Цементные композиты на основе магнитно- и электрохимически активированной воды затворения
На правах рукописи
МАТВИЕВСКИЙ Александр Анатольевич
ЦЕМЕНТНЫЕ КОМПОЗИТЫ
НА ОСНОВЕ магнитно- и электрохимически
активированной ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ
Специальность 05.23.05 Строительные материалы и изделия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Иваново 2010
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева».
| Научный руководитель: | Член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Ерофеев Владимир Трофимович |
| Официальные оппоненты: | Советник РААСН, доктор технических наук, профессор Акулова Марина Владимировна, кандидат технических наук, доцент Постникова Ирина Викторовна |
| Ведущая организация: | Институт химии растворов РАН (г. Иваново) |
Защита состоится 2 июля 2010 г. в 10.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 212.060.01 при ГОУВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 153037, г. Иваново, ул. 8-го Марта, д. 20, ауд. Г-204. [www.igasu.ru].
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного архитектурно-строительного университета.
Автореферат разослан 1 июня 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного
совета, к.т.н., доцент Н. В. Заянчуковская
Общая характеристика работы
Актуальность темы. В современных условиях, несмотря на разработку новых строительных материалов и изделий на полимерных и других связующих, одним из самых динамичных среди рынков строительных материалов является рынок потребления бетонов на основе цементного вяжущего. Совершенствование технологий в строительстве, обеспечение долговечности и надежности работы конструкций и сооружений, предъявляет все более высокие требования к качеству применяемых при их возведении бетонов. В этой связи разработка эффективных композитов на цементных связующих, обеспечивающих улучшение их эксплуатационных показателей и снижение материалоемкости, является важной задачей в области строительного материаловедения.
В настоящее время существует широкий спектр технологических приемов, позволяющих целенаправленно регулировать структуру, а, следовательно, и свойства цементных композитов, одним из которых является использование воды, применяемой для затворения, подвергнутой обработке электромагнитным воздействием. Работы многочисленных авторов в этом направлении позволяют утверждать, что при этом статистически достоверно возрастает прочность бетонных изделий, значительно снижается их газопроницаемость, улучшается пластичность и удобоукладываемость бетонной смеси. Несмотря на перспективность данного направления, на сегодняшний день оно не получило широкого развития вследствие невысокой воспроизводимости результатов, связанной с отсутствием стандартных аппаратов для электромагнитной обработки воды. Вместе с этим до настоящего времени не установлены факторы, обеспечивающие ясность протекающих физико-химических процессов в ходе активации (обработки) воды затворения электрическим током и магнитным полем. До настоящего времени расплывчато понятие «активированной» воды, что в конечном итоге, сказывается на корректности технологических процессов, где используется «активированная» вода. Отсюда следует, что исследования технологии получения цементных композитов с применением активированной воды в процессах, направленных на повышение качества строительных материалов и их конкурентоспособности, являются актуальной задачей.
Цель и задачи исследования
Цель исследований заключается в научном обосновании и практическом использовании приемов и методов, обеспечивающих улучшение физико-технических свойств бетонных смесей, цементных бетонов и строительных изделий на их основе при использовании водных растворов, используемых для затворения, активированных электрохимическими и электромагнитными методами.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
1. Установить зависимости изменения свойств цементных связующих от способа активации воды затворения, количественного содержания химических добавок и наполнителей.
2. Установить основные закономерности структурообразования строительных композитов на основе цементных вяжущих и активированных водных растворов, используемых для затворения бетонов.
3. Изучить влияние магнитного поля и электрохимических процессов, а также их совместного воздействия на структуру и свойства воды, водных растворов с пластифицирующими и другими добавками.
4. Исследовать основные физико-технические свойства растворных и бетонных смесей и затвердевших композитов на основе активированных водных растворов.
5. Разработать комплекс приборов и оборудования для магнитной и электрохимической активации водных растворов, используемых для затворения бетона.
6. Разработать рациональную технологию изготовления композитов на цементных вяжущих и активированной воде затворения и строительных изделий на их основе, обладающих повышенной прочностью и долговечностью.
7. Разработать технологию электрохимической обработки воды в производственных условиях, обеспечивающую стабильность процесса при изготовлении бетона и осуществить внедрение технологии при изготовлении строительных изделий.
Научная новизна.
Обоснована и реализована возможность получения эффективных цементных композитов на основе воды затворения, подвергнутой электрохимической и магнитной обработке.
Впервые разработаны практические аппараты для электрохимической и магнитной активации воды, позволяющие активировать воду с наперед заданными свойствами и контролировать процессы активации. Выявлена роль природы анода при электрохимической обработке.
Исследованиями методом ИК-спектроскопии установлено, что воздействие магнитного поля и электрического тока способствует изменению структуры водных растворов, определена роль электрохимических процессов
Впервые оптимизированы режимы электрохимической активации воды затворения композитов на основе цементных связующих с позиций получения материалов с улучшенными физико-техническими свойствами.
Установлены количественные зависимости изменения физико-механических и эксплуатационных свойств цементных композитов, приготовленных на активированной воде затворения, от основных структурообразующих электрохимических факторов.
Практическая значимость работы. Разработана технология получения растворных и бетонных смесей на основе активированной воды, рекомендуемая для использования на заводах ЖБИ без изменения существующих технологических линий; разработан комплекс приборов и оборудования для электрохимической активации воды затворения, позволяющий контролировать процессы активации и получать водные растворы с заданными параметрами.
Получен комплекс данных о влиянии активированной воды затворения, а так же добавок различной природы на физико-технические свойства цементных систем (бетонных смесей и затвердевших материалов).
Полученные результаты позволяют решать энергетические, экономические и экологические проблемы, связанные с производством строительных материалов на цементном вяжущем.
Новизна практических разработок подтверждена 5 авторскими свидетельствами и патентами.
На защиту выносятся.
– Показатели свойств цементных материалов (паст, растворов, бетонов) составленных с применением активированных электрическим током и магнитным полем водных растворов.
– Параметры процесса активации водных растворов, их влияние на процессы структурообразования, показатели качества цементных материалов, оптимальные значения этих параметров.
Данные об активационном действии обработки электрическим током и магнитным полем водных растворов на свойства цементных материалов (паст, растворов, бетонов).
Реализация работы. Результаты исследований использованы при изготовлении бетонных смесей, а также железобетонных изделий на ОАО «Ростокинский завод железобетонных конструкций» г. Москвы, ЗАО «Подольский ДСК» г. Подольска Московской области и ОАО «Завод ЖБК-1» г. Саранска.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2005 г.); «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2006 г.); «Проблемы строительного комплекса России» (г. Уфа, 2007 г.); «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2007 г.); «Сырьевые ресурсы регионов и производство на их основе строительных материалов» (г. Пенза, 2007 г.); «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2007 г.); «Расширение жилищной сферы городов» (г. Москва, 2008 г.), «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2009 г.); «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2009 г.), «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» (г. Саранск, 2010 г.), «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 работ (в том числе две статьи в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 5 авторских свидетельств и патентов).
