющей способности. Проведённые исследования содержания ионов Са2+ в 20 % цементной cyclo

Рис. 2. Зависимость pH воды от времени обработки ее УЗ колебаниями

пензии на основе водопроводной воды и воды в метастабилыюм состоянии, показало, что через 2 ч после затворения отмечено увеличение концентрации ионов Са*+ на 11-13 % в суспензии на основе воды в метастабилыюм состоянии по сравнению с суспензией на водопроводной воде.

Исследования времени релаксации воды в метастабилыюм состояним показали, что после трех часового воздействия ультразвуковых колебаний вода может сохранять свои активные свойства в течение 24 часов, однако в связи с ее повышенной активностью при взаимодействии с окружающей средой происходят различные химические процессы, снижающие ее активность.

Проведено исследование изменения эффективности использования воды в метастабилыюм состоянии (МС) в зависимости от времени ее хранения. Эффективность использования воды оценивалась по показателю предела прочности при испытании на сжатие цементного камня, изготовленного на Мордовском ПЦ 400-Д20, В/Ц = 28,4 %. В возрасте 28 сут цементный камень, приготовленный с использованием водопроводной воды имел предел прочности при сжатии Ясж= 70,5 МПа, а при использовании воды в метастабильном состоянии Ясж= 93 МПа (рис. 3). Если вода, переведенная в метастабильное состояние, хранится 1 час, то Ясж= 86,4 МПа, если 3 часа, то Лсж= 82,8 МПа. Максимальный прирост прочности цементного камня при использовании воды в метастабильном состоянии сразу после ее обработки составляет 32 %. Использование воды в метастабильном состоянии, хранившейся 1 час, снижает прочность по сравнению с первоначальной на 7 %, а хранившейся 3 часа - на 11 %.

Необходимо отметить, что преимущество ультразвукового метода перевода воды в метастабильное состояние заключается в направленном изменении реакционной способности воды и ее физико-химических свойств. При этом данный метод является экологически чистым, не предполагает ввод дополнительных химических веществ.

Рис. 3. Кинетика набора прочности цементного камня при затворении: 1- водопроводной водой; 2- водой в МС;3 - водой,

хранившийся 1 час после перевода ее в МС; 4 - водой, хранившийся 3 часа после перевода ее в МС

Пятая глава посвящена исследованию физико-механических и эксплуатационных свойств строительных материалов и растворов на основе цементного вяжущего при использовании воды затворшия в метастабильном состоянии.

Вследствие большой плотности и относительно малой реакционной способности зерен цементного клинкера (например, по сравнению с известью) их гидратация начинается с поверхности, медленно и более или менее равномерно распространяясь вглубь зерен. Количество новообразований оказывается как бы пропорционально действующей поверхности цементных зерен. Необходимо учитывать, что при гидратации исходного цемента с водой происходит также физико-химическая диспергация частиц цемента. Она ведет к увеличению поверхности контактирования, а значит к ускорению реакции гидратации и возрастанию прочности сцепления новообразований.

Для изучения влияния воды в метастабильном состоянии на диспергирование цемента было приготовлено две механические смеси, содержащие 1 г цемента, 0,05 г оксиэтилированного алкилфенола (ОП-Ю) и 100 мл водопроводной воды и воды в метастабильном состоянии. Методом седимен-тационного анализа через 2 часа определено распределение частиц цемента по их размерам в механической смеси цемента и воды (таблица).

Таблица

Размеры и содержание частиц цемента в смеси на основе водопроводной воды и воды в метастабильном состоянии

Средний радиус частиц, мкм 2 6 10 14 18 22 26

Содержание частиц в воде в МС, % 2 7,2 15,2 31,2 35,2 - -

Содержание частиц в водопроводной воде, % 1,6 3,2 10,8 13,2 22 25,2 24

Из таблицы видно, что в смеси, приготовленной на воде в метастабильном состоянии, размеры частиц цемента с радиусом от 22-26 мкм не обнаруживаются, при этом увеличивается процентное содержание более мелких частиц, а также частиц размером менее 2 мкм (9,2 %). Анализ полученных данных свидетельствует об ускорении процесса диспергирования частиц цемента в воде, находящейся в метастабильном состоянии.

Проведено исследование по определению поверхностного натяжения водного 0,05% раствора ОП-Ю на границе раздела раствор-воздух (раствор готовился на водопроводной воде и воде в МС). Использование воды в метастабильном состоянии снижает поверхностное натяжение с 43,20 мН/м до 36,22 мН/м, что составляет 19,3 %.

Снижение поверхностного натяжения и возрастание диэлектрической проницаемости воды в метастабильном состоянии способствует улучшению смачиваемости поверхности зерен цемента. Молекулы воды, находясь при этом в возбужденном состоянии, ускоряют процесс гидратации частиц цемента. Проведено исследование подвижности цементного раствора состава

Ц:П= 1:3, В/Ц = 0,7. Для цементно-песчаного раствора, затворенного водопроводной водой, распльш конусасостазил 12,5 см, аметастабильной - 11,6 см.

Четкую картину кинетики гидратации цементного раствора показывают температурные кривые и пластограммы. Для определения тепловыделения готовили цементно-песчаный раствор состава Ц:П= 1:3, В/Ц= 0,7 на основе Мордовского ПЦ 400-Д20. В качестве воды затворения использовали водопроводную воду и воду в метастабильном состоянии.

Использование воды в метастабильном состоянии при затворении строительного раствора на цементном вяжущем способствует ускорению процесса гидратации, о чем свидетельствует большее количество выделившегося тепла в растворе, приготовленного с использованием воды в метастабильном состоянии (рис. 4).

Прочность структуры материала /? = 7_р, обуславливается совокупностью сил сцепления частиц в местах их контакта, т.е. прочностью р1 индивидуальных контактов между частицами и их 1

числом % « —7 на единицу поверхности г

разрушения. Процесс диспергирования частиц цемента в воде, находящейся в метастабильном состоянии, приводит к увеличению числа контактов, что способствует возрастанию прочности структуры.

Как показывают исследования кинетики набора прочности цементного камня приготовленного на Вольском ПЦ 400-Д20, при В/Ц = 29,7 %, в возрасте 28 сут, прочность цементного камня, приготовленного с использованием воды в метастабильном состоянии, равна 73,4 МПа, а с использованием водопроводной воды =5 3,6 МПа (выше на 37 %).

