RU2466115C1 - Method of preparing concrete mixture - Google Patents

Method of preparing concrete mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2466115C1
RU2466115C1 RU2011107905/03A RU2011107905A RU2466115C1 RU 2466115 C1 RU2466115 C1 RU 2466115C1 RU 2011107905/03 A RU2011107905/03 A RU 2011107905/03A RU 2011107905 A RU2011107905 A RU 2011107905A RU 2466115 C1 RU2466115 C1 RU 2466115C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
mixer
activator
concrete
catholyte
Prior art date
Application number
RU2011107905/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011107905A (en
Inventor
Геннадий Васильевич Смирнов (RU)
Геннадий Васильевич Смирнов
Дмитрий Геннадьевич Смирнов (RU)
Дмитрий Геннадьевич Смирнов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)
Priority to RU2011107905/03A priority Critical patent/RU2466115C1/en
Publication of RU2011107905A publication Critical patent/RU2011107905A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2466115C1 publication Critical patent/RU2466115C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of preparing a concrete mixture and can be used in construction. In the method of preparing a concrete mixture, a catholyte is first poured into a turbulent mixer-activator in amount of 40-70% of the calculated prescribed dose of the tempering liquid, said catholyte having (pH)cath in the range 9≤(pH)cath≤13.5, which, when pouring, is passed at a rate of 1-2 m/s through an transverse magnetic field with field strength of 500-2000 Oe; cement is then poured into the turbulent mixer-activator, where particles of said cement are charged with a positive electrostatic charge when pouring, for which the cement is passed through a gauze electrode at a positive high voltage of 10-12 kV; the magnetic catholyte is then mixed with said cement in the turbulent mixer-activator while heating with a current uniformly distributed in the volume of the cement paste. The remaining portion of the tempering liquid from the calculated dose is poured into the concrete mixer with the aggregate while simultaneously pouring the tempering liquid into the turbulent mixer-activator, where said tempering liquid is said catholyte or anolyte having (pH)an in the range 1.5≤(pH)an≤6.5, where said tempering liquid is also passed at a rate of 1-2 m/s through a transverse magnetic field with field strength of 500-2000 Oe; after mixing and heating the cement paste suspension to given temperature, it is also poured into the concrete mixer and said mixture is finally stirred.
EFFECT: faster hardening, high strength of the concrete.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них.The invention relates to the field of construction, and in particular to a technology for the preparation of concrete mixtures and products from them.

Известен способ активации цементного теста путем воздействия знакопеременного постоянного тока в электроактиваторе [1].A known method of activating a cement paste by exposure to alternating direct current in an electric activator [1].

Недостатком данного способа является его низкая производительность, а также необходимость применения электрооборудования для выпрямления промышленного тока и его знакопеременного воздействия на цементное тесто.The disadvantage of this method is its low productivity, as well as the need to use electrical equipment for rectification of industrial current and its alternating effect on cement paste.

Кроме того, развитая внутренняя поверхность электроактиватора, соприкасающаяся с бетонной смесью, затрудняет процесс ее очистки от налипшего цементного теста.In addition, the developed inner surface of the electroactivator in contact with the concrete mixture complicates the process of cleaning it from adhering cement paste.

Известен способ раздельного приготовления бетонной смеси путем предварительного приготовления цементного теста в скоростном смесителе-активаторе с последующим его перемешиванием с заполнителем в бетоносмесителе до получения готовой бетонной смеси. Смеситель-активатор обеспечивает перемешивание цемента с водой при скорости вращения (18÷24) м/с [2].There is a method of separate preparation of concrete mix by preliminary preparation of cement dough in a high-speed mixer-activator with its subsequent mixing with aggregate in a concrete mixer to obtain a finished concrete mixture. The mixer-activator provides mixing of cement with water at a rotation speed (18 ÷ 24) m / s [2].

Недостатком указанного способа является низкая степень активации цементного теста и медленные темпы набора прочности твердеющего бетона.The disadvantage of this method is the low degree of activation of the cement paste and the slow rate of hardening of concrete.

Кроме того, данный способ не позволяет получить предварительно разогретые бетонные смеси, эффективно применяемые в технологии зимних бетонных работ и обеспечивающие сокращение сроков изготовления бетонных изделий на заводах сборного железобетона.In addition, this method does not allow to obtain pre-heated concrete mixtures, effectively used in the technology of winter concrete work and providing a reduction in the production time of concrete products in precast factories.

Наиболее близким из известных способов является способ приготовления активированной бетонной смеси, включающий перемешивание воды с цементом в турбулентном смесителе-активаторе, введение полученной суспензии в бетоносмеситель с заполнителем и окончательное перемешивание. Одновременно с перемешиванием цемента с водой производят их электроразогрев током от промышленной сети до заданной температуры. При разогреве поддерживают постоянную величину электросопротивления суспензии (бетонного теста) путем регулирования количественного содержания воды. Оставшуюся часть от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения вводят в бетоносмеситель с заполнителем [3].The closest known method is a method of preparing an activated concrete mixture, comprising mixing water with cement in a turbulent mixer-activator, introducing the resulting suspension into a concrete mixer with aggregate and final mixing. Simultaneously with the mixing of cement with water, they are electrically heated by electric current from the industrial network to a predetermined temperature. During heating, a constant value of the electrical resistance of the suspension (concrete test) is maintained by controlling the quantitative content of water. The remainder of the calculated (prescription) dose of the mixing liquid is introduced into the concrete mixer with aggregate [3].

Недостатком способа-прототипа является, то, что из-за краевых эффектов на греющих электродах, греющий ток по объему цементного теста протекает неравномерно, поэтому в локальных места на краях электродов, где плотность тока высокая, возникает перегрев теста и его локальное вскипание. В этих локальных местах образуются пузырьки пара и центры кристаллизации цемента. В других же местах, где плотность тока меньше, цементное тесто прогревается до более низких температур. Неравномерность прогрева цементного теста по его объему, использование водопроводной неактивированной воды в качестве жидкости затворения, применение обычного, неактивированного цемента, приводит к снижению степени гидратации цемента, длительному времени схватывания цемента, и низкой прочности бетонного камня.The disadvantage of the prototype method is that due to the edge effects on the heating electrodes, the heating current flows unevenly throughout the volume of the cement dough, therefore, in local places at the edges of the electrodes where the current density is high, overheating of the dough and its local boiling occurs. In these local places, vapor bubbles and centers of crystallization of cement are formed. In other places where the current density is lower, the cement paste is heated to lower temperatures. The uneven heating of the cement dough by its volume, the use of tap non-activated water as a mixing fluid, the use of ordinary, non-activated cement leads to a decrease in the degree of cement hydration, long setting time of cement, and low strength of concrete stone.

Целью изобретения является повышение гидратации, темпов твердения, и прочности бетона.The aim of the invention is to increase hydration, rate of hardening, and strength of concrete.

Поставленная цель достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание части затворной жидкости с цементом в турбулентном смесителе-активаторе, их одновременный электроразогрев током до заданной температуры, введение оставшейся части от расчетной (рецептурной) дозы затворной жидкости в бетоносмеситель с заполнителем, последующее введение полученной разогретой суспензии (цементного теста) в бетоносмеситель и окончательное перемешивание полученной смеси, согласно изобретению предварительно в объеме (40÷70)% от расчетной (рецептурной) дозы затворной жидкости заливают в турбулентный смеситель-активатор католит, имеющий значение водородного показателя (pH)кат, лежащее в диапазоне 9≤(pH)кат≤13,5, который в процессе заливки в турбулентный смеситель-активатор припускают со скоростью (1÷2) м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне (500÷2000) Э, после чего засыпают в турбулентный смеситель-активатор цемент, причем частицы цемента в процессе его засыпки в турбулентный смеситель-активатор, заряжают положительным электростатическим зарядом, для чего цемент пропускают через сетчатый электрод, на который подают положительный высоковольтный потенциал, абсолютная величина которого лежит в диапазоне (10÷2) кВ, затем смешивают омагниченный католит с электростатически заряженными частицами цемента в турбулентном смесителе-активаторе и полученную смесь в процессе перемешивания в турбулентном смесителе-активаторе разогревают, при этом разогрев цементного теста в турбулентном смесителе активаторе осуществляют током, равномерно распределенным по объему цементного теста, для чего упомянутое тесто располагают между двумя плоскими дисками, плоскости которых, обращены друг к другу и параллельны, причем один их плоских дисков изготавливают из электропроводного материала, а второй диск изготовляют и электроизоляционного материала, при этом на поверхности упомянутого второго диска, обращенной в сторону первого диска, закрепляют совокупность идентичных игольчатых электродов, которые равномерно распределяют по поверхности упомянутого второго диска, при этом продольные оси каждого из игольчатых электродов располагают перпендикулярно плоскостям дисков, затем в процессе разогрева цементного теста обеспечивают протекание через каждый игольчатый электрод одинаковых по величине токов, для чего на каждый из игольчатых электродов подают автономное питание от идентичных источников стабилизированного тока, при этом одновременно с заливкой жидкости затворения в турбулентный смеситель-активатор, в бетоносмеситель с заполнителем также заливают оставшуюся от расчетной (рецептурной) дозы часть затворной жидкости, в качестве которой используют упомянутый выше католит или анолит, имеющий значение водородного показателя (pH)ан, лежащее в диапазоне 1,5≤(pH)ан≤6,5, причем упомянутую затворную жидкость (анолит или католит) в процессе ее заливки в бетоносмеситель с заполнителем также пропускают со скоростью (1÷2) м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне (500÷2000) Э, затем после перемешивания и разогрева суспензии (цементного теста) до заданной температуры ее также переливают в бетоносмеситель и полученную смесь окончательно перемешивают.This goal is achieved by the fact that in the method of preparing a concrete mixture, including mixing part of the gate fluid with cement in a turbulent mixer-activator, their simultaneous electric heating by current to a predetermined temperature, introducing the remainder of the calculated (prescription) dose of the gate fluid into the concrete mixer with aggregate, subsequent the introduction of the obtained heated suspension (cement paste) into the concrete mixer and the final mixing of the mixture, according to the invention, previously in volume (40 ÷ 70)% of the calculated (prescription) dose of the shutter liquid is poured into a turbulent mixer-activator catholyte having a pH value of pH cat , lying in the range of 9≤ (pH) cat ≤13.5, which during the filling process the turbulent mixer-activator is admitted at a speed of (1 ÷ 2) m / s through a transverse magnetic field, the intensity of which lies in the range (500 ÷ 2000) Oe, after which cement is poured into the turbulent mixer-activator, and cement particles in the process of filling it with turbulent mixer-activator, charge positive electrostatic charge, for which cement is passed through a mesh electrode, to which a positive high-voltage potential is applied, the absolute value of which lies in the range (10 ÷ 2) kV, then magnetized catholyte is mixed with electrostatically charged cement particles in a turbulent activator mixer and the resulting mixture is processed mixing in a turbulent mixer-activator is heated, while heating the cement paste in a turbulent mixer-activator is carried out by a current uniformly distributed throughout the volume cement dough, for which the aforementioned dough is placed between two flat disks, the planes of which are facing each other and parallel, moreover, one of the flat disks is made of electrically conductive material, and the second disk is made of insulating material, while on the surface of said second disk facing towards the first disk, fix a set of identical needle electrodes that are evenly distributed over the surface of the second disk, with the longitudinal axis of each of the needles These electrodes are placed perpendicular to the disk planes, then during the heating of the cement test, the currents of the same magnitude are provided through each needle electrode, for which each of the needle electrodes is supplied with independent power from identical sources of stabilized current, while simultaneously filling the mixing fluid into a turbulent mixer -activator, in the concrete mixer with aggregate also fill the remainder of the calculated (prescription) dose of the barrier fluid, as the swarm use the above catholyte or anolyte having a pH value of pH en , lying in the range 1.5≤ (pH) an ≤6.5, and the above-mentioned barrier fluid (anolyte or catholyte) in the process of pouring it into the concrete mixer with aggregate it is also passed at a speed of (1 ÷ 2) m / s through a transverse magnetic field, the intensity of which lies in the range (500 ÷ 2000) Oe, then after mixing and heating the suspension (cement paste) to a predetermined temperature, it is also poured into a concrete mixer and the resulting mixture finally mixed.

