Активация воды для цементных композитов

УНИКАЛЬНАЯ НАНОТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОНОВ И ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ РАЗЛИЧНЫХ ВЯЖУЩИХ

Затворение бетонной смеси водой, активированной на современных аппаратах серии «УПОВС».

В настоящее время существует широкий спектр технологических приемов, позволяющих целенаправленно регулировать структуру и свойства цементных композитов, одним из которых является активация воды затворения. Вода — единственный компонент цементных композитов, инициирующий различные реакции в цементной системе. Поэтому значительное внимание в современной технологии уделяется исходному состоянию воды затворения, которая во многом определяет технологические и эксплуатационные свойства полученного материала. При направленном действии внешних физических полей (электрических, магнитных, звуковых и других) вода меняет свои свойства. Такая вода затворения во многом определяет характер процессов гидратации и структурообразования цементных систем.

Процесс твердения бетонной смеси, затворенной активированной водой после воздействия электрическим и магнитным полем, к настоящему времени изучен достаточно хорошо. Можно считать установленным, что затворение бетонных смесей активированной водой интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в более ранние сроки твердения и приводит к образованию мелкокристаллических структур, что, естественно, приводит к уменьшению пористости, и следовательно, повышает прочность цементного камня, его морозостойкость и устойчивость к действию воды и разных химических реагентов.

Компания ЗАО «МАКСМИР-М» (г. Москва) вот уже более 13 лет успешно занимается исследованием вопроса применения активации воды для строительства и ЖКХ. Установки нашей компании успешно установлены и функционируют, приносят весомые результаты и экономический эффект в функционирование различных производств.
Предлагаем и Вам рассмотреть возможность применения технологии активации воды затворения в производстве изделий из бетонов, пенобетона и других аналогичных смесей, а также в монолитном строительстве, на основе использования для активации воды отечественных аппаратов «УПОВС-2 «МАКСМИР».

Преимущества применения аппаратов УПОВС для воды затворения бетонов:

• Ускоряет процесс гидратации вяжущего (в 1,8-2,5 раза) и\или сокращает время тепловой обработки изделий на 20-30%, что приводит к значительной экономии электроэнергии;
• Повышает прочность изделий до 30% или уменьшает расход цемента (или другого вяжущего) до 15%;
• Уменьшает расходы воды до 12-25%;
• Имеется возможность подстраивать режимы работы под исходные параметры воды;
• Повышает пластичность смеси, без добавления реагентов;
• Снижает (вплоть до полного отказа) расход пластификаторов;
• Повышает морозостойкость бетонов и их устойчивости к действию химических реагентов;
• Уменьшает размеры цементных гранул, с образованием мелко-зернистой структуры;
• Увеличивает удельную поверхность твердой фазы;
• Эксплуатационные затраты не требуют расходных материалов;
• Широкие возможности по автоматизации.

Эффект использования.

Применение инновационной технологии затворения цемента активированной водой обеспечивает:

• повышение прочности изделий до 30-45%;
• сокращение расхода цемента на 10-15% и воды на 15-25%;
• сокращение времени тепловой обработки изделий на 20-30%, что приводит к значительной экономии электроэнергии;
• снижение (вплоть до полного отказа) расхода пластификаторов (дорогостоящие и токсичные добавки);
• повышение морозостойкости бетонов и их устойчивости к действию химических реагентов;
• возрастание морозостойкости;
• уменьшение пористости;
• повышение пластичности;
• улучшение удобоукладываемости;
• уменьшение размеров цементных гранул, с образованием мелко-зернистой структуры;
• увеличение удельной поверхности твердой фазы.

О технологии.

Активация вяжущих веществ может начинаться с момента их производства и продолжается в течение всего периода твердения материалов, т.е. последствие активационной обработки ощущается в композиционных материалах в течение длительного времени их службы благодаря явлениям структурной наследственности и сохранения определенной направленности гидратационного процесса, заданного на первоначальных этапах преобразования вяжущего в пластичной цементной дисперсии. Присутствие в жидкой фазе цементного теста различных ионов и молекул, поступающих в систему в результате воздействия магнитным и электрическим полями, определенным образом влияет не только на структуру воды затворения, но и на процессы адсорбции, растворения и поверхностной гидратации, а в итоге ? и на свойства самого цементного композита. Улучшение структурных показателей, физико-механических свойств и долговечности бетонов и других цементных материалов достигается за счет применения активированной воды затворения.

Во время твердения происходит целый ряд физико-химических процессов растворения и гидратации в цементном тесте с образованием перенасыщенного раствора кристаллических структур, начальный каркас которых со временем упрочняется и набирает основную прочность в течение 28 суток. Поскольку в процессе твердения цемента, определяющими физико-химическими процессами являются растворение и кристаллизация в водной среде, а именно эти процессы могут значительно активироваться в воде, прошедшей обработку в аппаратах, то, естественно, в результате получаем ИНТЕНСИФИКАЦИЮ самого процесса твердения и созревания бетонного камня. Причем, набор прочности на активированной воде происходит за 7 суток, по сравнению с обычными условиями в 28 суток.

В качестве химических процессов влияющих на процессы гидратации отмечается увеличение содержания гидросиликатов кальция, гидрооксидов магния, кальция и железа, которые в свою очередь создают центры кристаллизации в ходе процессов перехода растворов цемента в фазу образования гелиевых структур и твердой фазы с более мелкокристаллической структурой.

У цемента, затворенного активированной электрическим током и магнитным полем водой, к 10 суткам твердения отмечается большее растворение клинкерных минералов по отношению к контрольному составу (на обычной воде затворения): C3S – на 18,5 -35,0 %, C2S – на 7 %, C3A – на 23,5 %, C4AF – на 11-14,5 %, а также почти на 25 % больше, чем у контрольного состава, содержание портландита. Также, после 10 суток твердения цементов отмечается образование C–S–H геля 30 % по массе (по сравнению с контрольным составом в 25 %), а после 28 суток количество C–S–H геля достигает до 50 % по массе (в контрольном составе его содержание значительно меньше и составляет 40 % по массе). К 56 суткам данные показатели достигают 57,3 % и 45 % соответственно.

Также необходимо отметить, что для составов на активированной электрическим током и магнитным полем воде затворения к 28 суткам отсутствует эттрингит (расширение цементного камня).

ВАЖНО: использование данного метода возможно практически на любой воде. Кроме того, существует возможность осуществлять экспресс контроль за степенью активации воды затворения.

Рис. 1 Структура цементного камня 3-х дневного возраста под электронным микроскопом.
А. - затворенного обычной водой	Б. - затворенного омагниченной водой

Опыт успешного применения.

На протяжении последних лет успешно применяют активированную воду для затворения бетонных смесей, получая гарантированную и стабильную экономию цемента (15-10%), на Подольском ЖБК, Ростокинском ЖБК ДСК-1 (Москва), Кунцевском, Краснопресненском, Востряковском заводах ЖБК и многих других предприятиях..

Магнитная обработка улучшает качество изделий, изготовленных не только из цемента, но и из других вяжущих: гипса, золы, шлаков, шихты, огнеупорной и бентонитовой глин.