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, общих выводов, списка литературы, приложений; содержит 186 листов машинописного текста, 26 рисунков, 24 таблицы, 10 приложений.
Диссертационная работа выполнена на кафедре строительных материалов и технологий Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева.
Автор выражает глубокую благодарность к.т.н. доценту Митиной Е. А. за оказанную помощь и научные консультации по отдельным разделам диссертационной работы.
содержание работы
Во введении обосновываются актуальность выбранной темы, цель и задачи исследований, формулируются научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.
Первая глава содержит аналитический обзор литературных данных, посвященных вопросам структурообразования и технологии получения композитов на цементных связующих с применением различных методов активации, в том числе активированной воды затворения.
Твердение бетонов связано с прохождением ряда сложных химических и физических явлений. Типичными реакциями, характерными для портландцемента, являются реакции гидратации, протекающие с присоединением воды. Каждый минерал портландцемента реагирует с водой и дает различные новообразования. Во время твердения выделяется стадия образования теста, которое в конце второй стадии переходит из вязкопластичного в камневидное состояние. На первой стадии происходят разрушение молекулярной структуры частиц твердых веществ, разупорядочение движения молекул, распад системы ионов. На второй стадии твердения портландцементного теста образуются кристаллическая (сросшиеся между собой кристаллогидраты) и гелевая части цементного камня. В протекании множества реакций определяющую роль играют свойства воды в присутствии образующихся ионов.
Цементные композиты, представляют собой искусственные материалы, составленные из двух и более мономатериалов с резко различными свойствами и приобретающие в результате такого сочетания комплекс новых свойств, не присущих исходным материалам.
Свойства их микроструктуры определяются явлениями, протекающими в контакте жидкой и твердой фаз, т.е. зависят от количественного соотношения цемента, воды и наполнителей, дисперсности и физико-химической активности последних.
Микроструктура цементного камня может быть охарактеризована такими структурными составляющими, как кристаллический сросток, тоберморитовый гель, не до конца гидратированные зерна цемента и поровое пространство. Кристаллический сросток образован сросшимися друг с другом кристаллами гидроалюмината, гидросульфоалюмината и гидросульфоферрита кальция, а также гидрата окиси кальция.
В зависимости от начального водоцементного отношения, вещественного состава цемента и условий, при которых формируется начальная структура цементного камня, в нем могут образовываться поры разных размеров. На строение порового пространства цементного камня наибольшее влияние оказывает водоцементное отношение. Испарение воды в начальные стадии твердения бетона является одной из основных причин образования в его структуре пор и микрокапилляров. При этом известно, что повышение степени гидратации в ранние сроки способствует существенному уменьшению доли микрокапилляров.
Показано, что регулирование процесса структурообразования цементных композитов наряду с подбором оптимальных структурных показателей через использование различных добавочных компонентов (химические добавки, наполнители определенной крупности и активности) возможно посредством применения различных технологических приемов, одним из которых является активизация твердения вяжущих. Методы активизации различаются по виду воздействия: механические помол цемента в сухом или влажном состоянии; химические обработка поверхности наполнителей и заполнителей, введение различных добавок, предварительная гидратация цемента; температурные пропаривание, обогрев в водной или масляной средах горячими газами и т.д.; электрофизические основанные на взаимодействии компонентов обрабатываемых смесей с электрическим током или магнитным полем различного вида и интенсивности.
Большой вклад в развитие научных представлений о твердении цементных композиций, структурообразовании композитов, в том числе с активированными компонентами, внесли И. Н. Ахвердов, Ю. М. Баженов, В. Г. Батраков, Ю. М. Бутт, Г. Р. Вагнер, И. М. Грушко, Г. Д. Дибров, Ф. М. Иванов, В. И. Калашников, В. И. Классен, П. Г. Комохов, Н. Н. Круглицкий, А. В. Лагойда, О. П. Мчедлов-Петросян, А. Ф. Полак, В. Б. Ратинов, П. А. Ребиндер, И. А. Рыбьев, Л. Б. Сватовская, М. М. Сычев, В. В. Тимашев, Н. Б. Урьев, А. В. Ушеров-Маршак, С. В. Федосов, М. В. Акулова, А. Ф. Юдина, Дж. Бернал, Р. Лермит, и другие отечественные и зарубежные ученые. Авторы указывают, что при электрофизической активации происходит увеличение скорости протекания реакций растворения, зародышеобразования, кристаллизации за счет изменения межмолекулярных сил, критических размеров зародышей и работы их образования.
Значительное внимание в современной технологии бетонов уделяется исходному состоянию жидкости затворения, которая во многом определяет технологические свойства бетонной смеси. В этой связи были проанализированы различные способы активации воды и показано, что затворение бетона магнитоактивированной водой интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в ранние сроки твердения, приводит к уменьшению пористости, повышает прочность, морозостойкость и устойчивость к воздействию воды и разных химических агентов, что позволяет снижать расход цемента при приготовлении бетонов. Эффективность обработки воды возрастает при сочетании ее с другими технологическими приемами: применение для омагничивания деаэрированной воды; омагничивание совместно с электрическим током и т.д. На физико-механические свойства бетона при данных способах активации оказывают влияние плотность и частота электрического тока, напряженность магнитного поля.
Попытки внедрения данных способов активации воды с помощью модельных вариантов активаторов в технологии приготовления бетонов в производственных условиях часто приводили к нестабильным результатам. В настоящее время отечественной промышленностью стали выпускаться различные установки для противонакипной обработки водных систем и безреагентной подготовки воды, относящиеся к электромагнитно-волновым аппаратам, работающим на постоянном токе. Сделан вывод об актуальности исследований в лабораторных и производственных условиях процессов электрохимической обработки воды (ЭОВ), разработки и использования установок (ЭОВ) в технологии приготовления цементных композитов, а так же изучение процесса электрохимической обработки воды с целью стабилизации качественных результатов процесса приготовления бетонов на производстве.
Во второй главе приведены цели и задачи исследований, характеристики применяемых материалов, аппаратуры и оборудования для активации воды, описаны методы экспериментальных исследований.
В качестве вяжущих при изучении строительных материалов и изделий использовались: портландцемент М500 (для приготовления сухих строительных смесей и бетонов) соответствующий ГОСТ 1017885, и портландцемент М500 CEM I42.5 (для изделий с повышенным сроком службы).
В качестве химических добавок применяли комплексную добавку для бетонов и растворов «Реламикс» (ТУ 5870-002-14153664–04) и пластификатор «Полипласт СП-3» (ТУ 5870-006-58042865–05) производства ООО «Полипласт».
В качестве наполнителей использовались порошки на основе кварца и белемнита.
В качестве мелкого заполнителя применялся песок ЗАО «Балашейские пески» Сызранского района Самарской области со следующими характеристиками: насыпная плотность 1 331 кг/м3, содержание пылевидных и глинистых частиц 2,8 %, влажность 2,8 %, модуль крупности – 1,49. Крупным заполнителем служил гранитный щебень фракции 520 мм Сибайского карьера со следующими характеристиками: насыпная плотность 1 449 кг/м3, содержание пылевидных и глинистых частиц 1,2 %, влажность 0,6 %, содержание зерен слабых пород 1,5 %, марка по дробимости 1200.