Сущность изобретения состоит в следующем. Частицы цемента заряжают электростатическим отрицательным зарядом. Электростатическую зарядку частиц цемента осуществляют индукционным способом [4]. Индукционный способ заключается в том, что для зарядки частиц цемента отрицательным электростатическим зарядом, цемент пропускают через сетчатый электрод, на который подают относительно заземленного корпуса турбулентного смесителя-активатора высоковольтный положительный потенциал, абсолютная величина которого лежит в диапазоне (10÷12) кВ.The invention consists in the following. Cement particles are charged with an electrostatic negative charge. Electrostatic charging of cement particles is carried out by an induction method [4]. The induction method consists in the fact that to charge cement particles with a negative electrostatic charge, cement is passed through a mesh electrode, which is supplied with respect to the grounded housing of the turbulent mixer-activator high voltage positive potential, the absolute value of which lies in the range (10 ÷ 12) kV.

Выбор указанного диапазона значений высоковольтного потенциала на сетчатом электроде обусловлен следующими соображениями. Эффективность электростатической зарядки индукционным способом зависит от величины потенциала индуцирующего электрода, через который пропускают электростатически заряжаемые частицы цемента. Чем выше потенциал на индуцирующем электроде, тем большее количество частиц цемента приобретают электростатический заряд и тем выше приобретаемый заряд каждой частицы. При подаче на сетчатый электрод потенциала по абсолютной величине меньшего, чем 10 кВ, происходит снижение эффективности электростатической зарядки частиц цемента. Увеличение абсолютной величины потенциала на сетчатом электроде за 12 кВ нецелесообразно, так как в промежутке между сетчатым электродом и заземленными частями установки для приготовления бетонной смеси могут возникать нежелательные разрядные явления, для предотвращения которых потребуются принять дополнительные технические меры, что усложнит способ.The choice of the indicated range of values of the high voltage potential on the mesh electrode is due to the following considerations. The efficiency of electrostatic charging by induction depends on the magnitude of the potential of the inducing electrode, through which electrostatically charged particles of cement are passed. The higher the potential at the inducing electrode, the greater the number of cement particles acquire an electrostatic charge and the higher the acquired charge of each particle. When applying a potential of less than 10 kV to the mesh electrode, the electrostatic charging of cement particles decreases. An increase in the absolute value of the potential on the mesh electrode over 12 kV is impractical, since in the gap between the mesh electrode and the grounded parts of the concrete mixture plant, undesirable discharge phenomena may occur, which will require additional technical measures to be taken, which will complicate the method.

Положительно заряженные частицы цемента транспортируют в турбулентный смеситель-активатор, в который предварительно заливают католит, имеющий значение водородного показателя ((pH)кат, лежащее в диапазоне 9≤(pH)кат≤13,5. При заливке в турбулентный смеситель-активатор католита его пропускают со скоростью (1-2) м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне (500÷2000) Э.Positively charged particles of cement are transported to a turbulent activator mixer, into which catholyte, having a pH value (pH) cat lying in the range of 9≤ (pH) cat ≤13.5, is preliminarily poured. When pouring it into a turbulent catholyte activator mixer, it pass at a speed of (1-2) m / s through a transverse magnetic field, the intensity of which lies in the range (500 ÷ 2000) E.

Положительно заряженные частицы цемента имеют являются акцепторами электронов, окислителями. Католит, имеющий значение водородного показателя (pH)кат, лежащее в диапазоне 9≤(pH)кат≤13,5, что указывает на высокую концентрацию отрицательно ионов гидроксильной группы, наоборот, являются донорами электронов, восстановителями. Поэтому взаимодействие положительно заряженных частиц цемента с отрицательно заряженными ионами католита приводит к активизации протекающих между цементом и католитом окислительно-восстановительных процессов, лежащих в основе гидратации цемента и в основе процессов схватывания и твердения бетонной смеси. Более эффективному взаимодействию между электростатически отрицательно заряженными частицами цемента и положительно заряженными ионами воды сопутствует тот факт, что под действием кулоновских сил взаимного расталкивания одноименно заряженных частиц цемента между отдельными слоями цемента возникают дополнительные промежутки, что способствует более эффективному омыванию каждой из частиц цемента анолитом. После того, как в цемент, частицы которого заряжены положительным электростатическим зарядом, проникает католит, частицы которого несут на себе отрицательный электростатический заряд, происходит внутреннее притяжение разноименно заряженных частиц. За счет сил кулоновского притяжения между положительно заряженными частицами цемента и отрицательно заряженными частицами католита происходит внутреннее сжатие получаемой суспензии. Эти физико-химические процессы существенно увеличивают гидратацию цемента, повышают прочность бетонного камня, снижают количество воды, идущей на затворение смеси, и улучшают другие важные характеристики бетонной смеси. При этом чем выше значение (pH)кат и больше абсолютная величина электростатического положительного заряда частиц цемента, тем интенсивнее будут происходить окислительно-восстановительные процессы между частицами цемента и католита. Выбор диапазона значений (pH)кат обусловлен следующими факторами. Как было сказано выше, чем выше значение (pH)кат, тем интенсивнее будут происходить окислительно-восстановительные процессы между положительными частицами цемента и отрицательными частицами католита. Однако получить из водопроводной воды в электролизере значение (pH)кат больше, чем 13,5 практически невозможно. Поэтому в качестве верхнеей границы (pH)кат было взято упомянутое значение 13,5. При значении (pH)кат ниже величины 9 католит снижает свои восстановительные свойства и при дальнейшем снижении этого показателя превращается в нейтральную воду, а затем в анолит. Поэтому в качестве нижнего значения (pH)кат была взята величина 9. Реальные значения водородного показателя католита, которые без особых усложнений можно получать в электролизере, зависят от конструкции электролизера, состава обрабатываемой воды и ряда других факторов и обычно лежат в диапазоне 13,5≤(pH)ан≤7.Positive particles of cement have electron acceptors, oxidizing agents. The catholyte, which has a pH value of pH cat , lying in the range of 9≤ (pH) cat ≤13.5, which indicates a high concentration of negative ions of the hydroxyl group, on the contrary, are electron donors, reducing agents. Therefore, the interaction of positively charged cement particles with negatively charged catholyte ions leads to the activation of redox processes occurring between cement and catholyte that underlie cement hydration and the setting and hardening of concrete mixes. A more effective interaction between electrostatically negatively charged cement particles and positively charged water ions is accompanied by the fact that, under the influence of the Coulomb forces of mutual repulsion of similarly charged cement particles, additional gaps arise between the individual layers of cement, which contributes to a more efficient washing of each cement particle with anolyte. After catholyte, whose particles carry a negative electrostatic charge, penetrates into the cement, the particles of which are charged with a positive electrostatic charge, an opposite attraction of particles of opposite charges occurs. Due to the forces of Coulomb attraction between positively charged particles of cement and negatively charged particles of catholyte, an internal compression of the resulting suspension occurs. These physical and chemical processes significantly increase the hydration of cement, increase the strength of concrete stone, reduce the amount of water going to mix the mixture, and improve other important characteristics of the concrete mixture. Moreover, the higher the value (pH) of the cat and the greater the absolute value of the electrostatic positive charge of the cement particles, the more intense the oxidation-reduction processes between the cement and catholyte particles will occur. The choice of range of values (pH) cat is due to the following factors. As mentioned above, the higher the value (pH) of the cat , the more intense the oxidation-reduction processes will take place between the positive particles of cement and the negative particles of catholyte. However, to obtain from the tap water in the electrolyzer a value (pH) cat greater than 13.5 is practically impossible. Therefore, the mentioned value of 13.5 was taken as the upper boundary (pH) of the cat . At a value (pH) of cat below 9, the catholyte decreases its reduction properties and, with a further decrease in this indicator, turns into neutral water and then into anolyte. Therefore, the value 9 was taken as the lower value (pH) of the cat . The actual values of the catholyte hydrogen index, which can be obtained in the electrolyzer without any particular complications, depend on the electrolyzer design, the composition of the water being treated, and a number of other factors and usually lie in the range 13.5≤ (pH) en ≤7.

