способ активации воды затворения композитов на основе цемента

Формула изобретения

Способ активации воды затворения композитов на основе цемента, включающий использование в качестве воды затворения водопроводную воду, отличающийся тем, что, с целью ускорения процессов гидратации, время начала и окончания схватывания и набора прочности бетона в ранний период, вода затворения активируется низкотемпературной неравновесной плазмой в период времени от 1·10^-2 сек до 5·10^-2 сек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству бетонных, железобетонных изделий, строительных растворов, ячеистых бетонов и других строительных материалов и изделий на основе цемента.

Существует способ получения цементного камня, включающий электрохимическую обработку жидкости затворения в трехкамерном электролизере постоянного тока. При этом в среднюю камеру электролизера подают 1-3% раствор хлорида кальция, а в крайние камеры - водопроводную воду. Электрохимический процесс ведут при выпрямленном напряжении 220 В. Цемент затворяют раствором из анодной или катодной камеры [1].

К недостаткам данного способа следует отнести его нетехнологичность, связанную с использованием при электрохимической обработке жидкости затворения химического компонента (1-3% раствор CaCl) и применением высокого напряжения, что делает использование данного способа энергоемким и небезопасным.

Предлагается способ получения жидкости затворения цемента, включающий электрохимическую обработку водопроводной воды в трехкамерном электролизере с ионоселективными мембранами с последующим использованием обработанной воды; для затворения цемента используют обработанную водопроводную воду, отобранную из средней, или катодной, или анодной камер, причем электрохимическую обработку воды ведут переменным асимметричным током при напряжении 40-50 В, частоте 500-600 Гц при отношении амплитуд прямой и обратной полуволн тока, равном 1,6-1,7.

К недостаткам данного способа следует также отнести его нетехнологичность, использование сложного оборудования для электрохимической обработки воды и невысокую эффективность воздействия активированной, по предлагаемому способу воды, на скорость процессов гидратации и набора прочности в ранний период твердения бетона.

Задачей изобретения является способ активации воды затворения композитов на основе цемента с целью ускорения процессов гидратации и набора прочности в ранний период твердения бетона.

Цель достигается активацией воды затворения путем ее обработки низкотемпературной неравновесной плазмой. В качестве воды затворения использовалась водопроводная вода. Для активации вода обрабатывалась низкотемпературной неравновесной плазмой в плазмотроне, состоящем из внутреннего стержневого электрода, помещенного внутри внешнего концевого электрода, между которыми создавалась область низкотемпературной неравновесной плазмы со значением параметра E/N 15×10^-16 B·см ². Время обработки для активации воды изменялось от 1·10 ^-2 сек до 5·10^-2 сек, после чего активированная по предлагаемому способу вода использовалась в качестве воды затворения для получения композитов на основе цемента.

В результате плазмохимических процессов при обработке воды низкотемпературной неравновесной плазмой происходит перегруппировка кластерной структуры воды в результате чего происходит ее активация, которая проявляется при использовании ее в качестве воды затворения композитов на основе цемента. Это подтверждается ускорением процессов гидратации, характеризующихся ускорением времени начала и окончания схватывания цемента и ускорением прочности бетона в ранний период. Для получения сравнительных характеристик нарастания прочности по известному способу (патент RU № 2163582, C04B 40/00) [2] и по предлагаемому способу были получены образцы бетона на цементе марки М500ДО и проведены испытания по определению прочности в соответствии с ГОСТ 10180-90 и сроков схватывания в соответствии с ГОСТ 310.3-76, ГОСТ 31108-2003.

Свойства приведены в таблице 1. По пункту № 1 внесены результаты испытаний начала и окончания схватывания и пределов прочности на составах, полученных по способу, описанному в прототипе (патент RU № 2163582).

Результаты испытаний показывают высокую эффективность предложенного способа активации воды затворения композитов на основе цементов.

Источники:

1. Авт.св. № 1705266, М. кл⁵ C04B 40/00, Бюл. № 2, 15.01.92 (аналог).

2. Патент RU 2163582, C04B 40/00 (прототип).

3. ГОСТ 310.3-76.

4. ГОСТ 31108-2003.

5. ГОСТ 10180-90.

Таблица 1
№	Вода затворения	Время схватывания, мин		Прочность при сжатии (МПа) в возрасте (сут.)
		начало	окончание
				1	3	5	7	14	28
1	обработанная по прототипу при U=50В; 1=0,155; S=1,7, частота 500 Гц	110	230	5,6/12	12,7/27	21,2/48	28,0/59,6	37,6/80	47,0/100
2	плазмохимически обработанная вода затворения. Время обработки 1·10-2 сек	90	200	8,8/16	18,7/34	30,3/55	40,2/73	45,7/83	55,0/100
3	плазмохимически обработанная вода затворения. Время обработки 2·10-2 сек	80	180	9,8/17	19,0/33	30,0/52	41,4/72	46/80	57,5/100
4	плазмохимически обработанная вода затворения. Время обработки 3·10-2 сек	75	180	11,4/19	21,0/35	34.3/57	45,0/75	50,5/84	60,1/100
5	плазмохимически обработанная вода затворения. Время обработки 5·10-2 сек	70	170	12.3/21	23,5/40	35,2/60	45,8/78	49,9/85	58,7/100
Примечание: в знаменателе указано процентное соотношение прочности бетона по отношению к прочности бетона в возрасте 28 суток