Для получения электрохимическиактивированной воды, применялись разработанные авторские установки магнитной обработки воды УПОВС-1 «Максмир» и аппарат электроактивации АЭ-1,0/6 «Максмир». Установки УПОВС-1 «Максмир» (рис. 1) представляют собой многокамерные электромагнитно-волновые аппараты, работающие на постоянном токе. Общая протяженность всех рабочих зазоров установки, по которым движется вода, достигает нескольких метров. На всем этом протяжении вода подвергается непрерывному регулируемому воздействию магнитного поля различной напряженности с чередующимися по направлению векторами магнитной индукции, электрического тока.
Аппарат АЭ-1,0/6 «Максмир» (рис. 2), состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, верхней крышки, на которой устанавливаются газоотводчик. В корпусе аппарата на платформах закреплены цилиндрический анод и катоды. Работа прибора заключается в генерации в водной среде центров кристаллизации за счет электрохимических процессов, протекающих на электродах и обеспечении поглощения растворенного кислорода.
Для получения воды, активированной при совместном воздействии магнитного поля и электрического тока аппаратура объединялась в общую цепь, принципиальная схема которой приведена на рис. 3.
Для исследования физико-технических свойств цементных композитов применялись современные физические, физико-механические, физико-химические и биологические методики, регламентируемые действующими ГОСТами.
Механические свойства цементных связующих, растворов и бетонов определялись по общепринятой методике в соответствии с ГОСТ 10180–90.
Химическая стойкость материалов определялась в воде и 2% растворе серной кислоты.
Морозостойкость цементных композитов определяли по ГОСТ 10060.0–95.
Удельную электропроводность и общее солесодержание (TDS), удельное сопротивление устанавливали с помощью кондуктомера S30 с универсальным электродом InLab730 швейцарской фирмы «Меттлер Толедо».
Изменение величины концентрации водородных ионов (рН) определяли с помощью рН-метра «pHep 2» производства фирмы HANNA.
Поверхностное натяжение водных растворов определялось по методу наибольшего давления пузырька на приборе Ребиндера.
Исследование структуры композитов осуществлялось с помощью рентгеновского дифрактометра ДРОН-6. Обработка результатов эксперимента осуществлялась применением программы PDWin.
Структурные изменения изучали методом ИК-спектроскопии. Регистрацию ИК-спектров материала осуществляли на фурье-спектрометре «Инфралюм ФТ-801».
Обработка и анализ экспериментальных данных проводились с применением статистических методов.
В третьей главе приведены модель молекулы воды и схема возникновения водородных связей между ними. Прочность связи увеличивается с ростом электроотрицательности двух связанных атомов. Вода кооперативная система, в ней существуют цепные образования водородных связей. И всякое воздействие на воду распространяется эстафетным путем на тысячи межатомных расстояний. Наличие водородных связей придает воде специфическую, лабильную структуру. Изменение структуры воды возможно за счет разрыва водородных связей (необходимо затратить энергию порядка 16,725,1 кДж/моль) или их изгиба (затрачиваемая энергия неизмеримо меньше энергии разрыва) путем изменения угла между линией, соединяющей центры ближайших молекул воды, и направлением связи О–Н одной из этих молекул.
Изменяя структуру водных систем, можно получать воду с необходимыми физико-химическими свойствами, способствующую улучшению процессов структурообразования цементных систем. К настоящему времени наиболее проработанными являются вопросы магнитной и электрохимической активации воды.
Магнитная обработка заключается в пропускании потока воды через магнитное поле. В общем случае его действие на движущуюся воду сводится к действию сил Лоренца на заряженные частицы и непосредственному действию магнитного поля на магнитный момент молекул. Поскольку молекула воды обладает достаточно большим электрическим дипольным моментом, действие силы Лоренца изменяет валентный угол молекулы воды (уменьшение более чем на 2°). Поскольку в воде присутствуют клатратные структуры, играющие основную роль в образовании газовых пузырьков, существует возможность «заполнения» клатратных пустот. Это установлено для ионов кальция. При взаимодействии ионов кальция с молекулами воды образуется гексааквакомплекс кальция, диаметр которого равен 0,516 нм, что соответствует диаметру одной из полостей клатратной структуры (0,52 нм). Кроме ионов кальция, могут быть и другие примесные «заполнители» клатратных пустот. Для возникновения подобных аквакомплексов необходимо преодолеть определенный активационный барьер, что можно выполнить путем кратковременного воздействия электромагнитного поля. Обработка (активация) природной воды магнитным полем приводит к взаимодействию поля с частицами, обладающими ферромагнитными свойствами – оксидные и гидроксидные соединения железа, генерируемые в ходе анодного процесса в ходе электрохимического окисления железа.
При электроактивации воды электрическим током возникающее электрическое поле ориентирующим образом действует на ионы, находящиеся в составе природной воды, содержащей катионы кальция, магния, железа, в качестве анионов выступают карбонаты, фосфаты. Наличие ионов натрия и хлора выводит воду из классификации пресной воды. В производстве бетонных смесей используется, как правило, пресная вода с различной степенью жесткости, определяемой суммой концентраций ионов кальция, магния, сопряженных с карбонат- и сульфат- ионами. Катионы кальция и магния мигрируют в направлении катода – отрицательно заряженного электрода. На катоде при этом происходят процессы, в результате которых в прикатодном пространстве накапливаются ионы гидрооксида, что приводит к взаимодействию ионов Са2+ и Mg2+ с ионами ОН– с образованием гидроксидов магния и кальция с выделением дисперсной твердой фазы наноразмерных частиц (без добавок поверхностно-активных веществ, молекулы которых, сорбируясь на поверхности частиц дисперсной фазы, резко понижают их поверхностную энергию). В результате консервируются наноразмеры образующихся продуктов электрохимического взаимодействия. При применении такой электроактивированной воды в процессах затворения, полученные наноразмерные частицы являются центрами кристаллизации образования гелевых структур с гидратированными компонентами цементов.
При электромагнитной обработке природной воды, наряду с влиянием на молекулярные структурные характеристики воды, значительное влияние на изменение ее свойств оказывают электрохимические процессы, протекающие на электродах, получающиеся при этом соединения, находящиеся в ультрадисперсной фазе (наноразмеры от 1 до 100 нанометров), определяют активность воды, используемой в процессах затворения строительных растворов. Показано, что процесс анодного растворения железа протекает в основном с образованием ионов двухвалентного железа. Установлено, что в качестве материала катода предпочтительнее использовать свинец – металл с большим перенапряжением выделения водорода, Этим возможно снизить объем выделяемого газообразного водорода, уменьшить возможность образования газовой эмульсии в ходе растворения железа в узком межэлектродном пространстве и увеличить общий рабочий ток ячейки.
Дисперсная фаза оксидов и гидрооксидов железа (анодные продукты) и гидрооксидов кальция и магния – за счет катодного восстановления молекул воды образуют временно устойчивую систему центров кристаллизации в ходе процессов перехода растворов цемента в фазу образования гелиевых структур и способствует образованию твердой фазы с более мелкокристаллической структурой.