Исследования кинетики набора прочности растворных образцов в зависимости от состава смеси, В/Ц и Ц:П, свидетельствуют о более быстром наборе прочности образцов, приготовленных с использованием воды в метастабильном состоянии. Проведено исследование влияния воды в метастабильном состоянии на прочность при изгибе образцов состава Ц:П = 1:3, В/Ц =0,7 после 28 сут твердения. Так, при использовании водопроводной воды, /?„зг= 2,7 МПа, затворение же образцов водой в метастабильном состоянии способствует возрастанию прочности на изгиб на 38 % и составляет Ятг= 3,8 МПа

1,ч

Рис. 4. Кривая тепловыделения

при начальном твердении цементно-песчаного раствора с использованием: 1 - водопроводной воды; 2 - воды в метастабильном состоянии

Полученные данные увеличения прочности цементно-песчаных образцов при использовании воды в метастабильном состоянии свидетельствуют о повышении однородности структуры. Микроструктура становится более плотной. тонкопористой и мелкокристаллической, улучшаются макро - и мезо-структуры. На рис. 5 и 6 приведены микрофотографии поверхности разрушения образцов растворных кубов, полученных при значениях Ц:П = 1:1 и В/Ц = 0,6 после их испытания на сжатие в возрасте 28 сут, сделанные на электронном микроскопе «Digital Blut Qx3 Computer Microscope»; x60.

У образцов, затворенных водой в метастабильном состоянии и имеющих аналогичный состав при прочих равных условиях, наблюдается хорошо сформировавшаяся структура, имеющая минимальное количество пор.

Для оценки пористости структуры растворных образцов изучалась кинетика водопоглощения образцов состава Ц:П= 1:7 и В/Ц = 0,9, затворенных водопроводной водой и водой, обработанной ультразвуковыми колебаниями. Наблюдалось уменьшение показателя среднего размера открытых капиллярных пор с Х = 10,23 для контрольных образцов до Х- 4.2 для образцов на воде в метастабильном состоянии. Показатель однородности размеров открытых капиллярных пор увеличился от а = 0,3 до а = 0,95 для образцов на воде в метастабильном состоянии. Полученные данные свидетельствует о более низкой пористости структуры образца, изготовленного с использованием воды в метастабильном состоянии.

Поэтому использование воды в метастабильном состоянии не изменяет марку Р35 морозостойкости растворных образцов, однако повышает предел прочности при сжатии на 10% после циклического замораживания-оттаивания.

При исследовании свойств строительных материалов довольно часто возникает необходимость изучения состояния структуры на различных этапах ее формирования.

Для исследования трещиностойкости цементного камня, приготовленного на основе Мордовского ПЦ 400-Д20 при В/Ц =28,4%, оценивалась

Рис. 5. Поверхность разрушения образца, изготовленного с использованием водопроводной воды

Рис. 6. Поверхность разрушения образца, изготовленного с использованием воды в МС

кинетика разрушения при нагрузке. В качестве воды затворения использовалась вода в метастабильном состоянии и водопроводная вода. Через 7 сут нормального твердения образцы цементного камня доводились до разрушения. В процессе нагружения регистрировалась средняя энергия акустической эмиссии.

Разрушение образцов цементного камня, приготовленных с использованием водопроводной воды, начинается практически сразу после приложения внешней нагрузки. Нарастание сигналов акустической эмиссии свидетельствует о высокодефектной структуре цементного камня. Использование воды в метастабильном состоянии для приготовления цементного камня способствует улучшению его структуры. Исходя из полученных данных, у образца имеется определенный запас прочности. Наиболее интенсивные сигналы акустической эмиссии наблюдаются лишь при приложении нагрузки в 10 МПа. Образцы, приготовленные с использованием воды в метастабильном состоянии имеют более оптимальную структуру, что подтверждается меньшими сигналами акустической эмиссии при разрушении. При этом образцы цементного приготовленные с использованием воды затворения, обработанной ультразвуковыми колебаниями, имели Дсж=74,7 МПа, а при использовании водопроводной воды 7?сж= 54,8 МПа.

Метод перевода воды в метастабильное состояние применялся для приготовления штукатурных растворов. В связи с ускорением процесса гидратации и уменьшением времени удобоукладываемости штукатурного раствора необходимо вводить суперпластификатор, в качестве которого использовался МеШих 1641 Р. На рис. 7 представлено изменение пластической прочности цементного раствора в зависимости от способа введения суперплатификатора в смесь.

0,035 - -------- !

га 0,03 г « 3

s 1 ,

Ji 1-и 0,025 -- - - - 1------- — .... -------

X 0,02 0,015

О а. с сс . 4

а X

о ЭГ S h- 0,01 . 5

С 0,005 0 i t,4

О 5 10 15 20 25

Рис. 7. Изменение пластической прочности цементного раствора состава Ц:П = 1:3,

В/Ц = 0,5, приготовленного с использованием: 1 - воды в МС; 2 - водопроводной соды; 3 - актив1гоованного раствора Melflux 1641 F; 4 - воды в МС, при добавлении в сухую смесь Melflux 1641 F; 5 - водопроводной воды, при добавлении в сухую смесь Melflux 1641 F

Воздействие ультразвуковых колебаний на раствор суперпластификатора приводит к снижению эффективности добавки. Способ введения добавки в сухую смесь, а затем затворении водой приводит к увеличению времени удобоукладываемости смеси. Раствор длительное время пластичен. Однако использование воды в метастабильном состоянии приводит к ускорению набора прочности, что немаловажно для отделочных работ.

Проведено исследование влияния воды в метастабильном состоянии на пластическую прочность фасадной цементной штукатурки «Unis Силин фасадный» производства ООО «Унистром-трейдинг». Установлено возрастание пластической прочности раствора практически без снижения времени его удобоукладываемости.

Проводилось исследование адгезионной прочности штукатурных растворов разного состава. Отмечено возрастание адгезионной прочности для образцов, приготовленных с использованием воды в метастабильном состоянии на 20-28 %.

Произведена технико-экономическая оценка использования воды в метастабильном состоянии для приготовления 1 м3 бетонной смеси класса В22,5. Применение разработанной методики позволяет добиться уменьшения расхода цемента на 25 %. Экономический эффект от использования воды затворе-ния в метастабильном состоянии составил 471 руб.

Разработанная методика апробирована при изготовлении строительного раствора на ООО «Стройцентр».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения эффективных строительных материалов на основе цементного вяжущего путем подготовки раствора с использованием воды, находящейся в метастабильном состоянии. Разработанный метод заключается в переводе воды в метастабильное состояние воздействием низкоэнергетического ультразвукового поля в диапазоне средних частот вблизи порога кавитации.

2. Разработана блок-схема установки, состоящая из генератора ультразвуковых колебаний, излучателя на основе сегнетоэлектрика, емкости для заливки воды. Рассчитана протяженность ближнего поля, угол раствора и полуширина ультразвукового пучка на глубине 1 м.

3. Экспериментально определено и теоретически обосновано оптимальное время воздействия на воду затворения ультразвуковых колебаний (с точки зрения получения максимальной прочности цементного камня), которое составило 3 часа.

4. Установлено, что энергия ультразвуковых колебаний, вводимая в воду, приводит к изменению внутренней энергии молекул воды. Энергии ультразвуковых колебаний в 14 эВ (1358 кДж/моль) достаточно для осуществления основных элементарных процессов: разрыва водородных и химических связей, возбуждения молекул воды и их ионизации.

5. Установлено, что вода в метастабильном состоянии характеризуется измененными физико-химическими параметрами: плотностью, диэлектрической проницаемостью, поверхностным натяжением. Общая жесткость воды в метастабильном состоянии снижается в 2 раза, увеличивается растворяющая способность, ускоряется процесс диспергирования.

