ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Одним из путей решения проблемы дефицита щебня для регионов, не располагающих каменными материалами, и резервом снижения стоимости строительства и реконструкции автомобильных дорог является использование местных грунтов, укрепленных добавками различных вяжущих веществ, в том числе и цементом. Изменяя дозировку вяжущего, можно целенаправленно из­менять прочностные свойства и морозостойкость цементогрунтов.

В течение ряда лет выполнялась исследовательская работа по выявлению способов повышения качества цементогрунта, улучшению работо­способности цементогрунтовых оснований, повышению их деформативности, а также разработка новых технологий строительства цементогрунтовых основа­ний с использованием техники, выпускаемой заводом «Брянский Арсенал».

Наиболее интересен способ повышения качества цементогрунта с ис­пользованием омагниченной воды. Предварительно были проведены испытания грунта (гранулометрический состав; содер­жание глинистых, песчаных и пылеватых частиц, плотность и т. д.), определены основные качества портландцемента (нормальная густота цементного теста, сроки схватывания).

В эксперименте использовали симплекс-суммирующий план, с размеще­нием опытов в вершинах и центре шестиугольника. Контрольные образцы из­готавливали на обычной (питьевой) воде.

Варьируя силу и напряжение тока, омагничивали воду (в лаборатории кафедры ПСК), и затем использовали ее не более, чем через 8 часов для изготовления це­ментогрунтовых образцов.

Образцы изготавливали на малом приборе стандартного уплотнения при строгом соблюдении оптимальной влажности, установленной для цементогрунтовой смеси выбранного состава. Число ударов гири при уплотнении цементог­рунтовых смесей назначали такое же, как и при уплотнении грунтов. Высота падения гири - 30 см.

Цементогрунтовые образцы изготавливали прессованием в жест­ких металлических формах с двухсторонними вкладышами (одновременно 3 образца). При этом статическую нагрузку и время ее действия подбирали с та­ким расчетом, чтобы плотность изготовленного образца была равна максималь­ной плотности, определенной методом стандартного уплотнения.

Для набора прочности цементогрунтовых образцов их помещали в камеру влажного хранения (эксикатор). Испытания образцов (определение предела прочности при сжатии) проводили через 1, 3, 5, 7,14 и 28 суток (табл.1).

Известно, что магнитное поле, не влияя на скорость кристаллизации, увеличивает вероятность возникновения центров кристаллизации и в равные интервалы температур действие магнитного поля различно. При действии маг­нитных полей на структуру и свойства водно-дисперсных систем изменяются плотность, вязкость, поверхностное натяжение, растворимость, показатель рН и другие свойства. Имеются оптимальные напряженности магнитного поля, при которых достигаются максимальные значения определенных качеств.

Тепловые эффекты растворения безводных солей в воде, прошедшей маг­нитную обработку, ниже, а тепловые эффекты растворения кристаллогидратов выше, чем соответствующие тепловые эффекты растворения солей в неомагниченной воде.

Таким образом, наложение внешнего магнитного поля на обрабатываемую воду вызывает в ее структуре определенные изменения, следствием которых является изменение вязкости, поверхностного натяжения, электропроводимости и других свойств воды.

Таблица 1

Влияние напряженности магнитного поля воды на расход цемента

Наложение на водные растворы (таковыми являются и природные воды) внеш­него магнитного поля изменяет их структуру, степень гидратации ионов, траек­тории движения гидратированных ионов в области воздействия магнитного поля, вызывает асимметрию гидратных оболочек ионов; создаются условия для образования ионных ассоциатов, количество которых зависит от напряженно­сти магнитного поля, количества пересечений магнитных зон, скорости движе­ния воды в рабочем зазоре прибора по омагничиванию и от ряда других факто­ров.

Введение омагниченной воды затворения при изготовлении цементогрунтовой смеси позволяет повысить прочность цементогрунта и уменьшить сроки набора им прочности (таблица). Это может быть объяснено сущностью омагничивания и влияния омагниченных структур на водно-дисперсные системы.

Результаты эксперимента наглядно показывают, что можно получить не­обходимые прочностные свойства цементогрунта при небольшом расходе вя­жущего, но с использованием для затворения омагниченной воды. Можно так­же варьировать силу тока и напряжение при омагничивании воды. Увеличение напряженности магнитного поля ведет к определенному росту прочности, по­зволяя также значительно уменьшить расход цемента.