Изложенные факторы совместного действия электрического тока и магнитного поля различной интенсивности позволяют активно влиять на структуру образующихся дисперсных частиц и их активность и позволяют ожидать повышение качественных характеристик получаемых бетонных изделий.
В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований изменения структуры и свойств воды, а также свойств водных растворов с пластифицирующими и водоудерживающими добавками при активации в условиях воздействия магнитного поля и электрического тока. Выполнено теоретическое обоснование применения активации при совместном действии электрического тока и магнитного поля.
Для получения воды, обработанной электромагнитным полем, применялась установка УПОВС-1 «Максмир», а электроактивированную воду получали с помощью аппарата АЭ-1,0/6 «Максмир», на котором изменялась сила тока от 1 до 5 А. Обрабатывалась природноминерализированная водопроводная вода относящаяся к слабощелочной группе с общей жесткостью 9,5 ммоль·экв/л и карбонатной – 4,65 ммоль·экв/л с рН равной 8,1, испытания проводились при комнатной температуре 23 0С. Активация проводилась по четырем режимам: 1) вода обрабатывалась только магнитным аппаратом (М); 2) вода обрабатывалась только аппаратом электроактивации (Э1А, Э3А, Э5А); 3) вода обрабатывалась сначала магнитным аппаратом, затем аппаратом электроактивации (М+Э1А, М+3А, М+5А); 4) вода обрабатывалась сначала аппаратом электроактивации, затем магнитным аппаратом (Э1А+М, Э3А+М, Э5А+М).
Из полученных результатов следует, что произошли изменения структуры активированной воды по сравнению с контрольными образцами. Так, для ИК-спектров воды, обработанной магнитным полем, появились новые пики в области 3 530 и 3 189 см–1, электроактиватором с силой тока 1 А в области 3 169 и 3 328 см–1, электроактиватором с силой тока 5 А в области 706 и 3565 см–1. Для воды, прошедший через магнит и электроактиватор, отмечались пики в области 3 530 и 3 453 см–1 соответственно при силе тока 1 и 5 А, а при обработке электроактиватором и магнитом – в области 3 568 и 3 530 см–1. Кроме этого, при активации воды происходит небольшое уменьшение интенсивности полосы поглощения в области 2 120 см1. Полоса поглощения в области 2 120 см1 обычно относится к либрационным колебаниям возникающим при участии молекул воды в Н связях, т. е. появление в ИК-спектре полос составного тона предложено использовать для доказательства наличия Н связей в среде. В жидкой фазе молекулы воды участвуют в водородных связях с ближайшими протон–акцепторными частицами, в качестве которых могут выступать соседние молекулы воды. Уменьшение интенсивности данной полосы может быть связано с частичным разрушением водородных связей, т. е. структуры воды. При разрушении части водородных связей понижается возможность эстафетного механизма электропроводности, обусловленного ионами Н+ и ОН–. Таким образом по изменениям в ИК-спектре воды можно в определенной мере судить о структурных изменениях в ней.
Оценка качества обработки воды производилась кристаллооптическим способом, заключающимся в сравнении под микроскопом кристаллов в воде, полученных на предметном стекле при увеличении в 300600 раз. Исследования показали, что как магнитная обработка, так и электроактивация способствуют значительному уменьшению количества кристаллов и их размеров в осадке образующемся при концентрировании природной воды. Электроактивация с силой тока 1, 3 и 5 А также способствует образованию более мелких кристаллов по сравнению с необработанной водой. Большее изменение кристаллов происходит при силе тока 1 А на активаторе.
Вода является одним из обязательных компонентов бетонных смесей, обеспечивающих технологические и другие свойства. Для того чтобы управлять процессом активации, необходимо знать, какие ее свойства при этом меняются. Были проведены исследования, направленные на установление изменения концентрации водородных ионов (рН), жесткости, удельной электропроводности, общего солесодержания. Результаты испытаний приведены в табл. 13.
Таблица 1
Результаты исследования жесткости
| Шифр воды | рН | ЖHCO3–, моль/л | Жобщ, моль/л | Содержание, мг/л | ||
| Fe3+ | Ca2+ | Mg2+ | ||||
| Неактивированная | 8,10 | 4,65 | 9,50 | 1,720 | 6,0 | 78 |
| М | 8,23 | 5,00 | 9,50 | 1,820 | 6,0 | 78 |
| Э1А | 8,25 | 4,75 | 9,25 | 4,375 | 6,5 | 75 |
| Э5А | 8,28 | 5,00 | 9,50 | 14,57 | 6,5 | 75 |
| Э1А+М | 7,80 | 4,67 | 11,00 | 1,085 | 7,5 | 87 |
| Э3А+М | 7,70 | 4,67 | 11,25 | 1,427 | 7,0 | 90 |
| Э5А+М | 8,00 | 5,30 | 11,50 | 2,515 | 6,5 | 93 |
| М+Э1А | 8,10 | 4,67 | 11,60 | 0,986 | 7,0 | 93 |
| М+Э3А | 8,30 | 5,33 | 11,00 | 2,677 | 6,5 | 87 |
| М+Э5А | 8,20 | 4,67 | 8,75 | 4,337 | 6,5 | 63 |
Таблица 2
Результаты исследования концентрации водородных ионов
| Шифр воды | Изменение рН после выдерживания, сутки | |||||||||
| начальное | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| М | 6,8 | 6,9 | 7,0 | 7,0 | 7,1 | 7,1 | 7,1 | 7,1 | 7,1 | 7,1 |
| Э1А | 7,5 | 7,6 | 7,7 | 7,8 | 7,8 | 7,9 | 8,0 | 8,1 | 8,0 | 8,0 |
| Э3А | 6,7 | 6,7 | 6,9 | 6,9 | 7,0 | 7,0 | 7,0 | 7,1 | 7,1 | 7,1 |
| Э5А | 6,7 | 6,8 | 6,9 | 6,9 | 7,0 | 7,1 | 7,1 | 7,1 | 7,2 | 7,2 |
| Э1А+М | 6,5 | 6,6 | 6,7 | 6,7 | 6,7 | 6,8 | 6,8 | 6,8 | 6,8 | 6,9 |
| Э3А+М | 7,4 | 7,6 | 7,6 | 7,7 | 7,7 | 7,7 | 7,7 | 7,8 | 7,8 | 7,8 |
| Э5А+М | 7,5 | 7,7 | 7,7 | 7,8 | 7,9 | 7,8 | 7,7 | 7,7 | 7,8 | 7,8 |
| М+Э1А | 7,4 | 7,6 | 7,6 | 7,7 | 7,8 | 7,8 | 7,9 | 7,9 | 7,8 | 7,9 |
| М+Э3А | 7,6 | 7,7 | 7,7 | 7,8 | 7,8 | 7,8 | 7,9 | 7,9 | 7,8 | 7,9 |
| М+Э5А | 7,6 | 7,7 | 7,7 | 7,9 | 7,9 | 7,9 | 7,9 | 8,0 | 8,0 | 8,1 |
Таблица 3
Результаты определения удельной электропроводности
и общего cолесодержания
| Шифр воды | Удельная электропроводность, См/м | Общее cолесодержание, мг/л |
| неактивированная | 1 766 | 881 |
| М | 1 683 | 841 |
| Э1А | 1 610 | 807 |
| Э3А | 1 614 | 807 |
| Э5А | 1 615 | 807 |
| Э1А+М | 1 618 | 809 |
| Э3А+М | 1 605 | 802 |
| Э5А+М | 1 615 | 808 |
| М+Э1А | 1 599 | 799 |
| М+Э3А | 1 650 | 826 |
| М+Э5А | 1 762 | 880 |
Из полученных данных следует, что характер активации оказывает существенное влияние на жесткость и концентрацию водородных ионов. Так, при обработке воды только магнитным полем или электрическим током увеличивается рН и уменьшается жесткость. При совместной активации важную роль играет их последовательность. Если сначала осуществляется обработка электрическим током, а затем магнитным полем происходит снижение рН, при другой очередности – ее повышение. Наибольшее повышение концентрации водородных ионов в воде выявляется при активации электрическим током с силой тока 1 и 5 А, а также совместном воздействии магнитного поля и электрического тока с силой тока 3 А. Результаты исследований показывают также увеличение электросопротивления воды при активации. При этом максимальный рост данного показателя обнаруживается при совместном воздействии магнитного поля и электрического тока. При всех рассмотренных случаях активации удельная электропроводность уменьшается, что связано с уменьшением общего солесодержания в воде.
