Приготовление бетонов на электрохимически активированных растворах

Гуляев Владимир Трофимович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой строительных конструкций и материалов

Козин Андрей Владимирович, аспирант

особую конструкцию [6]. При этом получаемые растворы обладают физико-химичес-кими свойствами имеющими ценность для практического применения во многих производствах [7].

Ранее проводились работы по исследованию физико-химических свойств электрохимически активированных растворов хлорида натрия (католит), а также их влияние на прочностные характеристики бетонов при использовании в качестве затворной жидкости [8]. Нами был проведен ряд экспериментов с целью изучения некоторых физико-химических характеристик электрохимически активированных водного раствора хлорида кальция и водопроводной воды. В качестве установки по электрохимической активации использовали ИЗУМРУД-КФТО (НПП Изумруд, Россия). Для приготовления растворов использовалась дистиллированная вода, а также хлорид кальция марки х.ч. Концентрация растворов хлорида кальция составляла 0,3 г/л. Данное значение было выбрано с тем расчётом, что для установки ИЗУМРУД-КФТО данная концентрация является оптимальной для получения католита с необходимыми нам характеристиками [8].

С помощью пневматического нагнетателя обеспечивали подачу растворов на установку ИЗУМРУД-КФТО, подключённую к электросети и работающую в режиме получения «католит-анолит», при этом подача растворов на установку велась таким образом, чтобы объёмная скорость получения католита находилась в пределах 500 мл/мин. Полученные растворы (католит) анализировались по ряду показателей: водородный показатель (pH), окислительно-восстановительный потенциал

(ОВП), температура раствора. Показатели определяли с помощью pH-метра/вольтметра МАРК-901 (ООО «Взор», Россия). В результате было проведено не менее 8 экспериментов, измерены физико-химические характеристики и из полученных результатов pH и температуры были найдены средние значения (табл. 1), а для ОВП построены графики изменения во времени (рис. 1). Отмечается незначительное изменение значений pH для католита водопроводной воды относительно исходного раствора, а значения ОВП католита раствора хлорида кальция снижаются с большей скоростью, чем католита водопроводной воды.

Таблица 1. Средние значения pH и температура католитов и растворов хлорида кальция и водопроводной воды

Рис. 1. Средние значения ОВП во времени с аппроксимирующими прямыми католитов раствора хлорида кальция (1) и водопроводной воды (2)

Далее была проведена работа по исследованию прочностных характеристик бетонов приготовленных на водном растворе хлорида кальция (0,3 г/л) и его католите. В приготовлении бетона в качестве связующего был взят портландцемент марки М-500-Д0 (ОАО «Спасскцемент», Россия). В результате для каждого раствора (хлорид кальция и католит хлорида кальция) было приготовлено по три образца бетона. Полученные образцы выдерживались 28 суток для того чтобы набрать прочность. Через 28 суток образцы бетона были испытаны на прочность (табл. 2), с помощью универсальной гидравлической машины на изгиб и сжатие («Testing», Германия). Из полученных значений нагрузок на изгиб, каждой параллели, выбирали два наибольших результата и находили среднее арифметическое. Из полученных значений нагрузок на сжатие, каждой параллели, выбирали четыре наибольших результата и находили среднее арифметическое (табл. 3) [9].

Таблица 2. Испытания образцов бетонов приготовленных на водном растворе хлорида кальция и его католите

Таблица 3. Значения нагрузок на сжатие и изгиб

Анализируя полученные данные, отмечаем существенную разницу между значениями нагрузок для бетонов, приготовленных на растворе хлорида кальция и его католита. Можно предположить, что данные различия объясняются тем, что раствор католита обладает щелочными свойствами. В результате высокая концентрация ионов OHˉ в католите по сравнению с раствором хлорида кальция снижает скорость гидратации цемента и набора прочности.

Также была проведена работа по исследованию прочности бетонов приготовленных на водопроводной воде и электрохимически активированной водопроводной воде. Объёмная скорость получения католита водопроводной воды на установке ИЗУМРУД-КФТО составляла порядка 500 мл/мин, для приготовления бетонов использовали цемент марки М-500-Д0. Для каждого раствора (католит водопроводной воды, водопроводная вода) было приготовлено по 6 образцов бетона, которые выдерживались 28 суток и затем испытывались (табл. 4). Из полученных значений нагрузок на изгиб выбирали 4 наибольших значения и находили среднее арифметическое. Из полученных значений нагрузок на сжатие выбирали 8 наибольших значения и находили среднее арифметическое (табл. 5) [9].

Таблица 4. Испытания образцов бетонов приготовленных на водопроводной воде и её католите

Таблица 5. Значения нагрузок на сжатие и изгиб

Вывод: результаты прочностных характеристик бетонов приготовленных на рассматриваемых растворах не значительно отличаются друг от друга. Можно предположить, что католит водопроводной воды не отличается по влиянию на процессы гидратации цемента от простой водопроводной воды.