Construction and Architecture Construction and Architecture Строительство и архитектура 2308-0191 2500-1477 40059 10.29039/2308-0191-2020-8-4-43-48 05.23.05 Строительные материалы и изделия 05.23.05 BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS 05.23.05 Строительные материалы и изделия Activating cement mixing water with the relaxation processes Активация воды затворения цемента с учетом реласакционных процессов Павлов Андрей Николаевич Pavlov Andrei Nikolaevich and2562@yandex.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Гольцов Юрий Иванович Gol'tsov Yurii Ivanovich vollmann@mail.ru Маилян Левон Рафаэлович Mailyan Levon Rafaelovich mailyan@sroufo.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-5376-247X Щербань Евгений Михайлович Shcherban' Evgeniy Mihaylovich au-geen@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-0364-5504 Стельмах Сергей Анатольевич Stel'makh Sergey Anatol'evich sergej.stelmax@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-9950-8696 Самофалова М. С. Samofalova M. S. mary.ss17@yandex.ru Донской государственный технический университет Ростов-на-Дону Россия Don state technical university Rostov-on-Don Russian Federation Донской государственный технический университет Don State Technical University Донской государственный технический университет RU Don state technical University RU 8 4 43 48 https://conarc.ru/en/nauka/article/40059/view

Проведен анализ релаксационных процессов в воде, активированной термически или ультрафиолетовым облучением. Активация воды затворения приводит к более раннему затвердеванию цемента. При этом активированная вода теряет свои свойства со временем релаксации, которое равно времени активности талой воды, что объясняется общими причинами происхождения повышенных реакционных свойств активированной воды и талой воды. Эти свойства обусловлены тем, что при активации увеличивается содержание свободных молекул воды. В обычном состоянии часть молекул воды входит в пустоты фрактально-клатратных структур. При термических или радиационных активационных процессах, характеризуемых определенными временами релаксации, эти структуры разрушаются, и свободные молекулы воды высвобождаются. Но после прекращения активации идут релаксационные процессы по восстановлению термодинамически равновесных фрактально-клатратных структур, и часть свободной воды снова захватывается этими структурами. Поэтому реакционная способность воды после прекращения активации уменьшается.

The analysis of relaxation processes in water activated by thermal or ultraviolet radiation has been carried out. The activation of the mixing water leads to an earlier hardening of the cement. At the same time, activated water loses its properties with a relaxation time, which is equal to the activity time of melt water, which is explained by the common reasons for the origin of the increased reaction properties of activated water and melt water. These properties are due to the fact that activation increases the content of free water molecules. In the normal state, some of the water molecules enter the voids of fractal-clathrate structures. During thermal or radiation activation processes, characterized by certain relaxation times, these structures are destroyed, and free water molecules are released. But after the termination of activation, relaxation processes take place to restore thermodynamically equilibrium fractal-clathrate structures, and part of the free water is again captured by these structures. Therefore, the reactivity of water after the termination of activation decreases.

 ультрафиолетовое облучение фрактально-клатратная структура свободная вода прочность бетона ultraviolet irradiation fractal-clathrate structure free water concrete strength