На современном этапе создание высококачественных бетонов немыслимо без использования модификаторов Показано, что активация магнитным полем и электрическим током оказывает влияние на свойства водных растворов с добавочными компонентами. Установлено увеличение поверхностного натяжения водных растворов с пластифицирующими и водоудерживающими добавками при всех режимах активации.
Это подтверждают экспериментальные данные о влиянии величины электрического тока и напряженности магнитного поля на значения величин относительной прочности цементных композитов. Из них следует, что максимальные прочностные характеристики получены при использовании воды 3–1 (ток 3 А, напряженность магнитного поля 2 000 Э), 3–6 (ток 3 А, напряженность магнитного поля 6 000 Э) и наибольшая прочность при использовании воды, обработанной режимом 6–6 (ток 6А, напряженность магнитного поля 6 000 Э). Сопоставление по току позволяет сделать вывод, что при токе 1А анод находится в зоне активного растворения, что подтверждается данными по концентрации ионов железа (0,22 мг/л), при токе 3А – ионов железа 0,29 мг/л. При токе 6А наблюдается резкое снижение концентрации ионов железа – 0,15 мг/л, но, одновременно, наблюдается резкое увеличение концентрации ионов магния (70,61 мг/л, для сравнения в неактивированной воде 60,12 мг/л). Это можно объяснить тем, что увеличение тока до 6 А приводит поверхность железного анода в зону пассивации, при этом резко снижается поступление ионов железа, но на катоде резко увеличивается процесс восстановления ионов водорода с соответствующим увеличением генерации ионов гидроксила, входящих во взаимодействие с ионами магния. Т.к. величина растворимости в воде гидрооксида магния (0,000642 мг/л) гораздо меньше, чем у гидрооксида кальция (0,148 мг/л) равновесие смещается в сторону преимущественного образования гидроксидных соединений магния, являющихся центрами кристаллизации в ходе использования данной воды, как воды затворения.
Пятая глава посвящена исследованию структуры и свойств цементных композитов, полученных с применением магнитно- и электроактивированной воды.
С целью установления структурных изменений, происходящих в цементных композитах на основе активированной воды затворения, нами были проведены рентгеноструктурные исследования, заключающиеся в их анализе на рентгеновском дифрактометре ДРОН-6 с ионизационной регистрацией интенсивности рентгеновских лучей. Идентификация фаз производилась по наиболее интенсивным линиям. В качестве контрольного образца рассматривался цементный камень, полученный на основе портландцемента М 500 и водопроводной воды. Режимы активации были приняты те же, что и описанные ранее. Снятие рентгенограмм производилось через 1, 7, 14 и 28 суток твердения образцов. Анализ полученных результатов показал, что характерной особенностью для составов на активированной воде затворения является увеличение интенсивности линий C2S (0,304 и 0,188 нм) и уменьшение количества C3S (0,176 нм) в ранние сроки (в пределах 1–14 суток) по сравнению с контрольным. Количественный анализ рентгенограмм материалов через 28 суток твердения, основанный на сравнении интенсивности рентгеновских линий, показывает уменьшение количества фазы алита в образцах на основе воды, обработанной магнитным полем, а также электроактиватором, что свидетельствует о большей степени гидратации в данных композитах по сравнению с контрольным.
Определены сроки схватывания цементных композиций (табл. 4).
Таблица 4
Сроки схватывания цементных композиций
| Вид активации | Шифр воды | Сроки схватывания (усл. ед.) | |
| начало | конец | ||
| Раздельная активация магнитным полем и электрическим током | Неактивированная | 1,00 | 1,00 |
| М | 0,92 | 1,01 | |
| Э1А | 0,91 | 1,02 | |
| Э3А | 1,07 | 1,10 | |
| Э5А | 1,04 | 1,04 | |
| Совместная активация | Неактивированная | 1,00 | 1,00 |
| М+Э1А | 0,93 | 0,99 | |
| Э1А+М | 0,87 | 1,04 | |
| Совместная активация с применением суперпластификатора «Полипласт СП-3» | Неактивированная | 1,00 | 1,00 |
| М | 0,90 | 0,89 | |
| Э1А | 0,89 | 0,90 | |
| Э3А | 0,90 | 0,93 | |
| Э5А | 0,82 | 0,92 | |
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что практически все типы обработанной воды способствуют ускорению начала схватывания цементного теста, причем воздействие активации наиболее эффективно проявляется при использовании пластифицированных смесей. В этом случае ускоряется не только начало схватывания, но и его конец. Активация влияет на прочность цементного камня. Так, в возрасте 7 суток прочность цементного камня при применении воды, подверженной магнитной обработке и активации совместным действием электроактиватора (сила тока 1 А) и магнитного поля возрастает, соответственно на 6 и 24 %.
Учитывая то, что современные цементные композиты изготавливаются с применением пластификаторов, установлено совместное влияние активированной воды и суперпластификаторов (в качестве которых рассматривались «Полипласт СП-3» и «Реламикс») на прочность композитов. Исследования проводились методом математического планирования экспериментов. В качестве матрицы планирования был выбран план Коно. Варьируемыми факторами служили количество пластифицирующей добавки и сила тока на электроактиваторе. Результаты испытаний представлены на рис. 4.