6. Изменение физико-химических параметров воды приводит к ускорению процесса гидратации частиц цемента. Выявлено, что использование воды в метастабильном состоянии способствует уменьшению подвижности цементно-песчаного раствора. По кривым тепловыделения и пластограмам установлено ускорение процесса гидратации цемента при использовании воды затворения в метастабильном состоянии.

7. Выявлено, что вода в метастабильном состоянии способствует возрастанию числа фазовых контактов между частицами новообразований, что приводит к возрастанию прочности структуры. Установлены закономерности нарастания прочности цементного камня в зависимости от времени воздействия на воду затворения ультразвуковых колебаний. Показано, что максимальный прирост прочности цементного камня наблюдается после 3 ч ультразвукового воздействия и составляет 30-37 %. Отмечено возрастание среднего значения предела прочности при изгибе растворных образцов состава Ц:П=1:3, В/Ц = 0,7 на 38 % после 28 сут твердения. Выявлено возрастание адгезионной прочности штукатурного раствора, приготовленного с использованием воды в метастабильном состоянии.

8. Отмечено улучшение структуры цементных композитов при использовании воды в метастабильном состоянии. Показано, что использование воды в метастабильном состоянии способствует уменьшению показателя среднего размера открытых капиллярных пор с Х= 10,23 до А. = 4,2 и увеличению показателя однородности размеров открытых капиллярных пор от а = 0,3 до а = 0,95 в растворном образце.

9. Обнаружено возрастание стойкости образцов к попеременному замораживанию-оттаиванию при использовании воды затворения в метастабильном состоянии. Проведенная оценка трещиностойкости цементного камня в период формирования структуры по сигналам акустической эмиссии в процессе нагружения свидетельствует, что использование воды в метастабильном состоянии приводит к уменьшению сигналов акустической эмиссии, следовательно, к снижению дефектности структуры и повышенной трещиностойкости.

10. Установлено возрастание пластической прочности растворов при использовании воды в метастабильном состоянии. С целью увеличения времени удобоукладываемости раствора предложено вводить суперпластификатор МеШих 1641 Р. Имеет место возрастание пластической прочности фасадной цементной штукатурки «Силин фасадный» при использовании воды в метастабильном состоянии. Подтверждена возможность применения разработанного метода на строительных площадках.

11. Определены рациональные области применения материалов, изготовленных с применением обработанной ультразвуковым полем воды затворе-ния. Осуществлена технико-экономическая оценка производства 1 м3 бетонной смеси класса В 22,5. Выполнены расчеты сравнительной оценки стоимости 1 м3 бетонной смеси при затворении водопроводной водой и водой в ме-тастабильном состоянии. Стоимость 1 м3 бетонной смеси при использовании воды в метастабильном состоянии ниже на 471 руб.

Основные поло:яешш н результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Лошканова-Карасева, Я.А. Повышение физико-механических свойств цементных систем акустической активацией воды затворения [Текст] / Г.А. Фокин, Я.А. Лошканова-Карасева // Известия ВУЗов. Строительство. - 2008. -№4.-С. 16-20.

2. Лошканова-Карасева, Я.А. Физико-химические основы акустического активирования воды затворения [Текст] / Г.А. Фокин, Н.Г. Вилкова, В.И. Ло-ганина, Я.А. Лошканова-Карасева // Региональная архитектура и строительство. - Пенза: ПГУАС, 2007. - № 2(3). - С. 66-71.

3. Лошканова-Карасева, Я.А. Активация взаимодействия цемента с водой [Текст] / Я.А. Лошканоза-Карасева, Г.А. Фокин // Актуальные проблемы современного строительства: материалы международной научно-технической конференции 23-25 апреля 2007. - Пенза: ПГУАС, 2007. - ч. I. - С. 214-219.

4. Лошканова-Карасева, Я.А. Влияние акустических полей на твердение минеральных вяжущих [Текст] / Г.А Фокин, Я.А. Лошканова-Карасева // Актуальные проблемы современного строительства: Материалы международной научно-технической конференции 23-25 апреля 2007. - Пенза: ПГУАС, 2007. - ч. I. - С. 324-327.

5. Лошканова-Карасева, Я.А. Активация процесса структурообразования бетона акустическим полем [Текст] / Я.А. Лошканова-Карасева, Г.А. Фокин // Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии: сборник материалов VIII международной научно-технической конференции. - Тула: Тульский государственный университет, 2007. - С. 36-37.

6. Лошканова-Карасева, Я.А. Изменение свойств воды затворения акустическим полем [Текст] / Г.А. Фокин, Я.А Лошканова-Карасева //Актуальные вопросы строительства: материалы: междунар. научн.-технич. конфер.: в 2 ч. - Саранск: Изд-во Мордов.ун-та, 2007. - 4.2. - С. 254-256.

7. Лошканова-Карасева, Я.А. Интенсификация процесса твердения бетона акустической активацией воды затворения [Текст] / Я.А. Лошканова-Карасева // Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: материалы II всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Пенза: ПГУАС, 2007. - С. 228-230.

8. Карасева, Я.А. Основные положения интенсификации процесса твердения цементных систем воздействием акустическим полем [Текст] / Н.Г. Вилкова, Г.А. Фокин, Я.А. Карасева, В.М. Тростянский // Новые энерго- и ресур-

сосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: сборник статей международной научно-технической конференции. - Пенза, 2007. - С. 51-53.

9. Карасева, Я.А. Влияние физических параметров акустически активированной воды на свойства цементных систем [Текст] / Г.А. Фокин, Я.А. Карасева // Региональная архитектура и строительство. - Пенза: ПГУАС, 2008. -№1(4).-С. 104-109.

10. Карасева, Я.А. Низкоэнергетическая активация воды затворения цементных систем [Текст] / Г.А. Фокин, Н.Г. Вилкова, Я.А. Карасева // Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии: сборник материалов IX международной научно- технической конференции (30 июня - 2 июля 2008 г.). - Тула: Тульский государственный университет, 2008. - С. 83.

11. Карасева, Я.А. Исследование изменения плотности воды под влиянием термоакустического воздействия [Текст] / Я.А. Карасева, С.С. Усов, Г.А. Фскин // Студенческая наука - интеллектуальный потенциал XXI века: сб. докл. студ. науч.- техн. хопф. В 2-х ч. - Пенза, ПГУАС, 2008. - 4.2. - С. 122-126.

12. Карасева, Я.А. Повышение активности воды затворения цементных систем акустическим полем [Текст] / В.И. Логанина, Г.А. Фокин, Н.Г. Вилкова, Я.А. Карасева// Строительные материалы. - 2008. -№ 10. - С. 14-15.

Карасева Яна Анатольевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ВОДОЙ В МЕТАСТАБИЛЬНОМ СОСТОЯНИИ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технически наук

Подписано в печать . 17.11. 2008 Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Уч.-изд л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 151.