После приготовления католита его подвергают магнитной обработке. Магнитная обработка католита предусматривает пропускание его через поперечное магнитное поле. На неподвижный анолит магнитные поля действуют гораздо слабее, поскольку обрабатываемая жидкость всегда обладает некоторой электропроводностью, при ее перемещении в магнитных полях возбуждается небольшой электрический ток. Следовательно, точнее считать, что имеет место не магнитная, а электромагнитная обработка католита. В общем случае изменение свойств воды после магнитной обработки возрастает с увеличением концентрации примесей в воде и сменой их характера [6]. Это важный момент с точки зрения направленного регулирования свойств воды, в том числе повышения ее активных (реакционных) свойств и стабилизации этого эффекта. Воздействие на воду магнитного поля влияет на процессы растворения, смачивания, кипения, адсорбции, коагуляции и другие активные свойства воды, что, в конечном счете, сказывается на химических реакциях в очень многих технологических процессах. Эти явления полностью относятся к реакциям гидратации и гидролиза вяжущих веществ. Поэтому омагничивание католита и использование его в качестве жидкости затворения приводит к повышению гидратации цемента. Сочетание электрохимической обработки воды (получение католита) с обработкой его в магнитном поле не простое сложение указанных факторов, а дополнение и усиление действия одного другими. Совместная электрохимическая и магнитная активация воды дает кумулятивный эффект. Выбор диапазона скорости движения воды в поперечном магнитном поле и диапазона напряженности поперечного магнитного поля обусловлены следующими обстоятельствами.After the preparation of the catholyte, it is subjected to magnetic treatment. Magnetic processing of catholyte involves passing it through a transverse magnetic field. Magnetic fields act much weaker on a fixed anolyte, since the liquid being treated always has some electrical conductivity, a small electric current is excited when it moves in magnetic fields. Therefore, it is more accurate to assume that there is not magnetic, but electromagnetic treatment of catholyte. In the general case, the change in the properties of water after magnetic treatment increases with an increase in the concentration of impurities in water and a change in their character [6]. This is an important point from the point of view of directional regulation of water properties, including increasing its active (reaction) properties and stabilizing this effect. The effect of a magnetic field on water affects the processes of dissolution, wetting, boiling, adsorption, coagulation and other active properties of water, which, ultimately, affects chemical reactions in very many technological processes. These phenomena fully relate to the reactions of hydration and hydrolysis of binders. Therefore, the magnetization of catholyte and its use as a mixing fluid leads to increased hydration of cement. The combination of electrochemical treatment of water (obtaining catholyte) with its treatment in a magnetic field is not a simple addition of these factors, but an addition and enhancement of the effect of one by another. The combined electrochemical and magnetic activation of water gives a cumulative effect. The choice of the range of the velocity of water in a transverse magnetic field and the range of the strength of the transverse magnetic field are due to the following circumstances.

В процессе магнитной обработки воды не наблюдается какого-либо изменения значений ее водородного показателя и редокс-потенциала, а происходит лишь раздробление и уменьшение размеров кристаллов солей жесткости, находящихся в воде. Опытным путем установлено, что оптимальное значение скоростей движения обрабатываемой воды в поперечном магнитном поле находится в диапазоне (1÷2) м/с, а оптимальное значение напряженности поперечного магнитного поля лежит в диапазоне (500÷2000) Э. Исследования, проведенные с использованием микроскопа, показали, что при скорости движения воды, меньшей 1 м/с, и напряженности поперечного магнитного поля, меньшей 500 Э, происходит снижение эффективности магнитной обработки воды, что проявляется в незначительном (в 1,5÷2 раза) уменьшении кристаллов солей жесткости по сравнению с размерами кристаллов солей жесткости в исходной воде. При скоростях движения обрабатываемой воды в поперечном магнитном поле, находящихся в диапазоне (1÷2) м/с, и значении напряженности поперечного магнитного, лежащего в диапазоне (500÷2000) Э, происходит более значительное (в 8÷12 раз) уменьшение кристаллов солей жесткости по сравнению с размерами кристаллов солей жесткости в исходной воде. Дальнейшее увеличение скорости движения воды за значение 2 м/с и повышение напряженности поперечного магнитного поля за значение 2000 Э не приводит к существенному уменьшению кристаллов солей жесткости.In the process of magnetic treatment of water, there is no change in the values of its hydrogen index and redox potential, but only fragmentation and reduction of the size of the crystals of hardness salts in water occur. It was experimentally established that the optimal value of the velocities of the treated water in a transverse magnetic field is in the range (1 ÷ 2) m / s, and the optimal value of the transverse magnetic field strength lies in the range (500 ÷ 2000) E. Research conducted using a microscope , showed that when the water velocity is less than 1 m / s and the transverse magnetic field is less than 500 Oe, the efficiency of the magnetic treatment of water decreases, which is manifested in a slight (1.5–2 times) decrease in crystals with stiffness compared to the size of the crystals of hardness salts in the source water. When the speeds of the treated water in the transverse magnetic field are in the range (1 ÷ 2) m / s and the value of the transverse magnetic field is in the range (500 ÷ 2000) Oe, a more significant (8 ÷ 12 times) decrease in crystals occurs hardness salts compared to the sizes of crystals of hardness salts in the source water. A further increase in the velocity of water movement over a value of 2 m / s and an increase in the transverse magnetic field strength over a value of 2000 Oe does not lead to a significant decrease in the crystals of hardness salts.

Любая бетонная смесь приготавливается в соответствии с выбранным рецептом. Каждый рецепт предусматривает, в каком количестве нужно смешать цемент, жидкость затворения и заполнители для того, чтобы получить бетон с заданными свойствами. Таких рецептов существует множество [5]. Поэтому для каждого конкретного рецепта и требуемого объема бетонной смеси предварительно рассчитывается необходимая доза цемента, доза жидкости затворения и доза заполнителей для любого единичного замеса. Объем расчетной дозы жидкости затворения в единичном замесе, которая требуется для приготовления бетонной смеси по некоторому рецепту, принят за 100%. В заявляемом способе в турбулентный смеситель-активатор заливается (40÷70)% объема затворной жидкости от ее расчетной дозы. Остальные (30÷60)% затворной жидкости заливаются в бетоносмеситель с заполнителем. Деление расчетной (рецептурной) дозы жидкости на две части, одна из которых заливается в турбулентный смеситель-активатор, где смешивается с электростатически заряженными частицами цемента, а вторая часть заливается в бетоносмеситель, где смешивается с заполнителем, обусловлено следующими факторами. Во-первых, такое разделение затворной жидкости необходимо для повышения производительности процесса, так как одновременно происходит перемешивание затворной жидкости с цементом в турбулентном смесителе-активаторе, и перемешивание остатка от расчетной (рецептурной) дозы затворной жидкости с заполнителем в бетоносмесителе. Во-вторых, для приготовления суспензии (цементного теста) и для приготовления смеси в бетоносмесителе с заполнителем могут использоваться, для повышения эффективности процесса, разные по физико-химическим свойствам затворные жидкости, например анолит и католит. Объем затворной жидкости, который заливается в турбулентный смеситель-активатор, зависит от водоцементного числа В/Ц, характеризующего отношение массы воды В к массе цемента Ц, необходимого для приготовления 1 м бетонной смеси по заданному рецепту приготавливаемой бетонной смеси. Чем выше водоцементное отношение, тем меньшая часть затворной жидкости от расчетной (рецептурной) дозы затворной жидкости может быть залито в турбулентный смеситель-активатор. При высоких водоцементных числах, например В/Ц=1,28 в турбулентный смеситель-активатор достаточно залить 30% от расчетной дозы затворной жидкости, что достаточно для осуществления удовлетворительной гидратации цемента и качественного получения суспензии (цементного теста). Если залить в турбулентный смеситель-активатор меньше 30% от расчетной дозы затворной жидкости, то это может привести к снижению гидратации цемента и к снижению качества бетонной смеси. При низких водоцементных числах, например В/Ц=0,3 в турбулентный смеситель-активатор необходимо залить не менее 70% от расчетной дозы затворной жидкости, так как при меньшем количестве затворной жидкости будет затруднительно обеспечить удовлетворительную гидратацию цемента и качественное получение суспензии (цементного теста).Any concrete mix is prepared in accordance with the selected recipe. Each recipe provides for how much cement, mixing fluid and aggregates should be mixed in order to obtain concrete with desired properties. There are many such recipes [5]. Therefore, for each specific recipe and the required volume of concrete mix, the necessary dose of cement, dose of mixing fluid and dose of aggregates for any single batch are pre-calculated. The volume of the estimated dose of mixing fluid in a single batch, which is required for the preparation of concrete mix according to a certain recipe, is taken as 100%. In the inventive method, in a turbulent mixer-activator is poured (40 ÷ 70)% of the volume of the gate fluid from its calculated dose. The remaining (30 ÷ 60)% of the gate fluid is poured into the concrete mixer with aggregate. The division of the calculated (prescription) dose of liquid into two parts, one of which is poured into a turbulent mixer-activator, where it is mixed with electrostatically charged cement particles, and the second part is poured into a concrete mixer, where it is mixed with aggregate, due to the following factors. Firstly, such a separation of the gate fluid is necessary to increase the productivity of the process, since at the same time the gate fluid is mixed with cement in a turbulent mixer-activator, and the remainder of the calculated (recipe) dose of the gate fluid with aggregate in the concrete mixer is mixed. Secondly, for the preparation of a suspension (cement paste) and for the preparation of a mixture in a concrete mixer with aggregate, shutter liquids of different physicochemical properties, for example, anolyte and catholyte, can be used to increase the efficiency of the process. The volume of the shut-off fluid, which is poured into the turbulent mixer-activator, depends on the water-cement number B / C, which characterizes the ratio of the mass of water B to the mass of cement C needed to prepare 1 m of concrete mix according to a given recipe of the prepared concrete mix. The higher the water-cement ratio, the smaller the portion of the gate fluid from the calculated (prescription) dose of the gate fluid can be poured into a turbulent activator mixer. At high water-cement numbers, for example, W / C = 1.28, it is enough to pour 30% of the calculated dose of the shutter fluid into the turbulent mixer-activator, which is sufficient for satisfactory hydration of the cement and high-quality production of slurry (cement paste). If you pour less than 30% of the calculated dose of the barrier fluid into the turbulent mixer-activator, this can lead to a decrease in cement hydration and to a decrease in the quality of the concrete mixture. At low water-cement numbers, for example, V / C = 0.3, it is necessary to pour at least 70% of the calculated dose of the gate fluid into the turbulent mixer-activator, since with a smaller amount of the gate fluid it will be difficult to ensure satisfactory cement hydration and high-quality suspension (cement paste) )

После магнитной обработки католита его заливают в турбулентный смеситель-активатор. После чего в турбулентный смеситель-активатор засыпают цемент, частицы которого заряжены положительным электростатическим зарядом.After magnetic treatment of the catholyte, it is poured into a turbulent mixer-activator. Then, cement is loaded into the turbulent mixer-activator, the particles of which are charged with a positive electrostatic charge.