Рис. 4. Зависимость изменения прочности при сжатии цементных композитов от вида
и содержания пластифицирующей добавки и силы тока в электроактиваторе:
а с добавкой «Полипласт СП-3» на воде, активированной по режиму магнит + электроактиватор; б с добавкой «Полипласт СП-3» на воде, активированной по режиму электроактиватор + магнит; в с добавкой «Реламикс» на воде, активированной по режиму магнит + электроактиватор; г с добавкой «Реламикс» на воде, активированной по режиму: электроактиватор + магнит
Из графиков следует, что наибольшая прочность достигается при режиме активации магнитное поле + электрический ток. В случае применения добавки «Реламикс» сила тока может быть принята 1 и 5 А, при использовании «Полипласта СП-3» оптимальное значение силы тока равно 1 А.
С учетом того, что характерной особенностью для составов на активированной воде затворения является увеличение интенсивности линий гидросиликата кальция и уменьшение – трехкальциевого силиката были проведены исследования процессов структурообразования составов, содержащих наполнители. В качестве наполнителей использовались порошки на основе кварца и белемнита (преимущественно состоит из алюмосиликатов). Задача решалась методом математического планирования экспериментов (план Конно из 9 опытов). Варьируемыми факторами служили содержание наполнителя и его фракционный состав. Из результатов исследований следует, что активация магнитным полем и электрическим током приводит к повышению прочности наполненных составов в начальные сроки твердения. Прочность композитов наполненных порошками кварца и белемнита увеличилась, соответственно на 10–20 и 20–30 %. Более высокие результаты достигаются по следующему режиму активации: сначала электрическим током, затем магнитным полем.
Исследование свойств растворных смесей проводили на балочках размером 4416 см. Состав растворных смесей был принят 1:2. Было изготовлены 2 серии образцов: цементная композиция без добавки и с добавкой пластификатора «Полипласт СП-3» в количестве 0,6 % от массы цемента. Водоцементное отношение в составах для бездобавочного варианта было 0,6; с добавкой 0,47. Контролируемыми параметрами служили подвижность растворных смесей и прочность на растяжение при изгибе и сжатии. Установлено, что при использовании активированной воды увеличивается подвижность растворных смесей. В этой связи были изготовлены равноподвижные растворные смеси. Осадка конуса была принята постоянной и составляла 8,0 см, а водоцементное отношение подбиралось из условия обеспечения данной подвижности смеси. Проведенные исследования показали, что прочность раствора при применении активированной воды затворения повышается на 1320 % (табл. 5).
Таблица 5
Физико-технические свойства растворов
| Шифр воды | Осадка конуса, см | В/Ц | Предел прочности, МПа | |
| при изгибе | при сжатии | |||
| Неактивированная вода | 8,0 | 0,6 | 2,62 | 8,4 |
| М | 8,0 | 0,53 | 3,21 | 10,1 |
| Э1А | 8,0 | 0,57 | 2,70 | 8,5 |
| М+Э1А | 8,0 | 0,54 | 4,25 | 12,9 |
| Э1А+М | 8,0 | 0,59 | 3,23 | 9,6 |
Прочность тяжелых бетонов определяли на образцах-кубах с размером ребра 10 см. Результаты проведенных исследований показали, что активированная вода затворения дает возможность увеличивать прочностные свойства бетонов на 1018 % (рис. 5).
В шестой главе приводятся результаты исследования стойкости цементных композиционных строительных материалов на активированной воде затворения при воздействии химических и биологических агрессивных сред, а также попеременного замораживания и оттаивания. Стойкость составов в данных агрессивных средах оценивали по изменению массосодержания и предела прочности при сжатии по сравнению с исходными.
Разрушение цементного камня под воздействием воды относится, согласно принятой классификации, к 1-му типу коррозии. При воздействии воды происходит постепенное вымывание растворимого гидрооксида кальция. Исследования показали, что при выдерживании в среде до 90 суток происходит рост прочности материалов, что объясняется продолжающимся процессом гидратации цемента (рис. 6).
Рис. 6. Зависимость изменения массосодержания (а) и коэффициента стойкости (б)
цементных композитов от длительности выдерживания в воде
и типа активации (обозначения те же, что и на рис. 5)
По истечении этого срока у материалов на обычной воде и воде, обработанной магнитным полем, а также при совместном действии магнитного поля и электрического тока прочность продолжает расти, а у материалов на воде, обработанной электрическим током, и при совместном действии электрического тока и магнитного поля она не изменяется. Кинетика изменения массосодержания у составов при выдерживании в воде имеет схожий характер (рис. 6). В начальные сроки оно увеличивается, причем к трехмесячному сроку образцы полностью насыщаются водой и дальнейшего роста массосодержания не наблюдается. Из рассмотренных составов наиболее интенсивное водопоглощение характерно для композитов приготовленных на обычной воде.
При исследовании стойкости цементных композитов в кислотосодержащих средах в качестве агрессивной среды рассматривался водный раствор серной кислоты 2 % концентрации. Зависимости изменения коэффициента стойкости композитов на активированной воде затворения приведены на рис. 7. Из графиков видно, что все композиты, изготовленные с применением активированной воды затворения, являются более устойчивыми, чем составы на обычной воде. Коэффициент химической стойкости у них в 1,1–1,3 раза больше, чем у прототипа.
Исследовано поведение цементных композитов в среде метаболитов мицелиальных грибов. Задача решалась с помощью методов математического планирования эксперимента путем реализации матрицы, составленной по плану Коно. Варьируемыми факторами являлись содержание лимонной кислоты и перекиси водорода в водном растворе, а оптимизируемым параметром изменение коэффициента биологической стойкости композитов.
В результате проведения опытов выявлено, что наиболее агрессивной средой для цементных композитов на активированной и обычной воде затворения являются водные растворы, в которых содержание лимонной кислоты и перекиси водорода составляет соответственно 2,0 и 0,1 моль. При этом композиционные материалы на воде затворения, обработанной магнитным полем, являются более устойчивыми к воздействию биологически активных сред.
Морозостойкость составов определяли ускоренным методом. Результаты испытаний приведены на рис. 8. Из графиков видно, что оптимальными по морозостойкости являются композиты, для изготовления которых была использована вода затворения, активированная электрохимически, а также совместно с магнитным полем. У этих материалов после 30 циклов попеременного замораживания и оттаивания коэффициент морозостойкости на 18–40 % больше по сравнению с материалом, приготовленным на обычной воде.
В седьмой главе приводятся результаты производственного внедрения технологии изготовления бетонов на активированной воде затворения и оценивается ее экономическая целесообразность.
Разработанная технология была апробирована при изготовлении бетонных смесей, а также бетонных изделий на ОАО «Ростокинский завод железобетонных конструкций» г. Москвы, ЗАО «Подольский ДСК» г. Подольска Московской области и ОАО «Завод ЖБК-1» г. Саранска.
