ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат внедрения научно-исследовательской работы.

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.

Существует множество способов повышения качества цементогрунта, улучшения работоспособности цементогрунтовых оснований, повышения их деформативности, разработаны новые технологии строительства цементогрунтовых оснований с использованием техники, выпускаемой заводом «Брянский Арсенал».

Наиболее интересен способ повышения качества цементогрунта с использованием омагниченной воды при его приготовлении. 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 позже 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 также 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

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, позволяет значительно уменьшить расход цемента, сроки набора прочности, а также повышать другие характеристики цементогрунтов.