После магнитной обработки анолита и электростатической зарядки положительным электростатическим зарядом частиц цемента и их транспортировки в турбулентный смеситель-активатор осуществляют их перемешивание. При этом в процессе перемешивания суспензии (цементного теста) в турбулентном смесителе-активаторе к электродам, расположенным внутри него, подводят электрическое напряжение, создающее греющий ток. Обычные электроды, например электроды в способе прототипе, не позволяют равномерно прогреть цементное тесто до температур выше (50÷80)°С. Невозможность поднятия температуры выше указанного диапазона обусловлена наличием на электродах краевых эффектов.After magnetic treatment of the anolyte and electrostatic charging with a positive electrostatic charge of the cement particles and their transportation to the turbulent mixer-activator, they are mixed. At the same time, in the process of mixing the suspension (cement paste) in a turbulent mixer-activator, the electrodes located inside it are supplied with an electric voltage that creates a heating current. Conventional electrodes, for example electrodes in the prototype method, do not evenly heat the cement paste to temperatures above (50 ÷ 80) ° C. The impossibility of raising the temperature above the specified range is due to the presence of edge effects on the electrodes.

При использовании любой из известных, применяемых для прогрева бетонной или цементной смеси конфигураций электродов не позволяет разогреть весь объем цементного теста выше 80°С.When using any of the known electrode configurations used for heating a concrete or cement mixture, it does not allow to heat the entire volume of cement paste above 80 ° C.

Это обусловлено тем, что при подаче напряжения на электроды одной из упомянутых известных конструкций, в локальных неоднородных местах этих электродов, обычно на их краях, происходит усиление электрического поля, и греющий цементное тесто электрический ток в основном концентрируется на этих локальных неоднородностях электродов. Стремление повысить температуру цементного теста путем увеличения напряжения на межэлектродном промежутке приводит к подъему температуры выше 100°С, что приводит к вскипанию цементного теста в этих локальных местах. При вскипании теста в локальных местах начинают выделяться в объем пузырьки пара. Происходит увеличение сопротивления приэлектродной среды за счет пузырьков пара. Возникает локальный перегрев известкового теста с образованием центров кристаллических образований. Уплотняются (запекаются) оболочки новообразований на зернах цемента, снижается скорость диффузии воды, что уменьшает степень его гидратации.This is due to the fact that when voltage is applied to the electrodes of one of the known structures mentioned above, in the local inhomogeneous places of these electrodes, usually at their edges, the electric field intensifies, and the electric current heating the cement paste mainly concentrates on these local electrode inhomogeneities. The desire to increase the temperature of the cement paste by increasing the voltage on the interelectrode gap leads to a rise in temperature above 100 ° C, which leads to the boiling of cement paste in these local places. When the test boils in local places, steam bubbles begin to stand out in volume. An increase in the resistance of the near-electrode medium occurs due to vapor bubbles. Local overheating of the lime test occurs with the formation of centers of crystalline formations. The neoplasm shells are sealed (baked) on cement grains, the diffusion rate of water is reduced, which reduces the degree of hydration.

Этот процесс ограничивает дальнейшее повышение напряжения на межэлектродном промежутке и исключает возможность дальнейшего подъема средней температуры цементного теста. При вскипании цементного теста в локальных местах электродов среднюю температуру остального объема цементного теста обычно не удается поднять выше 70-80°СThis process limits a further increase in voltage at the interelectrode gap and excludes the possibility of a further rise in the average temperature of the cement paste. When boiling cement dough in local places of the electrodes, the average temperature of the rest of the volume of cement dough usually cannot be raised above 70-80 ° C

В заявляемом способе нами предложен новый принцип разогрева цементного теста, электроды которого обеспечивают равномерный по объему разогрев цементного теста. На фиг.2 приведена фотография макета разработанного электрода. Он состоит из множества иглообразных выступов, расположенных равномерно по плоской поверхности. При подаче напряжения на электроды, между которыми находится цементное тесто, на иглообразных выступах происходит усиление напряженности электрического поля, инициируя прохождение тока через эти иглообразные выступы. Так как иглообразные выступы распределены по поверхности плоского электрода равномерно, то и ток, протекающий с них через цементное тесто, также будет протекать по объему теста равномерно, обеспечивая его равномерный разогрев. Более равномерному распределению тока сопутствует то, что каждый острийный электрод, расположенный на электроизоляционном диске, подключен к автономно к своему источнику стабилизированного тока. Оригинальная конструкция электродов, отсутствие приэлектродного локального кипения цементного теста позволиет поднять температуру его разогрева до 95-98°С.In the inventive method, we proposed a new principle for heating the cement paste, the electrodes of which provide uniform heating of the cement paste in volume. Figure 2 shows a photograph of the layout of the developed electrode. It consists of many needle-shaped protrusions located evenly on a flat surface. When voltage is applied to the electrodes, between which there is a cement paste, on the needle-shaped protrusions, the electric field intensifies, initiating the passage of current through these needle-shaped protrusions. Since the needle-shaped protrusions are evenly distributed over the surface of the flat electrode, the current flowing from them through the cement paste will also flow uniformly throughout the volume of the paste, ensuring its uniform heating. A more uniform current distribution is accompanied by the fact that each tip electrode located on the electrical insulating disk is connected to its stabilized current source autonomously. The original design of the electrodes, the absence of near-electrode local boiling of the cement dough will raise its heating temperature to 95-98 ° C.

При заливке разогретого до температуры 95-98°С цементного теста в бетоносмеситель, и смешивания его с остальными компонентами бетонной смеси, в течение достаточно короткого времени запускаются экзотермические процессы с выделением достаточно большого количества тепла. За счет этого появляется возможность проводить бетонные работы в зимнее время. За время остывания бетона происходит схватывание (твердение) бетона, не допуская образования ледяных включений.When pouring cement dough heated to a temperature of 95-98 ° C into a concrete mixer, and mixing it with other components of the concrete mixture, exothermic processes are started within a fairly short time with the release of a sufficiently large amount of heat. Due to this, it becomes possible to carry out concrete work in the winter. During the cooling of concrete, the setting (hardening) of concrete occurs, preventing the formation of ice inclusions.

Суспензия (цементное тесто), находящаяся в зоне между электродами, включается в электрическую цепь, что сопровождается тепловыделением в этой зоне. Одновременное скоростное перемешивание обеспечивает быстрое перераспределение температуры по всему объему цементного теста. Температурное воздействие на цементное тесто способствует дополнительному ускоренному взаимодействию электростатически заряженных частиц цемента с католитом. Одновременное турбулентное перемешивание в турбулентном смесителе-активаторе, взаимное притяжение разноименно заряженных частиц цемента и католита, а также магнитная обработка анолита, способствуют активному удалению пленок, возникающих вокруг цементных зерен и препятствующих их гидратации. За счет этого активная поверхность цементных зерен обнажается, создавая, тем самым, более благоприятные условия для развития процесса гидратации в глубину цементного зерна. За счет интенсивного перемешивания суспензия (цементное тесто) равномерно нагревается по всему объему, что обеспечивает активное взаимодействие всей массы цемента с жидкостью затворения.The suspension (cement paste), located in the zone between the electrodes, is included in the electrical circuit, which is accompanied by heat in this zone. Simultaneous high-speed mixing provides a quick redistribution of temperature throughout the volume of cement paste. The temperature effect on the cement paste facilitates additional accelerated interaction of electrostatically charged cement particles with catholyte. Simultaneous turbulent mixing in a turbulent mixer-activator, the mutual attraction of oppositely charged particles of cement and catholyte, as well as the magnetic treatment of anolyte, contribute to the active removal of films that arise around cement grains and prevent their hydration. Due to this, the active surface of cement grains is exposed, thereby creating more favorable conditions for the development of hydration in the depth of cement grains. Due to intensive mixing, the suspension (cement paste) is uniformly heated throughout the volume, which ensures the active interaction of the entire mass of cement with the mixing fluid.

Кроме того, применение данного способа позволяет получать разогретые бетонные смеси различных составов и видов, обеспечив при этом равномерную загрузку электрооборудования. Это достигается за счет регулирования подачи количества жидкости затворения в цементное тесто, количество которой по мере разогрева и перемешивания суспензии последовательно увеличивают таким образом, чтобы удельное электросопротивление цементного теста было постоянное.In addition, the application of this method allows to obtain pre-heated concrete mixtures of various compositions and types, while ensuring uniform loading of electrical equipment. This is achieved by regulating the supply of the amount of the mixing liquid into the cement paste, the amount of which is gradually increased as the suspension is heated and mixed, so that the electrical resistivity of the cement paste is constant.

Оставшуюся часть жидкости затворения в объеме (30÷60)% от расчетной дозы вводят, предварительно подвергнув ее обработке в магнитном поле, непосредственно в бетоносмеситель с заполнителем. После прогрева суспензии (цементного теста) до заданной температуры ее также переливают из турбулентного смесителя-активатора в бетоносмеситель, где производят ее перемешивание с заполнителем.The remaining part of the mixing fluid in the amount of (30 ÷ 60)% of the calculated dose is administered, after having subjected it to processing in a magnetic field, directly into the concrete mixer with aggregate. After warming up the suspension (cement paste) to a predetermined temperature, it is also poured from the turbulent mixer-activator into a concrete mixer, where it is mixed with aggregate.

Существенным отличием предлагаемого способа от существующих способов является то, что частицы цемента и частицы жидкости затворения заряжены разноименными электростатическими зарядами. За счет возникновения кулоновских сил между разноименно заряженными частицами цемента и жидкости затворения, и одновременного нагрева суспензии (цементного теста) в процессе интенсивного турбулентного перемешивания достигается повышение гидратации цемента, что, в свою очередь, приводит к повышению остальных физико-химических свойств бетонной смеси и бетонного камня. К еще более высокому эффекту улучшения физико-химических свойств бетонной смеси приводит обработка анолита магнитным полем.A significant difference of the proposed method from existing methods is that the cement particles and particles of the mixing fluid are charged with unlike electrostatic charges. Due to the occurrence of Coulomb forces between oppositely charged particles of cement and mixing fluid, and the simultaneous heating of the suspension (cement dough) during intensive turbulent mixing, an increase in the hydration of cement is achieved, which, in turn, leads to an increase in the other physicochemical properties of the concrete mixture and concrete stone. Anolyte magnetic field treatment leads to an even higher effect of improving the physicochemical properties of the concrete mixture.