Для проведения активации к существующему трубопроводу подачи воды в дозатор были присоединены аппараты активации (рис. 9). Активированная вода подавалась в бак хранения, а затем в дозатор. Подача компонентов в смеситель и перемешивание смесей осуществлялись по общепринятой методике. В общей сложности было приготовлено 850 м3 бетонной смеси. Она использовалась для изготовления бетонных изделий кассетным способом. Проведены испытания бетонной смеси и образцов бетона. Установлено, что у бетонных смесей, приготовленных на активированной воде затворения, подвижность возрастает на 1517 %, а прочность бетона – более чем на 12 %. Применение данной технологии позволяет добиться уменьшения расхода цемента на 710 % без ухудшения прочностных показателей бетона.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность и целесообразность получения эффективных цементных композитов с применением воды затворения, активированной электрическим током и магнитным полем с применением современных приборов и оборудования. Разработаны приборы и оборудование для магнитной и электрохимической активации воды в условиях воздействия электрического тока (АЭ-1,0/6 «Максмир») и магнитного поля (УПОВС-1 «Максмир»), использование которых позволяет регулировать процесс активации и получать водные растворы с заданными параметрами.
2. Показано, что при реакции гидратации портландцемента происходит множество химических взаимодействий, при этом одну из определяющих ролей играют свойства воды в присутствии образовавшихся ионов. В производстве бетонных смесей используется, как правило, пресная вода с различной степенью жесткости, определяемой суммой концентраций ионов кальция, магния, сопряженных с карбонат- и сульфат - ионами. При взаимодействии с электрическим током и магнитным полем данные дисперсные структуры могут являться активными центрами кристаллизации процессов затвердевания, влияя в дальнейшем на структуру и механические свойства цементного камня.
3. Приведено теоретическое обоснование процесса магнитной и электрохимической активации водных растворов, используемых для затворения бетонов. При электроактивации воды электрическим током возникающее электрическое поле ориентирующим образом действует на ионы, находящиеся в составе природной воды. Катионы кальция и магния мигрируют в направлении катода – отрицательно заряженного электрода. Т.к. на катоде при этом происходят процессы, в результате которых в прикатодном пространстве накапливаются ионы гидрооксида, возможно взаимодействие ионов Са2+ и Mg2+ с ионами ОН– с образованием гидроксидов магния и кальция с выделением образующейся твердой фазы в дисперсной форме. При использовании такой электроактивированной воды в процессах затворения, полученные частицы работают в качестве своеобразных центров кристаллизации через образование гелевых структур с гидратированными компонентами цементов. Обработка (активация) воды магнитным полем приводит к взаимодействию частиц, обладающих ферромагнитными свойствами – оксидные и гидроксидные соединения железа, образующихся в ходе электрохимического окисления железа. Совместное действие электрического и магнитного поля различной интенсивности позволяет влиять на структуру образующихся дисперсных частиц и тем самым активно воздействовать на процессы, обеспечивающие качественные характеристики получаемых бетонных изделий.
4. Показано, что процесс анодного растворения железа протекает в основном с образованием ионов двухвалентного железа. Установлено, что в качестве материала катода предпочтительней использовать свинец – металл с большим перенапряжением выделения водорода, тем самым возможно снизить объем выделяемого газообразного водорода, уменьшить возможность образования газовой эмульсии в ходе растворения железа в узком межэлектродном пространстве и увеличить общий рабочий ток ячейки.
5. Методом ИК-спектроскопии установлено влияние на структуру дисперсных систем воды воздействия магнитного поля и электрического тока, а также их совместного действия. Показано, что электрохимическая активация способствует изменениям дисперсных структур водного раствора, значительному уменьшению размеров кристаллов в твердом осадке.
6. Установлено, что на жесткость воды и концентрацию водородных ионов большое влияние оказывает режим электрохимической активации. Так, при обработке воды только магнитным полем или электрическим током повышается рН и уменьшается жесткость. При совместном воздействии большое влияние оказывает последовательность обработки: если вначале осуществляется обработка электрическим током, а затем магнитным полем, происходит снижение рН воды, при обратной очередности – ее повышение. Наибольшее увеличение концентрации водородных ионов в воде выявлено при активации электрическим током с силой 1 А, а также совместном воздействии магнитного поля и электрического тока с силой 1 А. Во всех рассмотренных случаях удельная электропроводность воды уменьшается. При этом в большей степени данная тенденция характерна для воды, активированной совместным воздействием магнитного поля и электрического тока с силой 1 А. Установлено изменение поверхностного натяжения водных растворов с пластифицирующими и водоудерживающими добавками при активации.
7. Исследованы процессы структурообразования цементных композитов, получаемых на активированной воде затворения. Рентгеноструктурные исследования показали увеличение интенсивности линий гидросиликата кальция (0,304 и 0,188 нм) и уменьшение количества трехкальциевого силиката (0,176 нм) в ранние сроки твердения, что свидетельствует о большей степени их гидратации. Данные выводы подтверждены сравнительными показателями начала схватывания составов на активированной воде и контрольных образцов. При этом наибольший эффект по срокам схватывания достигается у пластифицированных составов.
8. Получены количественные зависимости изменения свойств цементных композитов от способа активации воды затворения, силы тока и количественного содержания пластифицирующих и водоудерживающих добавок. Установлено, что при применении магнитной воды и воды, обработанной совместно в электроактиваторе и в условиях воздействия магнитного поля, прочность на растяжение при изгибе и сжатии цементного камня возрастает соответственно на 7 и 20 % по сравнению с прототипом, а наполненных композиций до 30 %.
9. В лабораторных и производственных условиях выявлено повышение подвижности растворных и бетонных смесей, затворенных активированной водой. При этом прочность раствора и бетона повышается на 1320 %. Разработана технология изготовления композитов на цементных связующих и активированной воде затворения.
10. Установлена повышенная эксплуатационная стойкость материалов, приготовленных с использованием магнитно- и электрохимически-активированных водных растворов. Показано, что цементные материалы на электрохимически- активированной воде затворения имеют стойкость в 2% растворе серной кислоты в 1,11,3 раза выше, чем составы на обычной воде. Выявлена повышенная стойкость в биологически агрессивной среде у материалов, получаемых на воде, обработанной магнитным полем. При применении во время получения композитов воды затворения, активированной электрическим током, а также совместно электрическим током и магнитным полем повышается морозостойкость материалов на 18–40 %.
11. Разработанная технология и составы бетонов на электрохимически- активированной воде затворения использованы при изготовлении бетонных изделий на ОАО «Ростокинский завод железобетонных конструкций» г. Москвы, ЗАО «Подольский ДСК» г. Подольска Московской области и ОАО «Завод ЖБК-1» г. Саранска. Применение разработанной технологии позволяет получать материалы с улучшенными физико-техническими свойствами и снизить расход цементного вяжущего, что позволяет решать энергетические, экономические и экологические проблемы, связанные с производством строительных материалов на цементном вяжущем.
Основные публикации по теме диссертации.
Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях,
определенных ВАК:
1. Композиционные строительные материалы на активированной воде затворения / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Строительные материалы. М. 2007. – № 11. С. 23.
2. Долговечность цементных композитов / В. Т. Ерофеев, А. А. Матвиевский, Е. А. Митина [и др.] // Промышленное и гражданское строительство. 2008. – № 5. С. 1012.