Издательство ПГУАС. Отпечатано в полиграфическом центре ПГУАС. 440028 г. Пензз, ул. Г. Титова, 28. Е-гла1|: ро5йпаз'-ег@ра.та репга сот ш

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОЛУЧЕНИИ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ С ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ

1.1. Влияние рецептурно-технологических факторов на физико-механические свойства цементных структур.

1.2.Физические методы воздействия на воду затворения.

1.3.Ультразвуковой метод активации компонентов цементной смеси.

1.4.Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Характеристика материалов.

2.2.Методы исследований физико-химических и реологических характеристик цементного камня и растворов.

2.3.Методы исследований физических и химических свойств воды и водных растворов.

2.4.0бработка результатов экспериментальных исследований.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ПОЛЕМ.

3.1.Особенности и физико-технические характеристики аппаратурного оформления.

3.2.Теоретическое обоснование режима воздействия ультразвукового поля по изменению энергетического состояния воды.

3.3. Методика перевода воды в метастабильное состояние.

3.4.Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ В УЛЬТРАЗВУКОВОМ ПОЛЕ

4.1. Энергия ультразвуковой волны.

4.2. Структура воды в ультразвуковом поле.

4.3. Диссоциация молекул воды.

4.4. Снижение жесткости воды и образование центров кристаллизации.92 4.4. Растворяющая способность воды.

4.6. Метастабильное состояние воды. Релаксационная теория.

4.7. Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ В МЕТАСТАБИЛЬНОМ СОСТОЯНИИ НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ

5.1. Структурообразование цементно-песчаной смеси в присутствии воды в метастабильном состоянии.

5.2. Исследование кинетики гидратации цементного раствора.

5.3. Исследование прочностных характеристик структуры цементно-песчаных образцов различного состава.

5.4. Изменение морозостойкости цементно-песчаных материалов при затворении их водой в метастабильном состоянии.

5.5.Оценка эксплуатационной стойкости цементного камня на основе воды в метастабильном состоянии по кинетике дефектообразования в период формирования структуры.

5.6.Эксплуатационные свойства штукатурного раствора, приготовленного на основе воды в метастабильном состоянии.

5.7. Выводы по главе 5.

Актуальность работы. Объем производства и применения строительных материалов и изделий на основе цементного вяжущего ежегодно растет, но сокращение запасов традиционных сырьевых и энергетических ресурсов требует постоянного снижения материалоемкости и энергоемкости производства. Решение поставленных задач связано с созданием прогрессивных технологий, обеспечивающих получение материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками, при минимальных расходах материальных и энергетических средств.

В настоящее время широко используются различные органические и неорганические добавки как один из эффективных способов воздействия на цементное вяжущее. Однако используемые добавки имеют достаточно высокую стоимость. Поэтому на сегодняшний день является актуальным вопрос о разработке альтернативных методов активации процесса твердения цементных систем. Состояние и способ подготовки воды затворения во многом определяет характер процессов гидратации и структурообразования цементных систем. Вода — единственный компонент цементных композитов, инициирующий различные реакции в цементной системе. Поэтому значительное внимание в современной технологии уделяется исходному состоянию жидкости затворения, которая во многом определяет технологические и эксплуатационные свойства полученного материала. Существующие методы воздействия на физико-химические свойства воды затворения, способствуют улучшению физико-механических характеристик цементных систем и практически не требуют изменения основного технологического процесса. Как известно, при направленном действии внешних физических полей (электрических, магнитных, электромагнитных, тепловых, радиационных, механических, звуковых и др.) вода меняет свои свойства. Во многих случаях для активизации химических процессов, осуществления ряда новых путей синтеза и ускорения реакций в системе целесообразно использовать ультразвуковые колебания малой интенсивности. Однако, несмотря на большой интерес к ультразвуковым колебаниям в интенсификации физико-химических процессов в различных отраслях производства, вопрос об использовании низкоэнергетического ультразвукового поля в технологии строительного материаловедения является малоизученным.

Диссертационная работа является актуальной не только потому, что дает возможность получения эффективных строительных материалов на цементном вяжущем, сокращая расход материальных и энергетических средств, но и определяет приоритеты России на пути инновационного развития страны.

Не случайно на расширенном заседании Совета безопасности России 20 июня 2006 г. отмечалось, что один из путей инновационного развития страны заключается в возможности повышения эффективности производства строительных материалов (улучшение их свойств, снижение затрат на производство и т. п.) за счет использования технологий, обеспечивающих изменение структуры и физико-химических свойств воды и исходных материалов.

Научная гипотеза диссертационной работы.

Как известно, для повышения эффективности цементных дисперсных систем необходимо активировать компоненты системы. Вероятно, что подобный эффект можно достичь и путем активации воды затворения. Для чего в воду рекомендуется вводить энергию ультразвукового поля достаточной для возбуждения молекул воды и изменения ее физико-химических свойств. Предполагается, что при введении воды в метастабильном состоянии в цемент, наблюдается ускорение процесса гидратации, улучшение структуры цементного камня, а также повышение физико-механических и эксплуатационных показателей материала.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка экспериментально-теоретических основ получения эффективных строительных материалов на основе цементного вяжущего путем перевода воды в метастабильное состояние воздействием низкоэнергетического среднечастотного ультразвукового поля.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

- разработать методику, обеспечивающую высокоэффективную обработку воды затворения при минимальном расходе энергии;

- изучить влияние ультразвуковых колебаний на физико-химические свойства воды;

- исследовать комплекс физико-механических и эксплуатационных свойств цементных дисперсных систем, затворенных водой в метастабильном состоянии.

Научная новизна работы.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения эффективных цементных дисперсных систем путем воздействия на воду затворения низкоэнергетического среднечастотного ультразвукового поля вблизи порога кавитации.

Разработана методика перевода воды затворения в метастабильное состояние, позволяющая получать строительные материалы на цементном вяжущем с улучшенными физико-механическими свойствами.

Определена величина вводимой в воду энергии ультразвукового поля, приводящая к изменению физико-химических параметров (плотности, диэлектрической проницаемости, поверхностного натяжения, рН). Выявлено влияние воды, обработанной ультразвуковыми колебаниями, на процесс диспергирования цемента и скорость его растворения.

Установлено, что вода затворения в метастабильном состоянии способствует ускорению процесса гидратации. Структура цементного камня становится более мелкопористой и однородной, что приводит к возрастанию прочности при сжатии цементного камня на 30-37 %; увеличивается прочность при сжатии растворных кубов на 44 %, а прочность при изгибе -на 38%. Отмечено увеличение адгезионной прочности штукатурного раствора на 20-28%.

Выявлено повышение стойкости материалов на основе цементного вяжущего при использовании воды затворения в метастабильном состоянии к циклическому замораживанию-оттаиванию

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Теоретические и экспериментальные основы создания методики, обеспечивающей перевод воды затворения в метастабильное состояние воздействием низкоэнергетического ультразвукового поля;

2. Экспериментальные данные по изменению физико-химических свойств воды при введении энергии ультразвукового поля. Влияние воды в метастабильном состоянии на протекание физико-химических процессов в цементных дисперсных системах;

3. Результаты по исследованию изменений физико-механических и эксплуатационных характеристик цементных дисперсных систем, полученных на основе воды в метастабильном состоянии.