Интенсивное механическое перемешивание цементного теста создает условия, обеспечивающие повышение активности взаимодействия цемента с затворной жидкостью что значительно ускоряется с повышением температуры цементного теста. Нагрев цементного теста, за счет оригинальной конструкции электродов, осуществляют до температур (95÷98)°С, чего невозможно достичь при любых известных и применяемых на практике конструкциях электродов. В данном температурном интервале достигается наибольшая интенсивность взаимодействия цемента с водой. При температуре нагрева более 98°С возрастают опасность вскипания затворной жидкости, и к возникновению причин, указанных выше, приводящих к снижению гидратации цемента и ухудшению. Свойств бетонной смеси. При температуре цементного теста ниже 95°С температура бетонной смеси на выходе из смесителя не превышает (40÷45)°С, что с точки зрения технологии зимнего бетонирования не всегда приемлемо.Intensive mechanical mixing of the cement paste creates conditions that increase the activity of the interaction of cement with the barrier fluid, which significantly accelerates with increasing temperature of the cement paste. Cement dough is heated, due to the original design of the electrodes, to temperatures (95 ÷ 98) ° C, which cannot be achieved with any known and practical electrode designs. In this temperature range, the greatest intensity of the interaction of cement with water is achieved. At a heating temperature of more than 98 ° C, the risk of boiling of the barrier fluid increases, and to the occurrence of the causes indicated above, leading to a decrease in cement hydration and deterioration. The properties of the concrete mix. When the temperature of the cement paste is below 95 ° C, the temperature of the concrete mixture at the outlet of the mixer does not exceed (40 ÷ 45) ° C, which is not always acceptable from the point of view of winter concreting technology.

В турбулентный смеситель-активатор предварительно подают затворную жидкость и включают его в режим перемешивания. Затем в турбулентный смеситель-активатор постепенно подают отдозированное количество активированного в электрическом поле цемента, и одновременно включает режим нагрева в турбулентном смесителе-активаторе. После достижения заданной температуры суспензией (цементным тестом) электроды обесточивают, турбулентный смеситель-активатор выключают, а готовую суспензию (цементное тесто), подают в бетоносмеситель. Первоочередная подача затворной жидкости (анолита) в турбулентный смеситель-активатор позволяет обеспечить промывку внутренней полости турбулентного смесителя-активатора и ее очистку от остатков цементного теста предшествующего цикла приготовления, и тем самым предотвратить затвердевание цемента и обрастание внутренней полости активатора цементной пленкой.The turbulent mixer-activator is preliminarily supplied with a shutter fluid and is included in the mixing mode. Then, a metered amount of cement activated in the electric field is gradually fed into the turbulent mixer-activator, and at the same time it turns on the heating mode in the turbulent mixer-activator. After reaching the set temperature with a suspension (cement paste), the electrodes are de-energized, the turbulent mixer-activator is turned off, and the finished suspension (cement paste) is fed to a concrete mixer. The priority supply of the gate fluid (anolyte) to the turbulent mixer-activator allows washing the inner cavity of the turbulent mixer-activator and its cleaning from the remains of the cement test of the previous cooking cycle, and thereby prevent the solidification of cement and fouling of the inner cavity of the activator with a cement film.

Оставшуюся часть затворной жидкости от ее расчетной дозы пропускают через поперечное магнитное поле с напряженностью (500÷2000) Э и выливают в бетоносмеситель с заполнителем. После разогрева суспензии до требуемой температуры отключают в турбулентном смесителе-активаторе режим перемешивания и режим подогрева. Разогретую до требуемой температуры суспензию (цементное тесто) переливают в бетоносмеситель. Полученную смесь перемешивают до получения однородной консистенции.The rest of the gate fluid from its calculated dose is passed through a transverse magnetic field with a strength of (500 ÷ 2000) Oe and poured into a concrete mixer with a filler. After heating the suspension to the required temperature, the mixing mode and the heating mode are turned off in the turbulent mixer-activator. The suspension (cement paste) preheated to the required temperature is poured into a concrete mixer. The resulting mixture was stirred until a homogeneous consistency.

В качестве оставшейся части от расчетной дозы затворной жидкости может быть использован упомянутый католит или анолит, имеющий значение водородного показателя (pH)ан, лежащее в диапазоне 1,5≤(pH)ан≤6,5, которые предварительно подверглись воздействию магнитного поля.The catholyte or anolyte having a pH value of pH en lying in the range of 1.5 ≤ (pH) en ≤6.5, which were previously exposed to the magnetic field, can be used as the remainder of the calculated dose of the gate fluid.

Воздействие на затворную жидкость магнитного поля влияет на процессы растворения, смачивания, кипения, адсорбцию, коагуляцию и другие активные свойства воды, что, в конечном счете, сказывается на химических реакциях в очень многих технологических процессах. Эти явления полностью относятся к реакциям гидратации и гидролиза вяжущих веществ. Поэтому омагничивание анолита и использование его в качестве жидкости затворения, при заливке ее в бетоносмеситель с заполнителем и суспензией (цементным тестом) приводит к дальнейшему повышению гидратации цемента. Еще больший эффект получают, если в качестве оставшейся от расчетной дозы жидкости затворения использовать католит, подвергнутый воздействию магнитного поля. Увеличение эффекта при использовании католита достигают за счет того, что он не только способствует повышению гидратации цемента, но и является катализатором образования центров кристаллизации, что оказывает положительное влияние на темпы схватывания, твердения и прочности бетонного камня.Exposure to the gate fluid of a magnetic field affects the processes of dissolution, wetting, boiling, adsorption, coagulation and other active properties of water, which ultimately affects chemical reactions in very many technological processes. These phenomena fully relate to the reactions of hydration and hydrolysis of binders. Therefore, the magnetization of the anolyte and its use as a mixing fluid, when it is poured into a concrete mixer with aggregate and suspension (cement paste), leads to a further increase in cement hydration. An even greater effect is obtained if catholyte subjected to the action of a magnetic field is used as the remainder of the calculated dose of mixing liquid. An increase in the effect when using catholyte is achieved due to the fact that it not only contributes to increased cement hydration, but also is a catalyst for the formation of crystallization centers, which has a positive effect on the rate of setting, hardening and strength of concrete stone.

На фиг.1 введены следующие обозначения: 1 - электродвигатель турбулентного смесителя-активатора; 2 - вал электродвигателя; 3 - корпус турбулентного смесителя-активатора; 4 - неподвижные лопасти турбулентного смесителя-активатора; 5 - лопасти турбулентного смесителя-активатора; 6 - игольчатые электроды турбулентного смесителя-активатора; 7 - электролизер; 8 - источник питания электролизера; 9 - катод электролизера; 10 - анод электролизера; 11 - pH-метр; 12, 13, 14 - вентили католита и анолита; 15 - накопитель заполнителя; 16 - дозатор заполнителя; 17- накопитель цемента; 18 - дозатор цемента; 19 - сетчатый электрод; 20 - высоковольтный источник постоянного напряжения; 21 - проходной изолятор; 22 - диэлектрическая воронка с патрубком подачи цемента; 23 - бетоносмеситель; 24, 25, 26, 27, 28, 29 - полюса магнитов; 30 - затвор для суспензии (цементного теста); 31 - система выгрузки бетонной смеси; 32, 33 - водопроводы; 34 - насос; 35, 36 - вентили; 37 - диск из электропроводного материала; 38 - источники стабилизированного тока; 39 - диск из электроизоляционного материала; 40 - ручка, для опрокидывания электроизоляционного диска; 41 - шарнир; 42 - поперечная рейка с отверстием, для фиксации оси 2.Figure 1 introduced the following notation: 1 - electric motor of a turbulent mixer-activator; 2 - motor shaft; 3 - housing turbulent mixer-activator; 4 - fixed blades of a turbulent mixer-activator; 5 - blades of a turbulent mixer-activator; 6 - needle electrodes of a turbulent mixer-activator; 7 - electrolyzer; 8 - power source of the electrolyzer; 9 - cathode of the electrolyzer; 10 - anode of the electrolyzer; 11 - pH meter; 12, 13, 14 - valves of catholyte and anolyte; 15 - placeholder drive; 16 - filler dispenser; 17 - cement accumulator; 18 - cement dispenser; 19 - mesh electrode; 20 - high voltage source of constant voltage; 21 - bushing; 22 - dielectric funnel with cement supply pipe; 23 - concrete mixer; 24, 25, 26, 27, 28, 29 - poles of magnets; 30 - shutter for suspension (cement paste); 31 - system for unloading concrete mixture; 32, 33 - water supply systems; 34 - pump; 35, 36 - valves; 37 - a disk of electrically conductive material; 38 - sources of stabilized current; 39 - a disk of insulating material; 40 - handle for tipping the electrical insulating disk; 41 - hinge; 42 - transverse rail with a hole, for fixing the axis 2.

На фиг.2 приведена фотография дисков 37 и 39. На диске 39 изображены игольчатые электроды. Диски 37 и 39 использовались при реализации заявляемого способа.Figure 2 shows a photograph of the disks 37 and 39. On the disk 39 shows the needle electrodes. Discs 37 and 39 were used in the implementation of the proposed method.

Турбулентный смеситель-активатор снабжен электродвигателем 1, передающим вращающий момент лопастям 5 через вал 2. К корпусу активатора 3 прикреплены неподвижные лопасти 4, способствующие турбулентному перемешиванию смеси. Корпус 3, выполненный в виде трубы из диэлектрического материала, с торцов заглушается дисками 37 и 39. Диск 39 выполнен из электропроводного материала и герметично закреплен к корпусу активатора 3. Диск 39 выполнен из электроизоляционного материала (капролактама). На диске 39 равномерно закреплены игольчатые электроды 6. Электроды бэлектрически автономно соединены с источниками стабилизированного тока 38. Турбулентный смеситель-активатор имеет затвор 30 для выгрузки суспензии (цементного теста). Корпус турбулентного смесителя-активатора снабжен патрубками для подачи воды и для подачи цемента.The turbulent mixer-activator is equipped with an electric motor 1 that transmits torque to the blades 5 through the shaft 2. Fixed blades 4 are attached to the housing of the activator 3, which contribute to the turbulent mixing of the mixture. The housing 3, made in the form of a pipe of dielectric material, is plugged from the ends by the disks 37 and 39. The disk 39 is made of electrically conductive material and is hermetically fixed to the case of the activator 3. The disk 39 is made of an insulating material (caprolactam). On the disk 39, the needle electrodes 6 are uniformly fixed. The electrodes are electrically autonomously connected to sources of stabilized current 38. The turbulent mixer-activator has a shutter 30 for unloading the slurry (cement paste). The housing of the turbulent mixer-activator is equipped with nozzles for supplying water and for supplying cement.

Способ приготовления активированной бетонной смеси осуществляется следующим образом.A method of preparing an activated concrete mixture is as follows.