Патенты и изобретения
1. Пат. № 2223235 Российская Федерация, МПК С 02 F 1/48//С 02 F 103:02. Устройство для магнитной обработки водных систем и установка для обработки водных систем / А. С. Ювшин, А. А. Матвиевский, В. Г. Овчинников; Заявитель и патентообладатель «Максмир-М» – 2002120207/15; заявл. 30.07.2002; опубл. 02.10.2004. – № 4.
2. Пат. № 2226510 Российская Федерация, МПК С 02 F 1/48//С 02 F 103:02. Электромагнитный гидродинамический активатор / А. С. Ювшин, А. А. Матвиевский, В. Г. Овчинников; Заявитель и патентообладатель «Максмир-М» – 2002123322/15; заявл. 02.09.2002; опубл. 10.04.2004. – № 10.
3. Свидетельство на полезную модель № 19382 Российская Федерация, МПК С 02 F 1/48. Устройство для обработки воды магнитным полем / А. С. Ювшин, В. Г. Овчинников, В. Ф. Подгорный, А. А. Матвиевский; Заявитель и патентообладатель «Максмир-М» – 2001109900/20; заявл. 16.04.2001; опубл. 27.08.2001. – № 24.
4. Свидетельство на полезную модель № 43542 Российская Федерация, МПК С 02 F 1/46. Устройство для электроактивации водных систем / А. А. Матвиевский, А. С. Ювшин, В. Г. Овчинников, В. А. Помазкин; Заявитель и патентообладатель «Максмир-М» – 2004129085/22; заявл. 05.10.2004; опубл. 27.01.2005. – № 3.
5. Патент № 2377203 Российская Федерация. Гипсоцементно-пуццолановая композиция / В. Т. Ерофеев, В. А. Спирин, Д. А. Светлов [и др.]. – № 2008152687/03, заявл. 29.12.2008. Опубл. 27.12.2009.)
Публикации в прочих изданиях
1. Влияние способов активации на химические и физико-химические свойства воды / А. А. Седова, А. К. Осипов, А. А. Матвиевский [и др.] // Вестник Волжского регионального отделения РААСН, 2010, Вып. 13. – С. 236–240.
2. Применение активированной воды затворения для получения композиционных материалов / Е. А. Митина, А. А. Матвиевский, Д. В. Емельянов [и др.] // Проблемы строительного комплекса России : материалы XI Междунар. науч.-техн. конф.: в 2 т. Уфа, 2007. Т 1. – С. 198–200.
3. Определение свойств цементных композитов на магнитоактивированной воде затворения в биологически агрессивных средах / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Актуальные вопросы строительства : материалы Междунар. науч.-техн. конф. : в 2 ч. Саранск, 2007. – Ч. 2. – С. 349–351.
4. Исследования стойкости цементных композитов на активированной воде затворения в биологически агрессивной среде / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Актуальные вопросы строительства : материалы Междунар. науч.-техн. конф. : в 2 ч. Саранск, 2007. – Ч. 2. – С. 351–352.
5. Морозостойкость цементного камня с применением активированной воды затворения / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Актуальные вопросы строительства : материалы Междунар. науч.-техн. конф. : в 2 ч. Саранск, 2007. – Ч. 2. – С. 354–356.
6. Стойкость цементного камня с применением активированной воды затворения при действии неорганической кислоты / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Актуальные вопросы строительства : материалы Междунар. науч.-техн. конф. : в 2 ч. Саранск, 2007. – Ч. 2. – С. 356–358.
7. Применение активированной воды в технологии бетонов / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, В. А. Юдин [и др.] // Актуальные вопросы строительства : материалы Междунар. науч.-техн. конф. Саранск, 2005. С. 387–391.
8. Исследование структурообразования цементных композитов на активированной воде затворения / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, В. В. Батин [и др.] // Актуальные вопросы строительства : материалы Всерос. науч.-техн. конф. Саранск, 2006. – С. 418–422.
9. Исследование свойств цементных композитов, растворов и бетонов на активированной воде затворения / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, Д. В. Емельянов [и др.] // Актуальные вопросы строительства : материалы Всерос. науч.-техн. конф. Саранск, 2006. – С. 423–428.
10. Применение активированной воды затворения для получения композиционных строительных материалов / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Сырьевые ресурсы регионов и производство на их основе строительных материалов : материалы Всерос. науч.-техн. конф. – Пенза, 2007. – С. 52–54.
11. Структурообразование цементных композитов на активированной воде / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов : материалы Всерос. науч.-техн. конф. – Пенза, 2007. – С. 71–73.
12. Биологическое сопротивление цементных композитов на активированной воде / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов : материалы Всерос. науч.-техн. конф. – Пенза, 2007. – С. 74–76.
13. Активированная вода затворения, как особый жидкий компонент для строительных материалов / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Региональная архитектура и строительство, 2008, №1(4). С. 41–45.
14. Строительные материалы на активированной воде затворения / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Сборник научных трудов РААСН «Фундаментальные и приоритетные прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2007 году». Т.2. – Белгород. Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2008. – С. 113–120.
15. Матвиевский, А. А. Стойкость цементных композитов на активированной воде к воздействию агрессивных сред / А. А. Матвиевский // Развитие жилищной сферы городов : материалы седьмой Междунар. науч.-практич. конф.. Москва. Изд-во МГАКХиС, 2009. С. 362–366.
16. Исследование структурообразования цементных композитов на активированной воде затворения / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, А. А. Матвиевский [и др.] // Строительство, архитектура, дизайн № 1(5), 2009 (http://marhdi.mrsu.ru идентификационный номер 0420900075\0029).
17. Стойкость цементного камня на активированной воде затворения в технической среде / А. А. Матвиевский, Д. В. Емельянов, П. В. Юдин [и др.] // Строительство, архитектура, дизайн № 2(6), 2009 (http://marhdi.mrsu.ru).
18. Исследование свойств наполненных цементных композитов, растворов и бетонов на активированной воде затворения / А. А. Матвиевский, Е. А. Митина, В. Т. Ерофеев [и др.] // Строительство, архитектура, дизайн № 3(7), 2009 (http://marhdi.mrsu.ru).
19. Юдин П. В. Изучение влияния активированной обработки воды затворения на видовой состав микрофлоры / П. В. Юдин, А. А. Матвиевский, Д. В. Емельянов // Биоповреждения и биокоррозия в строительстве : материалы III Междунар. науч.-техн. конф. Саранск, 2010. – С. 22–23.
20. Исследование влияния условий активации воды затворения на физико-механические свойства цементных композитов, содержащих комплексную добавку «Реламикс» / А. А. Матвиевский, Д. В. Емельянов, П. В. Юдин [и др.] // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов : материалы Всерос. науч.-техн. конф. – Пенза, 2009. – С. 86–89.
21. Матвиевский А. А. Новые строительные материалы на основе активированной воды затворения с улучшенными физико-техническими и эксплуатационными свойствами / А. А. Матвиевский, Д. В. Емельянов, П. В. Юдин // Композиционные строительные материалы. Теория и практика. – Пенза, 2010. – С. 53–58.
Подписано в печать. Объем 1,25 п. л.
Тираж 120 экз. Заказ №
Типография Издательства Мордовского университета
430005, г. Саранск, ул. Советская, 24
