Низкоэнергетическая активация цементных и оксидных вяжущих систем электрическими и магнитными полями

• Автор: Горленко, Николай Петрович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 403 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ВОДЫ, ВОДНОСОЛЕВЫХ РАСТВОРОВ, ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ ПОЛЕЙ И ВВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК.

1.1. Общие сведения о структуре воды и водных растворов

1.1.1. Квазикрисгаллические .модели структуры воды

1.1.1.1. Кластерная модель

1.1.1.2. Клатратная модель

1.1.1.3. Континуальная модель.

1.1.1.4. Гидратная модель

1.2. Силы несиецифичсского взаимодействия в воде.

1.2.1. Силы ВандерВаальса.

1.2.2. Водородная связь.
1.3. Гомогенные системы. Процессы гидратации, ассоциации, деассоциации в воде и водных расгворах.
1.3.1. Процессы гидратации
1.3.2. Роль процессов ассоциации, дсассоциации в воде и в водных растворах.
1.4. Дисперсные системы. Процессы структурообразования в цементных, оксидных и полимерорганоминеральных композициях
1.4.1. Цементные композиции. Некоторые аспекты формирования структур твердения
1.4.2. Типы дисперсных структур твердения и контактов срастания.
1.4.3. Процессы структурообразования системе
оксидвода.
1.4.4. Композиции на основе торфа и роль воды
в процессах его структурообразовання
1.4.4.1. Специфические особенности структуры
торфов
1.5. Современные представления о механизме низкоэнергетической активации физикохимических систем
1.5.1. Физикохимические процессы во внешних полях
1.5.1.1. Магнитным полем.
1.5.1.2. Электрическим полем .
1.5.2. Физикохимические процессы при введении модифицирующих добавок низкой концентрации
1.5.3. Комбинированное воздействие
Заключение
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. ФИЗИКОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ. УСТРОЙСТВА ДЛЯ АКТИВИРОВАНИЯ СИСТЕМ.
2.1. Методы исследования
2.2. Физикохимическая характеристика исходных
компонентов.
2.3. Принципиальные схемы электрических и магнитных активаторов.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ КОМБИНИРОВАННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНЫМИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПОЛЯМИ И ХИМИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ.
3.1. Основные представления о процессах низкоэнергетической активации гомогенных и дисперсных водных сред.
3.2. Интенсификация процессов при воздействии
магнитным полем
3.3. Интенсификация процессов при воздействии электрическим полем.
3.4. Интенсификация процессов при введении химических добавок
Выводы.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО И ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЕЙ НА ПРОТЕКАНИЕ ПРОЦЕССОВ В ЦЕМЕНТНЫХ И ОКСИДНЫХ ВЯЖУЩИХ СИСТЕМАХ
4.1. Гетерогенные водосодержащие среды.
4.1.1. Развитие естественной и вынужденной конвекции
при действии магнитогидродинамических сил
4.1.2. Процессы ионного обмена
4.2. Гомогепные водосодержащие среды
4.2.1. Вода в условиях внешних полей
4.2.2. Растворение газов
4.2.3. Размер гидратированного иона как фактор управления кинетическими процессами.
4.3. Дисперсные системы.
4.3.1. Поведение дисперсных систем в условиях низкоэнергетической активации магнитным полем . .
4.3.1.1. Оксидные вяжущие системы
4.3.2.2. Цементные системы
4.3.2. Поведение дисперсных систем в условиях
низкоэнергетической активации электрическим полем.
4.4. Явления резонанса. Генерация собственных колебаний частиц в цементных системах.
4.5. Генерация вынужденных колебаний в гомогенных средах .
4.6. Сравнительная характеристика процессов, протекающих
в условиях низко и высокоэнергетических воздействий .
5. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕМЕНТНЫХ,
ОКСИДНЫХ СИСТЕМАХ И КОМПОЗИЦИЯХ НА ИХ ОСНОВЕ ПРИ ВВЕДЕНИИ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК В УСЛОВИЯХ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
5.1. Процессы структурообразования водных растворов в зависимости от природы и концентрации химической добавки
5.1.1. Процессы стабилизации водных растворов в естественных условиях
5.1.2. Процессы стабилизации водных растворов в условиях гидродинамической и мапштогидродинамнческой активаций водных растворов.
5.2. Введение химических добавок в дисперсные системы
5.2.1. Введение химических добавок неорганической природы в торфяные композиции.
5.2.2. Введение химических добавок органической природы в торфяные композиции.
5.2.3. Введение химических добавок в цементные композиции.
5.3. Комбинированные способы воздействия
5.4. Механизм гидратации и твердения системы цементвода
в условиях комбинированного воздействия.
Выводы.
6. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ РАЗВИВАЕМЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ
ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
6.1. Технологии низкоэнергетической активации
физикохимических систем.
6.1.1. Технологии активации цементных композиций
электромагнитными и магнитными нолями.
6.1.2. Технология предотвращения процессов
накипеобразования в теплообменных аппаратах
6.1.3. Сравнительная оценка методов активации гомогенных водных сред
6.1.4. Улучшение эксплуатационных свойств моторного масла.
6.1.5. Адаптированное сопровождение электрическими и магнитными полями процесса структурообразования цементных систем.
6.1.6. Технолог ия изготовления утеплителя на основе
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Отсюда следует, что при внесении в физикохимическую систему эквивалента энергии меньше тепловой, рассмотрение процесса развития возможных ассоциативиодеассоциативных преобразований в жидкости может позволить обосновать механизм низкоэнергетической активации водосодержащих систем. Дисперсные системы. Дисперсные системы на основе цемента и торфа представляют микрогетерогенную среду из большого числа фаз с достаточно сильно развитой поверхностью. Па границе раздела фаз проявляются различные по силе взаимодействия частицы с дисперсионной средой, которые могут быть сопоставимыми с силами внешнего электромагнитного поля. Поэтому эти системы являются удобными модельными структурами для изучения низкоэнергетических воздействий. Кроме того, они имеют практический интерес. Цементные композиции. Структурообразование минеральных вяжущих дисперсий представляет весьма сложный физикохимический процесс. Наиболее убедительно на это указывает тот факт, что, несмотря на многочисленные, вот уже на протяжении более ста лет, исследования в этой области, до сих пор не создано единой теории твердения вяжущих веществ. К началу XX века четко оформились две физикохимических теории схватывания и твердения, связанные с именами Шателье и Михаэлиса ,. Михаэлис считал, что вначале при взаимодействии поды с цементом образуется рыхлая масса геля, обеспечивающая склеивание частиц. Твердение геля происходит постепенно засчет удаления из него воды. При этом авторы этих работ не отрицали возможности кристаллизации продуктов, но полагали, что эти процессы не могут иметь значения для всей проблемы в целом. ЛеШателье исходил из того, что в основе гидрагацнонного твердения лежит процесс превращения исходных безводных или маловодных соединений в гидратные новообразования, обладающие меньшей растворимостью, чем исходные вещества. Благодаря этому, при затворении порошка возникает пересыщенный раствор, из которого гидраты выделяются в виде кристаллов. По ЛеШателье, чем в большей степени закристаллизованы продукты твердения, тем выше прочность образующейся структуры. Байков Л. А. рассматривает процесс твердения неорганических вяжущих с учетом образования как кристаллической, так и коллоидной фаз . Общая теория гидратации, развитая Байковым , сочетает в себе классическую теорию ЛеШателье и современное учение о коллоидном состоянии. В связи с этим им выделяются три этапа твердения а подготовительный, или период растворения б стадия коллоидации и в образование кристаллического сростка. Современные гипотезы о процессах гидратациопного твердения вяжущих веществ базируются на теоретических представлениях физикохимической механики, создателем которой является Ребиндер П. А. , . В первых работах Ребиндер П. А. придерживался схемы Байкова , считая доминирующим физикохимическим процессом, определяющим ход структурообразования в суспензиях и пастах, самопроизвольное диспергирование частиц исходного вяжущего под атиянием адсорбционного и химического воздействия среды. Позднее им было установлено, что роль самопроизвольного диспергирования и коагуляционного структурообразования была несколько преувеличена. В последующем им четко выделялись два типа структур твердения коагуляционные и кристаллизационные или конденсационные структуры. Как уже отмечалось, при образовании структур первого типа в контактах между частичками дисперсной фазы всегда остается тонкая прослойка дисперсионной среды, толщина которой соответствует минимуму свободной энергии системы. В отличие от коагуляционных, кристаллизационные структуры характеризуются высокой прочностью и являются необратимыми. При этом с самого начала предполагалось, что прочность системы полностью определяется числом контактов на единицу поверхности разрушения и средней прочностью индивидуальных контактов. Под прочностью последнего понимается сила, необходимая для разрушения образца. Процесс структурообразования цементноводной дисперсии, согласно Ребиндеру П. А. и Михайлову Н. В., может быть разделен на два периода формирование и упрочнение структуры.