В электролизер 7 через патрубки заливают водопроводную воду до заполнения электролизера и перекрывают вентиль водопровода. Включают источник питания электролизера 8. Электролизер разделен ультрапористой мембраной на две полости: анодную и катодную. В катодную полость введен катод 9, а в анодную - анод 10. Катод 9 и анод 10 подключены к соответствующим полюсам источника питания электролизера 8. В исходном состоянии вентиля 12, 13 и 14 закрыты. В электролизере 7 начинается процесс электролиза воды. В процессе электролиза периодически измеряются значения водородного показателя рНан анолита и pH кат католита pH - метром 11. В исходном состоянии диск 39 с электродами 6 откинут от торца корпуса 3 активатора при помощи шарниров 41 за ручку 40. Как только значение водородного показателя католита рНкат достигнет величины, лежащей в диапазоне 9≤(pH)кат≤13,5, открывают вентиль 12. При сливе католита в турбулентный смеситель-активатор включают двигатель 1, обеспечивая вращение вала 2 и лопастей 5. Католит начинает вытекать из катодной камеры в турбулентный смеситель-активатор. При сливе католит проходит между магнитными полюсами 24 и 25, где происходит его магнитная обработка. Скорость истечения католита регулируется при помощи насоса 34 и вентиля 35. Слив католита в турбулентный смеситель-активатор прекращают тогда, когда в турбулентный смеситель-активатор перельется из электролизера католит, в объеме, составляющем (40÷70)% объема от рецептурной дозы жидкости затворения. После слива католита в турбулентный смеситель-активатор закрывают вентиль 12. Одновременно с этим включают высоковольтный источник постоянного напряжения 20. На высоковольтном выходе высоковольтного источника постоянного напряжения 20 генерируется положительный потенциал, абсолютная величина которого лежит в диапазоне (10÷12) кВ. Этот потенциал через проходной изолятор 21 подается на сетчатый электрод 19. Низковольтный полюс высоковольтного источника постоянного напряжения 20 подключают к диску 37 турбулентного смесителя-активатора и заземляют. После подачи положительного высоковольтного потенциала на сетчатый электрод 19 из накопителя цемента 17 через дозатор 18 подают рецепторную дозу цемента. Частицы цемента, проходя сквозь сетчатый электрод 19, приобретают положительный электростатический заряд, и через диэлектрическую воронку с патрубком подачи цемента 22 поступают в турбулентный смеситель-активатор. После засыпки цемента в турбулентный смеситель-активатор, закрывают диском 39 верхний торец корпуса смесителя-активатора, и на игольчатые электроды 6 подают напряжение, от автономных стабилизаторов тока 38, обеспечив тем самым перемешивание цементного теста и одновременный его нагрев. После достижения требуемой температуры нагрева суспензии (цементного теста), которое в заявляемом способе может достигать (95÷98)°С, электроды обесточивают, двигатель 1 отключают, открывают затвор 30, и цементное тесто подают в бетоносмеситель 23. Бетоносмеситель 23 перед подачей в него приготовленной суспензии (цементного теста) заранее загружен заполнителем и остатком от рецептурной дозы затворной жидкости и включен на перемешивание. Процесс заполнения бетоносмесителя 23 заполнителем и затворной жидкостью осуществляется следующим образом. Бетоносмеситель 23 включают на перемешивание. Включают насос 34, открывают затвор 13 или затвор 14, вентиль 35 или вентиль 36, в зависимости от того, что предусмотрено использовать в качестве жидкости затворения - анолит или католит. Анолит или католит, проходя между полюсами магнитов 26, 27 или 28, 29, подвергается воздействию магнитного поля. После того, как в бетоносмеситель залит требуемый объем жидкости затворения, в бетоносмеситель 23 из накопителя заполнителя 15 через дозатор 16 подают заполнитель. Объем жидкости затворения (анолита или католита), который при этом заливают в бетоносмеситель 23, определяют как разницу между объемом затворной жидкости, который требуется для приготовления бетонной смеси по соответствующему рецепту (расчетная доза затворной жидкости), и объемом затворной жидкости, пошедшей на приготовление суспензии (цементного теста).Tap water is poured into the electrolyzer 7 through the nozzles until the electrolyzer is filled and the water supply valve is closed. Turn on the power source of the electrolyzer 8. The electrolyzer is divided by an ultra-porous membrane into two cavities: anode and cathode. The cathode 9 is introduced into the cathode cavity, and the anode 10 is introduced into the anode. The cathode 9 and the anode 10 are connected to the corresponding poles of the power supply of the electrolyzer 8. In the initial state, the valves 12, 13, and 14 are closed. In the electrolyzer 7, the process of electrolysis of water begins. In the electrolysis process are periodically measured pH values and an anolyte pH Cat catholyte pH - meter 11. In the initial state, the disc 39 is folded with the electrodes 6 from the end face of the housing 3 by means of hinges activator 41 of the handle 40. As soon as the pH value of the catholyte pH cat reaches a value lying in 9≤ (pH) range cat ≤13,5, open valve 12. When draining catholyte turbulent mixer activator include the engine 1, allowing rotation of the shaft 2 and the blades 5. The catholyte begins to flow from the cathode chamber into turbulator ny mixer activator. During discharge, the catholyte passes between the magnetic poles 24 and 25, where it is magnetically processed. The catholyte outflow rate is controlled by pump 34 and valve 35. The catholyte discharge into the turbulent activator mixer is stopped when catholyte is poured from the electrolyzer into the turbulent mixer-activator, in a volume of (40 ÷ 70)% of the prescription dose of the mixing liquid. After the catholyte is drained into the turbulent activator mixer, the valve 12 is closed. At the same time, a high voltage constant voltage source 20 is turned on. A positive potential is generated at the high voltage output of the high voltage constant voltage source 20, the absolute value of which lies in the range (10 ÷ 12) kV. This potential through the bushing 21 is fed to the grid electrode 19. The low-voltage pole of the high-voltage constant voltage source 20 is connected to the disk 37 of the turbulent mixer-activator and ground. After applying a positive high-voltage potential to the mesh electrode 19 from the cement accumulator 17, a receptor dose of cement is supplied through the dispenser 18. Cement particles passing through the mesh electrode 19 acquire a positive electrostatic charge, and through a dielectric funnel with a cement supply pipe 22 enter a turbulent activator mixer. After filling the cement into the turbulent mixer-activator, the disk 39 closes the upper end of the housing of the mixer-activator, and voltage is applied to the needle electrodes 6 from autonomous current stabilizers 38, thereby ensuring the mixing of the cement paste and its simultaneous heating. After reaching the required heating temperature of the suspension (cement paste), which in the present method can reach (95 ÷ 98) ° C, the electrodes are de-energized, the engine 1 is turned off, the shutter 30 is opened, and the cement paste is fed into the concrete mixer 23. Concrete mixer 23 before being fed into it the prepared suspension (cement paste) is preloaded with aggregate and the remainder of the prescription dose of the barrier fluid and is included for mixing. The process of filling the concrete mixer 23 with aggregate and barrier fluid is as follows. Concrete mixer 23 include mixing. Turn on the pump 34, open the shutter 13 or shutter 14, valve 35 or valve 36, depending on what is intended to be used as the mixing fluid - anolyte or catholyte. Anolyte or catholyte, passing between the poles of magnets 26, 27 or 28, 29, is exposed to a magnetic field. After the required volume of mixing liquid is poured into the concrete mixer, the aggregate is fed through the batcher 16 from the aggregate storage 15 through the batcher 16. The volume of the mixing fluid (anolyte or catholyte), which is then poured into the concrete mixer 23, is defined as the difference between the volume of the shutter fluid required to prepare the concrete mix according to the appropriate recipe (estimated dose of the shutter fluid) and the volume of the shutter fluid used to prepare the slurry (cement paste).

После приготовления бетонной смеси закрывают вентили 13 (или 14), отключают все источники питания и цикл приготовления бетонной смеси повторяют, а равномерно перемешанную бетонную смесь выгружают из бетоносмесителя.After the concrete mixture has been prepared, valves 13 (or 14) are closed, all power sources are turned off, and the concrete mixture preparation cycle is repeated, and the evenly mixed concrete mixture is unloaded from the concrete mixer.

Пример конкретного воспроизведения способа.An example of a specific reproduction of the method.

Заявляемый способ был осуществлен по схеме, изображенной на фиг.1. Для сравнения заявляемого способа со способом-прототипом было приготовлено 3 замеса. Изучение влияния электростатической зарядки частиц цемента и использование в качестве затворной жидкости активированной воды проводилось в два этапа. На первом этапе опыты проводились на цементном камне, при этом исследовались такие характеристики, как время схватывания цемента, степень гидратации цемента и прирост прочности цементного камня. В замесах использовался портландцемент. Водоцементное отношение в этих опытах было равно В/Ц=0,3, где В - расход воды на 1 м3 бетона, кг; Ц - расход цемента на 1 м бетона, кг. Опыты показали, что время схватывания цементного теста, приготовленного по способу-прототипу, составляло 2 часа 40 минут. Время схватывания цементного теста, приготовленного по заявляемому способу, составляло 1 час 0 минут. Пластическая прочность цементного теста, приготовленного по способу-прототипу, через 4 часа твердения составляла 0,18 МПа. Пластическая прочность цементного теста, приготовленного по заявляемому способу, через 4 часа твердения составляла 0,86 МПа. Гидратация цемента исследовалась рентгеноструктурным методом на установки ДРОН-4. Исследования показали, что в цементном тесте, приготовленном по способу - прототипу гидратация цемента составляла 67%, тогда как по заявляемому способу она была равной 90%.The inventive method was carried out according to the scheme depicted in figure 1. To compare the proposed method with the prototype method was prepared 3 kneading. The study of the effect of electrostatic charging of cement particles and the use of activated water as a gate fluid was carried out in two stages. At the first stage, the experiments were carried out on cement stone, while such characteristics as the setting time of the cement, the degree of cement hydration, and the increase in the strength of the cement stone were investigated. Portland cement was used in the batches. The water-cement ratio in these experiments was equal to B / C = 0.3, where B is the flow rate of water per 1 m 3 of concrete, kg; C - cement consumption per 1 m of concrete, kg. The experiments showed that the setting time of the cement paste prepared according to the prototype method was 2 hours 40 minutes. The setting time of the cement paste prepared by the present method was 1 hour 0 minutes. The plastic strength of the cement paste prepared according to the prototype method, after 4 hours of hardening was 0.18 MPa. The plastic strength of the cement paste prepared by the present method, after 4 hours of hardening was 0.86 MPa. Cement hydration was investigated by the X-ray diffraction method using DRON-4 units. Studies have shown that in the cement test prepared by the prototype method, the hydration of cement was 67%, while according to the claimed method it was equal to 90%.