Практическая значимость диссертационной работы.

Показана возможность и перспективность получения строительных материалов и растворов на основе цементного вяжущего путем использования воды затворения в метастабильном состоянии.

Разработана методика перевода молекул воды в возбужденное состояние. Показано, что использование воды затворения в метастабильном состоянии позволяет повышать физико-механические и эксплуатационные характеристики строительного материала на основе цементного вяжущего.

Результаты исследований позволяют решать энергетические, экономические и экологические проблемы, связанные с производством строительных материалов на цементном вяжущем.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы при изготовлении строительного раствора на предприятии ООО «Стройцентр».

Методические разработки и результаты научных исследований использованы в учебном процессе по направлению 270100 -«Строительство».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на международных научно-технических конференциях: «Актуальные проблемы современного строительства» (г. Пенза, 2007 г.), «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2007), «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2008); «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2007 г.) «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2007 г.); всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2007 г.); студенческой научно-технической конференции «Студенческая наука - интеллектуальный потенциал XXI века» (г. Пенза, 2007 г.), «Студенческая наука-интеллектуальный потенциал XXI века» (г. Пенза, 2008 г.); II всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (г. Пенза, 2007 г); III всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (г. Пенза, 2008 г); международной научно-методической конференции «Инновационные технологии организации обучения в техническом вузе на пути к новому качеству образования» (г. Пенза, 2008 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ, из них в журналах по Перечню ВАК - 2.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5-ти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Материал изложен на 154 страницах машинописного текста, включающих 45 рисунков, 16 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения эффективных строительных материалов на основе цементного вяжущего путем подготовки раствора с использованием воды, находящейся в метастабильном состоянии. Разработанный метод заключается в переводе воды в метастабильное состояние воздействием низкоэнергетического ультразвукового поля в диапазоне средних частот вблизи порога кавитации.

2. Разработана блок-схема установки, состоящая из генератора ультразвуковых колебаний, излучателя на основе сегнетоэлектрика, емкости для заливки воды. Рассчитана протяженность ближнего поля, угол раствора и полуширина ультразвукового пучка на глубине 1 м.

3. Экспериментально определено и теоретически обосновано оптимальное время воздействия на воду затворения ультразвуковых колебаний (с точки зрения получения максимальной прочности цементного камня), которое составило 3 часа.

4. Установлено, что энергия ультразвуковых колебаний, вводимая в воду, приводит к изменению внутренней энергии молекул воды. Энергии ультразвуковых колебаний в 14 эВ (1358 кДж/моль) достаточно для осуществления основных элементарных процессов: разрыва водородных и химических связей, возбуждения молекул воды и их ионизации.

5. Установлено, что вода в метастабильном состоянии характеризуется измененными физико-химическими параметрами: плотностью, диэлектрической проницаемостью, поверхностным натяжением. Общая жесткость воды в метастабильном состоянии снижается в 2 раза, увеличивается растворяющая способность, ускоряется процесс диспергирования.

6. Изменение физико-химических параметров воды приводит к ускорению процесса гидратации частиц цемента. Выявлено, что использование воды в метастабильном состоянии способствует уменьшению подвижности цементно-песчаного раствора. По кривым тепловыделения и пластограмам установлено ускорение процесса гидратации цемента при использовании воды затворения в метастабильном состоянии.

7. Выявлено, что вода в метастабильном состоянии способствует возрастанию числа фазовых контактов между частицами новообразований, что приводит к возрастанию прочности структуры. Установлены закономерности нарастания прочности цементного камня в зависимости от времени воздействия на воду затворения ультразвуковых колебаний. Показано, что максимальный прирост прочности цементного камня наблюдается после 3 ч ультразвукового воздействия и составляет 30-37 %. Отмечено возрастание среднего значения предела прочности при изгибе растворных образцов состава Ц:П=1:3, В/Ц = 0,7 на 38% после 28 сут твердения. Выявлено возрастание адгезионной прочности штукатурного раствора, приготовленного с использованием воды в метастабильном состоянии.

8. Отмечено улучшение структуры цементных композитов при использовании воды в метастабильном состоянии. Показано, что использование воды в метастабильном состоянии способствует уменьшению показателя среднего размера открытых капиллярных пор с А,= 10,23 до А, = 4,2 и увеличению показателя однородности размеров открытых капиллярных пор от а = 0,3 до а = 0,95 в растворном образце.

9. Обнаружено возрастание стойкости образцов к попеременному замораживанию-оттаиванию при использовании воды затворения в метастабильном состоянии. Проведенная оценка трещиностойкости цементного камня в период формирования структуры по сигналам акустической эмиссии в процессе иагружения свидетельствует, что использование воды в метастабильном состоянии приводит к уменьшению сигналов акустической эмиссии, следовательно, к снижению дефектности структуры и повышенной трещиностойкости.

10. Установлено возрастание пластической прочности растворов при использовании воды в метастабильном состоянии. С целью увеличения времени удобоукладываемости раствора предложено вводить суперпластификатор Melflux 1641 F. Имеет место возрастание пластической прочности фасадной цементной штукатурки «Силин фасадный» при использовании воды в метастабильном состоянии. Подтверждена возможность применения разработанного метода на строительных площадках.

140

1. Агранат, Б. А. (под ред.) Ультразвуковая технология. М., Металлургия, 1974.

2. Агранат, Б.А Основы физики и техники ультразвука: Учеб. пособие для вузов Текст. / Б.А. Агранат, М.Н. Дубровин, Н.Н. Хавский и др. М.: Высш. шк, 1987.-352 с.

3. Адылходжаев, А.И. Основы интенсивной технологии бетона Текст. /

4. A.И. Адылходжаев, В.Н. Соломатов. Ташкент: ФАН Академии наук Республики Узбекистан, 1993. -213 с.

5. Акуличев, В.А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях Текст./

6. B.А. Акуличев М.: Наука, 1978. - 220 с.

7. Антонченко В .Я., Давыдов А.С., Ильин В.В. Основы физики воды. -Киев: Наук, думка, 1991. С. 667.

8. Антонченко, В.Я. Основы физики воды Текст./ В.Я. Антонченко, А.

9. C. Давыдов, В. В. Ильин. — Киев: Наукова Думка, 1991. — 668 с.

10. Афанасьева, В.Ф. Магнитная обработка воды при производстве сборного железобетона Текст. / В.Ф. Афанасьева // Бетон и железобетон. -1993.-№11

11. Ахвердов, И.Н. Основы физики бетона Текст./ И.Н. Ахвердов М.: Стройиздат, 1981 -464 с.

12. Бабчук А.С. Канд.дис. М.б Акуст. Ин-т АН СССР, 1960.

13. Балдев, Радж Применения ультразвука Текст./ Радж Балдев, В. Раджендран, П. Паланичами: Москва: Техносфера, 2006 - 576 с.