Во второй серии опытов изучалась селективная активация цемента и заполнителя. Для проведения таких исследований было приготовлено 3 замеса бетонной смеси. Состав бетонной смеси во всех трех замесах был практически идентичен. Водоцементное отношение во всех трех замесах было равно В/Ц=0,55. В состав на 1 м3 бетонной смеси входили: В=200 л; Ц=365 кг; песка П=600 кг; гравия Г=1145 кг.In the second series of experiments, the selective activation of cement and aggregate was studied. For such studies, 3 batches of concrete mix were prepared. The composition of the concrete mix in all three batches was almost identical. The water-cement ratio in all three batches was equal to W / C = 0.55. The composition of 1 m 3 concrete mix included: B = 200 l; C = 365 kg; sand P = 600 kg; gravel G = 1145 kg.

Первый замес бетонной смеси осуществлялся по способу-прототипу, а в качестве жидкости затворения как при приготовлении цементного теста, так и при окончательном приготовлении бетонной смеси, использовалась обычная водопроводная вода. При приготовлении первого замеса объем воды был разделен на части: 109,5 л и 90,5 л. Одна часть 109,5 л было использована для затворения бетонного теста. Вторая часть 90,5 заливалась в бетоносмеситель с заполнителем. Во втором и третьем замесах при приготовлении цементного теста использовался католит, значение водородного показателя рНан которого было равно 11. При заливке в турбулентный смеситель-активатор католит пропускался со скоростью 1 м/с через поперечное магнитное поле, величина которого была равна 1500 Э. Различие второго и третьего замесов состояло в следующем. Во втором замесе в качестве жидкости затворения в бетоносмеситель заливалось 90,5 л анолита с величиной водородного показателя рНан, равной 4. Анолит был пропущен через поперечное магнитное поле величиной 1500 Э со скоростью 1 м/с. В третьем же замесе в качестве жидкости затворения в бетоносмеситель заливалось 90,5 л католита, с величиной водородного показателя рНан, равной 11. Католит также прошел обработку в поперечном магнитном поле величиной 1500 Э со скоростью 1 м/с.Во втором и в третьем замесах производилась электростатическая зарядка частиц цемента, а в первом замесе такой зарядки не было. Для электростатической зарядки цемента во втором и третьем замесах от высоковольтного источника постоянного напряжения 20 через проходной изолятор 21 подавали плюс 11 кВ на сетчатый электрод 19, и высыпали цемент из накопителя 17 через дозатор 18 в диэлектрическую воронку с патрубком 22 в количестве 365 кг.The first mixing of the concrete mixture was carried out according to the prototype method, and ordinary tap water was used as the mixing liquid both in the preparation of the cement paste and in the final preparation of the concrete mixture. When preparing the first batch, the volume of water was divided into parts: 109.5 liters and 90.5 liters. One piece of 109.5 L was used to mix concrete dough. The second part of 90.5 was poured into a concrete mixer with aggregate. In the second and third team fights in the preparation of the cement paste used catholyte pH values which was an equal 11. When pouring into a turbulent mixer activator catholyte was passed at a speed of 1 m / s through a transverse magnetic field, the magnitude of which is equal to 1500 A. The difference the second and third batches were as follows. In the second kneading in a mixing liquid into the mixer is poured 90.5 l anolyte with a pH value of pH value en of 4. The anolyte was passed through a transverse magnetic field of 1500 Oe at a speed of 1 m / s. In the third batch, as a mixing liquid, 90.5 l of catholyte was poured into the concrete mixer, with a pH value of pH an equal to 11. The catholyte was also processed in a transverse magnetic field of 1500 Oe at a speed of 1 m / s. In the second and third in batches, electrostatic charging of cement particles was performed, but in the first batch there was no such charge. For electrostatic charging of cement in the second and third batches from a high-voltage source of constant voltage 20, plus 11 kV was supplied through a bushing 21 to a mesh electrode 19, and cement was poured from a drive 17 through a batcher 18 into a dielectric funnel with a pipe 22 in the amount of 365 kg.

Процедура приготовления цементного теста во всех трех замесах была идентичной. В турбулентный смеситель-активатор заливали жидкость затворения в количестве 109,5 л при включенном двигателе 1 на режим перемешивания. После этого засыпали в турбулентный смеситель-активатор цемент из накопителя 17 через дозатор 18 в количестве 365 кг. Одновременно с подачей цемента в турбулентный смеситель-активатор включалось напряжение, от стабилизированных источников тока 38, на электроды 6 турбулентного смесителя-активатора. Корпус турбулентного смесителя-активатора был заземлен. В процессе приготовления цементного на электроизоляционном диске 39 было равномерно закреплено 200 игольчатых идентичных электродов 6. От источников стабилизированного тока 38 добивались того, чтобы через каждый игольчатый электрод протекал ток 1 А. Поскольку все токи, протекающие через объем теста параллельны, то для определения их общей величины из складывали. Суммарный ток и ток, измеренный в цепи анода, были равны между собой и составляли величину общего тока, равную 200 А. Таким образом величиной токовой нагрузки, в процессе разогрева цементного теста составила по силе тока 200 А. Продолжительность процесса приготовления цементного теста 3 мин. Температура нагрева цементного теста во всех трех замесах лежала в диапазоне (95÷98)°С. Начальная температура бетонного теста лежала в диапазоне (18÷20)°С. Разогретое цементное тесто подавали в бетоносмеситель, который был загружен заполнителем и затворной жидкостью, и включен в режим перемешивания. В первом замесе в качестве затворной жидкости в бетоносмеситель была залита вода, во втором замесе - омагниченный анолит, а в третьем - омагниченный католит. Длительность перемешивания оставила (2÷3) мин. Готовую смесь выгружали в транспортное средство для перевозки на место укладки. Температура бетонной смеси на выходе из смесителя составила (65÷68)°С. Для оценки величины прочности бетона в нормальных условиях изготавливали контрольные образцы-кубики ребром 150×150×150 мм, которые испытывали в возрасте 28 суток хранения в камере нормального твердения.The procedure for the preparation of cement paste in all three batches was identical. The turbulent mixer-activator was filled with a mixing fluid in an amount of 109.5 l with the engine 1 on for mixing mode. After that, cement was poured into the turbulent mixer-activator from the accumulator 17 through the dispenser 18 in the amount of 365 kg. Simultaneously with the supply of cement to the turbulent mixer-activator, voltage was switched on from stabilized current sources 38 to the electrodes 6 of the turbulent mixer-activator. The housing of the turbulent mixer-activator was grounded. During the preparation of cement on the insulating disk 39, 200 needle-shaped identical electrodes were uniformly fixed. 6. From the stabilized current sources 38, it was ensured that a current of 1 A passed through each needle electrode. Since all currents flowing through the test volume are parallel, then to determine their total the values of added up. The total current and current measured in the anode circuit were equal to each other and amounted to a total current of 200 A. Thus, the current load during the heating of the cement test was 200 A in current strength. The duration of the cement test preparation process was 3 minutes. The temperature of the cement paste heating in all three batches was in the range (95 ÷ 98) ° С. The initial temperature of the concrete test lay in the range (18 ÷ 20) ° С. The heated cement dough was fed into a concrete mixer, which was loaded with aggregate and barrier fluid, and included in the mixing mode. In the first batch, water was poured into the concrete mixer as a barrier fluid, in the second batch - magnetized anolyte, and in the third - magnetized catholyte. The duration of mixing left (2 ÷ 3) minutes The finished mixture was unloaded into a vehicle for transportation to the place of laying. The temperature of the concrete mixture at the outlet of the mixer was (65 ÷ 68) ° C. To assess the strength of concrete under normal conditions, control cubes were made with an edge of 150 × 150 × 150 mm, which were tested at the age of 28 days in a normal hardening chamber.

Результаты проверки прочности показали, что в 28 суточном возрасте прочность бетона, приготовленного по заявляемому способу во втором замесе, превышала прочность бетона, приготовленного по способу-прототипу на 38%, а прочность бетонного камня, приготовленного по заявляемому способу в третьем замесе - на 45%.The strength test results showed that at 28 days of age, the strength of concrete prepared by the present method in the second batch exceeded the strength of concrete prepared by the prototype method by 38%, and the strength of concrete stone prepared by the claimed method in the third batch by 45% .

Таким образом, заявляемый способ имеет следующие преимущества перед способом-прототипом: повышенную гидратацию цемента на (20÷30)%; сниженное в 2-2,5 раза время схватывания цемента; повышенную в 3-4 пластичную прочность цементного теста на ранних стадиях затворения; повышенную на 35-46% прочность бетонного камня в 28 суточном возрасте.Thus, the claimed method has the following advantages over the prototype method: increased cement hydration by (20 ÷ 30)%; 2-2.5 times reduced cement setting time; increased in 3-4 plastic strength of cement paste in the early stages of mixing; 35–46% increased concrete stone strength at 28 days of age.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №146228, кл. В28С 5/00, 1961.1. USSR author's certificate No. 146228, cl. B28C 5/00, 1961.

2. Соломатов В.И. и др. Интенсивная технология бетонов. - М.: Стройиздат, 1989 с.69-75.2. Solomatov V.I. and others. Intensive technology of concrete. - M.: Stroyizdat, 1989 p. 69-75.

3. Патент РФ №2093496. Способ приготовления активированной бетонной смеси // Гасанов К.А., кл. С04В 40/00, В28С 5/46. Опубл. В БИ 20.10.1997. - (Прототип)3. RF patent No. 2093496. The method of preparation of activated concrete mix // Hasanov K.A., class. С04В 40/00, В28С 5/46. Publ. In the BI 10/20/1997. - (Prototype)

4. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т.3. Кн.2. Использование электрической энергии/Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова, П.Г.Грудинского, Л.А.Жукова и др. - 6-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982., стр.228.4. Electrical reference book. In 3 volumes T. 3. Book 2. The use of electrical energy / Under the total. ed. MEI professors V.G. Gerasimov, P.G. Grudinsky, L.A. Zhukov, etc. - 6th ed., rev. and add. - M.: Energoizdat, 1982., p. 228.

5. B.C.Баталов. Теоретические основы вибротехнической технологии монолитного бетона: Монография. Магнитогорск: МГМА, 1998, стр.41-53.5. B.C. Batalov. Theoretical Foundations of Vibrotechnical Technology of Monolithic Concrete: Monograph. Magnitogorsk: MGMA, 1998, pp. 41-53.

6. Гульков А.Н., Заславский Ю.А., Ступаченко П.П. Применение магнитной обработки воды на предприятиях Дальнего Востока // Владивосток: изд-во Дальневосточного университета. 1990, стр.134.6. Gulkov A.N., Zaslavsky Yu.A., Stupachenko P.P. The use of magnetic water treatment at the enterprises of the Far East // Vladivostok: Publishing House of the Far Eastern University. 1990, p. 134.

Claims (1)

Способ приготовления бетонной смеси, включающий перемешивание части расчетной дозы жидкости затворения с цементом в турбулентном смесителе-активаторе, и их одновременный электроразогрев током до заданной температуры, введение оставшейся части расчетной дозы жидкости затворения в бетоносмеситель с заполнителем, последующее введение полученной разогретой суспензии в бетоносмеситель и окончательное перемешивание полученной смеси, отличающийся тем, что предварительно в объеме 40-70% от расчетной-рецептурной дозы жидкости затворения заливают в турбулентный смеситель-активатор католит, имеющий значение водородного показателя (рН)кат, лежащее в диапазоне 9≤(рН)кат≤13,5, который в процессе заливки в турбулентный смеситель-активатор пропускают со скоростью 1-2 м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне 500-2000 Э, после чего засыпают в турбулентный смеситель-активатор цемент, причем частицы цемента в процессе его засыпки в турбулентный смеситель-активатор заряжают положительным электростатическим зарядом, для чего цемент пропускают через сетчатый электрод, на который подают положительный высоковольтный потенциал, абсолютная величина которого лежит в диапазоне 10-12 кВ, затем смешивают омагниченный католит с электростатически заряженными частицами цемента в турбулентном смесителе-активаторе и полученную смесь в процессе перемешивания в турбулентном смесителе-активаторе разогревают, при этом разогрев цементного теста в турбулентном смесителе активаторе осуществляют током, равномерно распределенным по объему цементного теста, для чего упомянутое тесто располагают между двумя плоскими дисками, плоскости которых, обращены друг к другу и параллельны, причем один их плоских дисков изготавливают из электропроводного материала, а второй диск изготовляют из электроизоляционного материала, при этом на поверхности упомянутого второго диска, обращенной в сторону первого диска, закрепляют совокупность идентичных игольчатых электродов, которые равномерно распределяют по поверхности упомянутого второго диска, при этом продольные оси каждого из игольчатых электродов располагают перпендикулярно плоскости упомянутого электроизоляционного диска, затем в процессе разогрева цементного теста обеспечивают протекание через каждый игольчатый электрод одинаковых по величине токов, для чего на каждый из игольчатых электродов подают автономное питание от идентичных источников стабилизированного тока, при этом одновременно с заливкой жидкости затворения в турбулентный смеситель-активатор в бетоносмеситель с заполнителем также заливают оставшуюся от расчетной рецептурной дозы часть жидкости затворения, в качестве которой используют упомянутый выше католит или анолит, имеющий значение водородного показателя (рН)ан, лежащее в диапазоне 1,5≤(рН)ан≤6,5, причем упомянутую жидкость затворения (анолит или католит) в процессе ее заливки в бетоносмеситель с заполнителем также пропускают со скоростью 1-2 м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне 500-2000 Э, затем после перемешивания и разогрева суспензии (цементного теста) до заданной температуры ее также переливают в бетоносмеситель и полученную смесь окончательно перемешивают. A method of preparing a concrete mixture, including mixing part of the calculated dose of mixing liquid with cement in a turbulent mixer-activator, and simultaneously electrically heating them to a predetermined temperature, introducing the remaining part of the calculated dose of mixing liquid into a concrete mixer with aggregate, then introducing the resulting heated suspension into a concrete mixer and final mixing the resulting mixture, characterized in that previously in the amount of 40-70% of the calculated-recipe dose of the mixing fluid per ivayut turbulent mixer activator catholyte having a pH value (pH) Cat lying in 9≤ range (pH) Cat ≤13,5, which during pouring into a turbulent mixer activator is passed at a speed of 1-2 m / s through a transverse magnetic field, the intensity of which lies in the range of 500-2000 Oe, after which cement is poured into the turbulent mixer-activator, and cement particles are charged with a positive electrostatic charge during its filling into the turbulent mixer-activator, for which cement is passed through with a mesh electrode, to which a positive high-voltage potential is applied, the absolute value of which lies in the range of 10-12 kV, then magnetized catholyte is mixed with electrostatically charged cement particles in a turbulent mixer-activator and the resulting mixture is heated in the turbulent mixer-activator during mixing, while heating the cement paste in a turbulent mixer activator is carried out by a current evenly distributed throughout the volume of cement paste, for which the said paste is placed between two flat disks, the planes of which are facing each other and parallel, moreover, one of the flat disks is made of electrically conductive material, and the second disk is made of electrically insulating material, and on the surface of said second disk facing the first disk, a set of identical electrodes that are evenly distributed over the surface of said second disk, with the longitudinal axis of each of the needle electrodes being perpendicular to the plane of said removed electrical insulating disk, then, during the heating of the cement paste, the same currents flow through each needle electrode, for which each of the needle electrodes is supplied with independent power from identical sources of stabilized current, while simultaneously filling the mixing fluid into a turbulent activator mixer in a concrete mixer with aggregate also fill in the part of the mixing liquid remaining from the calculated prescription dose, which is used as mentioned further a catholyte or anolyte having a pH value of pH ( en ) an , lying in the range of 1.5 ((pH) an ≤ 6.5, and said mixing liquid (anolyte or catholyte) is also passed through with a filler in a concrete mixer at a speed of 1-2 m / s through a transverse magnetic field, the intensity of which lies in the range of 500-2000 Oe, then after mixing and heating the suspension (cement paste) to a predetermined temperature, it is also poured into a concrete mixer and the resulting mixture is finally mixed.
RU2011107905/03A 2011-03-01 2011-03-01 Method of preparing concrete mixture RU2466115C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011107905/03A RU2466115C1 (en) 2011-03-01 2011-03-01 Method of preparing concrete mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011107905/03A RU2466115C1 (en) 2011-03-01 2011-03-01 Method of preparing concrete mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011107905A RU2011107905A (en) 2012-09-10
RU2466115C1 true RU2466115C1 (en) 2012-11-10

Family

ID=46938502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011107905/03A RU2466115C1 (en) 2011-03-01 2011-03-01 Method of preparing concrete mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2466115C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530967C1 (en) * 2013-06-07 2014-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method of concrete mixture preparation
RU2750772C2 (en) * 2019-12-23 2021-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Method for winter concreting of building structures
RU2750883C2 (en) * 2019-12-23 2021-07-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Method for concreting at subzero temperatures
RU2793114C1 (en) * 2022-03-25 2023-03-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) Method for activating water-cement suspension

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2819239A (en) * 1955-12-06 1958-01-07 Dow Chemical Co Portland cement-vinylidene chloride polymer composition, method of making, and method of using
RU2016885C1 (en) * 1991-05-21 1994-07-30 Гусев Борис Владимирович Method of concrete mixture preparing
RU2093496C1 (en) * 1992-11-30 1997-10-20 Дагестанский Политехнический Институт Method of preparing activated concrete mix
RU2093355C1 (en) * 1996-06-03 1997-10-20 Вячеслав Андреевич Погорелов Method of synergistic treatment of concrete mix and device for its embodiment
GB2396861A (en) * 2002-11-08 2004-07-07 Bj Services Co High strength cement for use in oil wells
UA9624U (en) * 2005-02-01 2005-10-17 Nat University Lvivska Politec Method of removal of aggressive components from hot gases
EP2105420A1 (en) * 2008-03-26 2009-09-30 Council of Scientific&Industrial Research A composition for building material and a process for the preparation thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2819239A (en) * 1955-12-06 1958-01-07 Dow Chemical Co Portland cement-vinylidene chloride polymer composition, method of making, and method of using
RU2016885C1 (en) * 1991-05-21 1994-07-30 Гусев Борис Владимирович Method of concrete mixture preparing
RU2093496C1 (en) * 1992-11-30 1997-10-20 Дагестанский Политехнический Институт Method of preparing activated concrete mix
RU2093355C1 (en) * 1996-06-03 1997-10-20 Вячеслав Андреевич Погорелов Method of synergistic treatment of concrete mix and device for its embodiment
GB2396861A (en) * 2002-11-08 2004-07-07 Bj Services Co High strength cement for use in oil wells
UA9624U (en) * 2005-02-01 2005-10-17 Nat University Lvivska Politec Method of removal of aggressive components from hot gases
EP2105420A1 (en) * 2008-03-26 2009-09-30 Council of Scientific&Industrial Research A composition for building material and a process for the preparation thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530967C1 (en) * 2013-06-07 2014-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method of concrete mixture preparation
RU2750772C2 (en) * 2019-12-23 2021-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Method for winter concreting of building structures
RU2750883C2 (en) * 2019-12-23 2021-07-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Method for concreting at subzero temperatures
RU2793114C1 (en) * 2022-03-25 2023-03-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) Method for activating water-cement suspension

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011107905A (en) 2012-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2466115C1 (en) Method of preparing concrete mixture
Topçu et al. Electrical conductivity of setting cement paste with different mineral admixtures
CN205704676U (en) A kind of cement highly efficient agitating device for building
JP2010036073A (en) Method and apparatus for mixing granular material with liquid
JP2014511786A (en) Improved method for production of cement mortar body and unit for performing the method
CN111545562A (en) Method for repairing organic-polluted low-permeability soil by homogenizing mass transfer electric field-electric-thermal conduction coupling
RU2440959C1 (en) Method of preparing concrete mixture
RU2496748C1 (en) Method of preparing concrete mixture
Liu et al. Effects of flocculation of cement slurry on groutability of porous media
RU2479525C2 (en) Method of preparing concrete mixture
CN205164591U (en) Carbide raw materials for production blending tank
CN106475537A (en) The adjustable electromagnetic mixing apparatus of stirring region and method
CN113480857A (en) Controllable magnetic release microcapsule, preparation method, release control method and application thereof
CN205704695U (en) A kind of concrete mixer
RU2093496C1 (en) Method of preparing activated concrete mix
KR20180124319A (en) Grout mixing apparatus and grout mixing method using electromagnetic force
JP2012149480A (en) Soil cement method
RU2249573C1 (en) Method of activating concrete mix tempering water with mechanical agitation
CN109748338A (en) A kind of novel water-treatment medicament compositional apparatus and preparation method
CN219855236U (en) Concrete mortar stirring device
CN220113630U (en) Storage stirring tank for mortar mixing
JP2016169996A (en) Method for determining cement composition and method for processing cement composition
CN204051655U (en) A kind of device manufactured for lithium ion battery electrode active material
RU2821490C1 (en) Method of construction 3d printing by layer-by-layer extrusion with controlled duration of technological break
RU2249574C1 (en) Method of activating concrete mix tempering water with bubbling agitation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160302