14. Бахир, В.М. Теоретические аспекты электрохимической активации / В.М. Бахир // Тез.докл. и краткие сообщ. Второй Междунар. симп. «Электрохимическая активация». М., 1999.- С.39-49.

15. Бахир, В.М., Задорожний Ю.Г., Леонов Б.И. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. Текст. / В.М. Бахир, Ю.Г. Задорожний, Б.И. Леонов. М :ВНИИИМТ, 1999. - 256 с.

16. Бегрман, Л. Ультразвук Текст. / Л. Бегрман.- Пер с англ. М.: Издатинлит, 1957,726 с

17. Белов, Н.В. Кристаллохимия силикатов с крупными катионами Текст./ Н.В. Белов. М: Изд-во АН СССР, 1961. - 69с.

18. Булгаков, М.Г. Исследование свойств бетонов с добавкой суперпластификаторов Текст. / М.Г. Булгаков, Ф.М. Иванов // Бетоны с эффективными суперпластификаторами. -М.: НИИЖБ, 1979. С 21-26.

19. Бутков, В.В. Процессы и аппараты химической технологии с использованием электрических полей Текст. / В.В. Бутков, В.В.Вишняков -М.: НИИТЭХИМ, 1982. 48 с.

20. Бушуев, Ю.Г.Топологические свойства сеток водородных связей моделей воды. Сравнение потенциалов разного типа Текст./ Ю.Г. Бушуев, А.К. Лященко // Журн. физ. химии. 1996. - 70, № 3. - С. 416-421.

21. Вербек, Г.Дж. Структура и физические свойства цементного теста: тез. Докл. Текст. / Г.Дж. Вербек, Р.А Гельмут. // V Международный конгресс по химии цемента: М.: Стройиздат, 1973. - С 250-271.

22. Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества: (Технология и свойства) Текст.: учебник для вузов / А.В. Волженский, Ю.С. Буров, B.C. Колокольников. -М.: Стойиздат, 1979. -476 с.

23. Волков, Ю.С. Применение сверхпрочных бетонов в строительстве Текст. / Ю.С. Волков // Бетон и железобетон. 1994. -№ 7. С.27 - 31.

24. Воробьев, В.А. Теория ультразвуковых колебаний как основа построения и применения технических средств получения информации Текст.: Учеб. пособ./В.А. Воробьев. СПбГУАП, СПб., 2002. 54 с.

25. Глаголева, Л.М. Интенсивная технология приготовления бетонной смеси Текст.: Бюллетень строительной техники / Л.М. Глаголева, Н.В. Титова 1989. № 11. С 27-29.

26. Голямина, И.П. (глав.ред.) Ультразвук. Маленькая энциклопедия. -М.: Советская, энциклопедия, 1979. 400 с.

27. Грушко, И.М. Повышение прочности и выносливости бетона Текст. / И.М.Грушко, Ильин А.Г., Чихладзе Э.Д. X: Виша шк. Изд-во при Харьк. Ун-те, 1986,- 152 с.

28. Гульков, А.Н. Применение магнитной обработки воды на предприятиях Дальнего Востока Текст. / А.Н Гульков, Ю.А. Заславский, П.П. Ступаченко // Владивосток: изд-во Дальневосточного университета. 1990. С. 134

29. Денисов, Г.С. Водородная связь // Химическая энциклопедия Текст./ Г.С. Денисов, Н.Д. Соколов. М.: Сов. энциклопедия, 1988. Т. 1. С. 403-404.

30. Дерягин, Б.В. Вода в дисперсных системах / Б.В. Дерягин, Н.В.Чураев, Ф.Д., Овчаренко и др. М.: Химия, 1989.-288 с.

31. Дерягин, Б.В. Вода в дисперсных системах Текст. / Б.В.Дерягин, Н.В. Чураев, Ф.Д. Овчаренко и др. М.: Химия, 1989. - 288с.

32. Зацепина, Г. Н. Структура и свойства воды Текст. / Г. Н. Зацепина. -М.: Изд. МГУ, 1974.-167 с.

33. Зацепина, Г. Н. Физические свойства и структура воды. 2-е изд. Текст./ Г. Н. Зацепина. М.: МГУ, 1987. - 171 с.

34. Зенин, С. В. Структурированное состояние воды как основа управления поведением и безопасностью живых систем: автореф. дис. на соиск. учен, степ. док. биол. наук. — М. — 1999. 42 с.

35. Зенин, С.В. Гидрофобная модель структуры ассоциатов молекул воды Текст./ С.В. Зенин, Б.В. Тяглов // Журн. физ. Химии, 1994, Т.68. №4. ~ С.636.

36. Зенин, С.В. Исследование структуры воды методом протонного магнитного резонанса Текст./ С.В. Зенин. // Докл. РАН. 1993. Т.332, №3. С. 328.

37. Калоусек, Г.Л. Процессы гидратации на ранних стадиях твердения цемента Текст. / Г.Л. Калоусек // VI Международный конгресс по химии цемента. -М.: Стройиздат, т.2, кн. 2. 1976. С 65-81.

38. Кардашев Г.А. Тепломассообменные акустические процессы и аппараты Текст. / Г.А. Кардашев, П.Е. Михайлов- М. Машиностроение, 1973.-223 с.

39. Кардашев, Г.А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии Текст./ Г.А. Кардашев М.:Химия, 1990. - 208 с.

40. Каримов, И.Ш. Тонкодисперсные минеральные наполнители в составах цементных композиций: Автореф. канд. техн. наук. С.-Петербург, 1996.-26 С.

41. Комар, А.А. Высокопрочные бетоны с комплексными добавками Текст.: автореф. дисс. канд. техн. наук/А.А. Комар-М., 1981.-21 с.

42. Комар, А.А. Комплексные добавки для высокопрочного бетона Текст./ А.А. Комар, Ш.Т. Бабаев // Бетон и железобетон. 1981.-№ 9.- С 16-17.

43. Комохов, П.Г. О бетоне XX века Текст. / П.Г. Комохов:.- М.: Вестник РААСН. №5.-2001.-С 9-12.

44. Комохов, П.Г. Структурная механика бетона и ее задачи в процессе формирования и разрушения материалов Текст./ П.Г. Комохов // Применение бетонов повышенной прочности и долговечности цементного камня // Цемент. 1987, №2, с 20-22.

45. Крылов, Б.А. Проблемы химических добавок в современной технологии бетона. Текст. / Б.А. Крылов // Проблемы строительного материаловедения и новые технологии / Сб. докл. междунар. конф. Белгород: БелГТАСМ, 1997. Ч. 5. С. 24-29.

46. Кудяков, А.И., Дерминин Н.П. Исследование цементного камня из активированной электрическими импульсами суспензии Текст. / А.И. Кудяков, Н.П. Дерминин // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1987. -№ 7.-С 135-138.

47. Кутепов, A.M. (отв.ред.) Вода: структура, состояние, сольватация. Достижения последних лет Текст. М.: Наука, 2003. - 404 с.

48. Лазаренко, Л.Н. Активация воды в производстве бетона Текст. / Л.Н. Лазаренко, Г.В. Ложка, Д.М. Оноприенко //Известия вузов. Строительство и архитектура. 1990. -№12. - С.55-57

49. Лазаренко, Л.Н., Журавлев П.Д. Влияние режимов обработки воды на качество бетона, полученного на ее основе Текст. / Л.Н. Лазаренко, П.Д. Журавлев // Электронная обработка материалов. 1985. - № 1. - С. 87-89.

50. Левшина, Е.С. Электрические измерения физических величин: (Измерительные преобразователи): Учебн. пособие для вузов Текст. / Е.С.Левшина, П.В. Новицкий. Л.: Энергоатомиздат. Ленинград. Отделение, 1983.-320 с.

51. Лепендин, Л.Ф. Акустика Текст.: Учеб. Пособие для втузов / Л.Ф. Лепендин. М.: Высш. Школа, 1978. - 448 с.

52. Лохер, Ф.В.Исследование механизма гидратации цемента Текст. / Ф.В. Лохер, В. Рихартц. В кн.: VI Международный конгресс по химии цемента-М.: Стройиздат, т.2, кн.1. 1976. - С 123-133.

53. Макридин, Н.И. Структура и параметры трещиностойкости цементных композитов Текст./ Н.И.Макридин, А.Н. Бобрышев, В.И. Калашников и др. -Пенза: ПГАСА, 2000. -142 с.

54. Маргулис М.А., Грундель Л.М. ЖФХ, 1981, 55, 687, 1746; 1982, 56, 1445, 1945, 2592, 2715; ДАН СССР, 1982,265, 914; 1983,265,914,1984; 269,405.

55. Маргулис, М.А. Звукохимические реакции и сонолюминисценция Текст./ М.А. Маргулис. М.: Химия, 1986. - 288 С.

56. Маргулис, М.А. Основы звукохимии Текст. / М.А. Маргулис. М.: Высшая школа, 1984 - 272 с.

57. Маргулис, М.А. Сонолюминисценция Текст. / М.А. Маргулис // УФН. 2000. - №3. - С 263-287.

58. Маргулис, М.А., Акопян В.Б. Экспериментальное исследование зависимости скорости звукохимических реакций и потока сонолюминесценции от интенсивности ультразвука Текст./ М.А. Маргулис, В.Б. Акопян // Журнал физической химии. 1978, т.52, №3, с.601-605.

59. Мартынова, О. И. Водоподготовка. Процессы и аппараты. Текст. / О. И. Мартынова. М.: Атомиздат, 1977. — 352 с.

60. Михайлов, И.Г. Основы молекулярной акустики Текст. / И.Г. Михайлов, В.А. Соловьев, Ю.П. Сырников. М., 1964. - 516 с.

61. Монахов В.Н., Пешковский С.Л., Попович А.С., Чиняков И.П., Фомичев Б.И., Яковлев А.Д. Акуст ж., 1975,21, 432; 1976,22,422.

62. Мчедлов-Петросян, О.П. Химия неорганических строительных материалов Текст. / О.П. Мчедлов-Петросян. М.: Стройиздат, 1988 - 304 с.

63. Некрасов, Б.В. Основы общей химии Текст./ Некрасов Б.В. М: Химия, 1973. Т. 1. 656 с.

64. Новицкий, Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) Текст./ Б.Г. Новицкий- М.: Химия, 1983. -192 с.

65. Ноздрев, В.Ф. Молекулярная акустика: учебн. пособие Текст. / В.Ф. Ноздрев, Н.В. Федорищенко. М.: Высшая школа, 1974. - 288 с.

66. Ноздрев, В.Ф. Молекулярная акустика Текст. / В.Ф. Ноздрев, Н.В. Федорищенко: М.: Высш. школа, 1974. - 288 с.

67. Пиментел, Дж. Водородная связь Текст.: пер. с англ. /, Дж. Пиментел , О. Мак-Клеллан. М., 1964

68. Пиментел, Дж. Водородная связь Текст./ Дж. Пиментел, О. Мак-Клеллан. М.: Мир, 1964. 462 с.

69. Полак, А.Ф. Кинетика структурообразования цементного камня Текст./ А.Ф. Полак // VI Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976.- T.II-1.- С.64-68.

70. Помазкин, В.А. Физическая активация воды затворения бетонных смесей Текст. / В.А. Помазкин // Строительные материалы. 2003. №2 [приложение]. С. 14-16

71. Попкова, О.М. Конструкции зданий и сооружений из высокопрочного бетона Текст. / О.М. Попкова // Серия строительные конструкции // Обзорная информация. Вып. 5. М.:ВНИИНТПИ Госстроя СССР, 1990. - 77 с.

72. Пороцкий, Е.М. Исследование влияния магнитной обработки воды затворения на физико-химические свойства цемента, раствора и бетона Текст. / Е.М. Пороцкий, В.М. Петрова // Материалы научн. конф. JI.: ЛИСИ, 1971

73. Правдин, В.Г. Поверхностно-активные вещества в народном хозяйстве Текст. / В.Г Правдин., И.Т. Половниченко, Б.Е. Чисияков, А.И. Дернова. -М.: Химия, 1989.-48 с.

74. Промтов, М.А. Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями на обрабатываемые вещества Текст.: Учебное пособие/ М.А. Промтов — М.: «Издательство Машиностроение-1», 2004. — 136 с.

75. Пугачева, С.И. (под ред.) Пьезокерамические преобразователи. Методы измерения и расчета параметров. Справочник. JL: Судостроение, 1984.-255 с.

76. Пунагин, В.Н. Проектирование составов бетона на активированном вяжущем Текст. / В.Н. Пунагин, Н.Н. Руденко // Сб. науч. тр. "Строительство, материаловедение, машиностроение". Днепропетровск: ПГАСА. - 1999. - Вып. 9. - Ч. 1. - С. 8-20.

77. Ребиндер, П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия Текст. / П.А. Ребиндер- М.: Наука, 1978.-368 с.

78. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления Текст./ П.А. Ребиндер // Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. Избранные труды. -М.: Наука, 1978. С.54-57.

79. Ребиндер, П.А. Физико-химические исследования структурообразования в цементных суспензиях Текст./ П.А. Ребиндер, Е.Е. Сегалова, О.И. Лукьянова // Вестник Московского университета. 1954, №2,- С. 17-32.

80. Рекомендации по применению добавок суперпластификаторов в производстве сборного и монолитного железобетона / НИИЖБ и 1ДНИИ-ОМТП Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1987. С. 95.

81. Розенберг Л.Д. Кавитационная область Текст. / Мощные ультразвуковые поля / Л.Д. Розенберг; под ред. Л.Д. Розенберга. М.: Наука, 1968.-Ч. 6.-С. 221 -266.

82. Руденко Н.Н. Физико-химические основы технологии бетонов с высокими эксплуатационными свойствами: Автореф. Дис. д-ра.т.н. -.Киев: Киев. нац. ун-т буд-ва и apxiT, 2001. 39 с. укр.

83. Рыбьев, И.А. Общий курс строительных материалов Текст. / И.А. Рыбьев, Т.И. Арефьева, Н.С. Баскаков и др. М.: Высшая школа, 1987.-584 с.

84. Рыбьев, И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ (искусственные строительные конгломераты) Текст.: Учебн. пособие для вузов/ И.А Рыбьев. М.:Высш.школа,1978. - 309 с.

85. Сборник тезисов IV международного Конгресса «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине». Санкт-Петербург, 2006. - 242 с

86. Северденко, В. П. Применение ультразвука в промышленности Текст. / В. П. Северденко, В. В. Клубович.- Минск: Наука и техника, 1967. 264 с

87. Сегалова Е.Е. Современные физико-химические представления о процессах твердения минеральных вяжущих веществ Текст./ Е.Е. Сегалова, П.А. Ребиндер // Строительные материалы. -1960, №1. С 21-26.

88. Сизов, В.П. Снова об омагниченной воде Текст. / В.П. Сизов, К.М. Королев, В.Н. Кузин // Бетон и железобетон. 1994. - №3

89. Синюков, В.В. Вода известная и неизвестная Текст./ В.В. Синюков. -М.: Знание. 1987.- 175 с.

90. Сиротюк М.Г. В кн.: Мощные ультразвуковые поля Текст. / Под ред. Л.Д. Розенберга. - М.: Наука, 1968 - Ч. 5. - С. 168 - 220.

91. Смородов, Е.А. Динамика кавитационного пузырька в полярной жидкости Текст. / Е.А. Смородов // Письма в ЖТФ. -2006. Т. 32. В. 10. С. 34-40.

92. Соломатов, В.И. Интенсивная технология бетона Текст. / В.И. Соломатов, Н.К. Тахиров. М.: Стройиздат, 1989, 284 с.

93. Соломатов, В.И. Проблемы современного строительного материаловедения Текст. / В.И. Соломатов // Общие проблемы и решениятеории и практики строительного материаловедения. Докл. к Международной конференции. Казань: КГ АСА. 4.1. 1996. - С 3-9.

94. Способ приготовления бетона: а.с. 237664 СССР, С 04 Ь, 80 Ь, 1/07 Т.М. Нейман. -№ 787240/29-33; заявл. 14.7.62; опубл. 12.2.69, Бюл. № 8.

95. Способ производства строительных изделий Текст.: пат. РФ № 2017702. М. кл. С04 В40/00, С02 F9/00 / Друцкий А.З., Невзоров М.И., Панасенко А.Н., Смольскиив.А. Опубл. в Б.И 15.08.1994.

96. Сычёв, М.М. Закономерности проявления вяжущих свойств Текст./ М.М. Сычёв // В кн. Шестой Международный конгресс по химии цемента. -М.: Стройиздат, 1976. Т.2. - Кн.1. - С.42-55.

97. Сычев, М.М. Твердение вяжущих веществ Текст./ М.М. Сычев. Л.: Стройиздат, 1974. - 80 с.

98. Тарасевич, Ю.И. О структуре раничных слоев воды в минеральных дисперсиях Текст. / Ю.И Тарасевич // Поверхностные силы и граничные слои жидкостей. -М.: Наука, 1983. С 147-148.

99. Таубе, П.Р. Химия и микробиология воды Текст./ П.Р.Таубе, А.Г. Баранова: Учебник для студентов вузов. М.:Высш.шк., 1983. - 200 с.

100. Тейлор Ф.У. Кристаллохимия продуктов гидратации портландцемента. шестой международный конгресс по химии цемента. М., 2, книга 1, 1976, с. 192-207.

101. Третьяков, Ю.М. Структура воды и теплофизические параметры Текст./ Ю.М. Третьяков. РХД , 2006,114 с

102. Флинн Г. В кн.: Физическая акустика Текст. / Под ред У. Мэзона. -М.: Мир,1967,1Б

103. Флинн Г. Физика акустической кавитации в жидкостях Текст. / Г.Флинн // Физическая акустика / Под ред. У. Мезона. М.: Мир, 1967. - Т. 1,4. Б.-С. 7- 138.

104. Фокин, Г.А. Акустика в строительстве Текст. / Г.А. Фокин, В.А. Смирнов. Пенза: ПГУАС, 2006.-360 с.

105. Хикс, Ч. Основные принципы планирования эксперимента Текст.: пер. с англ./ Ч.Хикс. -М.: Мир, 1967.-406 с.

106. Шарапов, В.М. Пьезоэлектрические датчики Текст. / В.М. Шарапов, М.П. Мусиенко, Е.В. Шарапова. М.: Техносфера, 2006 - 632 с.

107. Шарапов, В.М.Пьезоэлектрические датчики Текст./ В.М. Шарапов, М.П. Мусиенко, Е.В. Шарапова. М.: Техносфера, 2006. -632 с.

108. Шароварникова, А.Ф. Общая и специальная химия Текст.: учебное пособие / А.Ф. Шароварникова, P.P. Салем, С.С. Воевода. М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. - 458 с.

109. Шахпаронов, М.И. Межмолекулярные взаимодействия Текст./ М.И. Шахпаронов. М.: Знание, 1983. 64 с.

110. Шейкин, А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня Текст./ А.Е. Шейкин. М.: Стройиздат, 1974. - 192 с.

111. Шестоперов, С.В. Цементный бетон с пластифицирующими добавками. / С.В. Шестоперов, Ф.М. Иванов и др. -М.:Дориздат, 1952. 106 с.

112. Щукин, Е.А. Коллоидная химия Текст./ Е.А.Щукин, А.В.Перцов, Е.А. Амелина. . М.: Высшая школа, 2004. - 445 с.

113. Эйзенберг Д., Структура и свойства воды Текст./ Д. Эйзенберг, В. Кауцман Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - С. 280.

114. Эльпинер, И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие Текст. / И.Е. Эльпинер. М.: Физматиздат, 1963.420 с.

115. Bainton K.F, Killer M.J. and Silk M.K., J. Phys E; Sci Instrum,14 (1981) 1313.

116. Baykoff A.A. Comptes Rendus. 1926. - Vol. 182. - P. 128-129.

117. BjornoL., Kornum O., Krag P., Paulev P. Acustica, 1957,34,117.

118. Dean J., Bradley P. // Chemical Week, 1984, v 135.- P. 3-34.

119. Dhir R.K., Tap.A.W.F. Superplasticized flowing concrete. Strength and deformation properties // Magazine of Concrete Research. 1984, v.36, № 129.-P.203-215.

120. Eche , R. Acustica, 1952, 2, 208

121. J. F. Pople, Рте. Roy. Soc, Ser. A, 205( 1081) (1951).

122. Le Chatelier A.L. Recherches experimentales sur la constitution des ciments hidrauligues. Theses. Paris, 1887.

123. Michaelis W. Der Erhartugspprozess Kalkhaltigen Hydraulishen Bindemittel // Kolloid Zeitschrift. - 1909.

124. White R.M., Chuang C.T. and Lee A.C, IEEE Trans Son Ultrasonics, SU-28 (1981)8.