Зарембо В.И. Использование слабых импульсов электрического тока в технологии изготовления бетонных и железобетонных изделий и сооружений: Ч.1 [Текст] / В.И. Зарембо, О.Л. Киселёва, А.А. Колесников, К.А. Суворов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2004. - № 10(69). - С. 58-59. Zarembo V.I. Ispol'zovanie slabyh impul'sov elektricheskogo toka v tehnologii izgotovleniya betonnyh i zhelezobetonnyh izdeliy i sooruzheniy: Ch.1 [The use of weak pulses of electric current in the technology of manufacturing concrete and reinforced concrete products and structures: Part 1]. Stroitel'nye materialy, oborudovanie, tehnologii XXI veka [Building materials, equipment, technologies of the XXI century]. 2004, I. 10, pp. 58-59. Павлов А.Н. Прочность пенобетона при воздействии переменного электрического поля [Текст] / А.Н. Павлов, Ю.И. Гольцов, С.А. Стельмах, Е.М. Щербань // Научное обозрение. - 2015. - № 10. - С. 147-150. Pavlov A.N. Prochnost' penobetona pri vozdeystvii peremennogo elektricheskogo polya [Strength of foam concrete when exposed to an alternating electric field]. Nauchnoe obozrenie [Scientific Review]. 2015, I. 10, pp. 147-150. Евтушенко Е.И. Активационные процессы в технологии строительных материалов. Некоторые элементы структурной динамики [Текст]. - Белгород: Изд-во БелГТУ, 2003. - 195 с. Evtushenko E.I. Aktivacionnye processy v tehnologii stroitel'nyh materialov. Nekotorye elementy strukturnoy dinamiki [Activation processes in building materials technology. Some elements of structural dynamics]. Belgorod: Izd-vo BelGTU [BelSTU Publishing House], 2003. 195 p. Прокопец В.С. Влияние механоактивационного воздействия на активность вяжущих веществ [Текст] / В.С. Прокопец // Строительные материалы. - 2003. - № 9. - С. 28-29. Prokopec V.S. Vliyanie mehanoaktivacionnogo vozdeystviya na aktivnost' vyazhuschih veschestv [Influence of mechanoactivation effect on the activity of binders] // Stroitel'nye materialy [Building materials]. 2003, I. 9, pp. 28-29. Ядыкина В.В. Управление процессами формирования и качеством строительных композитов с учетом состояния поверхности дисперсного сырья [Текст]. - М: Изд. АСВ. 2009. - 374 с. Yadykina V.V. Upravlenie processami formirovaniya i kachestvom stroitel'nyh kompozitov s uchetom sostoyaniya poverhnosti dispersnogo syr'ya [Management of the formation processes and the quality of building composites taking into account the state of the surface of dispersed raw materials]. M: Izd. ASV [ASV Publishing House]. 2009. 374 p. Павлов А.Н. Прочность пенобетона, активированного малоэнергоемким переменным электрическим полем [Текст] / А.Н. Павлов, Ю.И. Гольцов, С.А. Стельмах, Е.М. Щербань // Строительство - 2015: Современные проблемы строительства. Мат. междунар. науч.-практ. конф. ФГБОУ ВПО «РГСУ» - Ростов-на-Дону, 2015. С. 402-404. Pavlov A.N. Prochnost' penobetona, aktivirovannogo maloenergoemkim peremennym elektricheskim polem [Strength of foam concrete activated by low-energy-consuming alternating electric field]. Stroitel'stvo - 2015: Sovremennye problemy stroitel'stva. Mat. mezhdunar. nauch.-prakt. konf. FGBOU VPO «RGSU» [Construction - 2015: Modern problems of construction. Mat. int. scientific-practical conf. FSBEI HPE "RSCEU"]. Rostov-on-Don, 2015, pp. 402-404. Щербань Е.М. Эффективность электрофизической активации пенобетонных смесей [Электронный ресурс] / Е.М. Щербань, С.А. Стельмах, Ю.И. Гольцов, Х.С. Явруян // Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 4 URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2193. Shcherban' E.M. Effektivnost' elektrofizicheskoy aktivacii penobetonnyh smesey [Efficiency of electrophysical activation of foam concrete mixtures]. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering journal of Don]. 2013, I. 4 URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2193. Кудяков А.И. Улучшение качества цементного камня путем многочастотной ультразвуковой активации воды затворения [Текст] / А.И. Кудяков, А.Г. Петров, Г.Г. Петров, К.В. Иконникова // Вестник ТГАСУ. - 2012. - № 3. - С. 143-152. Kudyakov A.I. Uluchshenie kachestva cementnogo kamnya putem mnogochastotnoy ul'trazvukovoy aktivacii vody zatvoreniya [Improving the quality of cement stone by multifrequency ultrasonic activation of mixing water]. Vestnik TGASU [Bulletin of TUACE]. 2012, I. 3, pp. 143-152. Гуюмджян П.П. Улучшение свойств бетона путем механической обработки воды затворения [Текст] / П.П. Гуюмджян, Т.Г. Ветренко, Е.А. Расцветова // Вестник ТГАСУ. - 2010. - № 2. - С. 154-161. Guyumdzhyan P.P. Uluchshenie svoystv betona putem mehanicheskoy obrabotki vody zatvoreniya [Improving concrete properties by mechanical treatment of mixing water]. Vestnik TGASU [Bulletin of TUACE]. 2010, I. 2, pp. 154-161. Аубакирова И.У. Эффективность активации воды затворения углеродными наночастицами [Текст] / И.У. Аубакирова, В.Д. Староверов, Ю.В. Пухаренко // Инженерно-строительный журнал. - 2009. - № 1(3). - С. 40-45. Aubakirova I.U. Effektivnost' aktivacii vody zatvoreniya uglerodnymi nanochasticami [Efficiency of activation of mixing water by carbon nanoparticles]. Inzhenerno-stroitel'nyy zhurnal [Magazine of Civil Engineering]. 2009, I. 1(3), pp. 40-45. Слабожанин Г.Д. О влиянии УФ-облучения воды затворения на прирост прочности цементного камня [Текст] / Г.Д. Слабожанин, А.А. Алексеев, Н.А. Калинников // Вестник ТГАСУ. - 2009. - № 2. - С. 102-105. Slabozhanin G.D. O vliyanii UF-oblucheniya vody zatvoreniya na prirost prochnosti cementnogo kamnya [On the influence of UV irradiation of mixing water on the strength gain of cement stone]. Vestnik TGASU [Bulletin of TUACE]. 2009, I. 2, pp. 102-105. Павлов А.Н. Фрактальные аспекты влияния ультрафиолетового облучения воды затворения на прочность цементного камня [Текст] / А.Н. Павлов, Ю.И. Гольцов // Вестник Евразийской науки. - 2018. - № 3. - Т. 10 URL: https://esj.today/PDF/27SAVN318.pdf. Pavlov A.N. Fraktal'nye aspekty vliyaniya ul'trafioletovogo oblucheniya vody zatvoreniya na prochnost' cementnogo kamnya [Fractal aspects of the effect of ultraviolet irradiation of mixing water on the strength of cement stone]. Vestnik Evraziyskoy nauki [The Eurasian Scientific Journal]. 2018, I. 3, V. 10 URL: https://esj.today/PDF/27SAVN318.pdf. Смирнов А.Н. Структура воды: гигантские гетерофазные кластеры воды [Текст] / А.Н. Смирнов, В.Б. Лапшин, И.М. Лебедев, В.В. Гончарук, А.В. Сыроежкин // Химия и технология воды. - 2005. - № 2. - С. 11-37. Smirnov A.N. Struktura vody: gigantskie geterofaznye klastery vody [Water structure: giant heterophase water clusters]. Himiya i tehnologiya vody [Chemistry and Water Technology ]. 2005, I. 2, pp. 11-37. Смирнов А.Н. Надмолекулярные комплексы воды: «эмулоны» [Текст] / А.Н. Смирнов // Физика живого. - 2010. - № 18(2). - С. 23-33. Smirnov A.N. Nadmolekulyarnye kompleksy vody: «emulony» [Supramolecular complexes of water: "emulons"]. Fizika zhivogo [Physics of the living]. 2010, I. 18(2), pp. 23-33. Павлов А.Н. Влияние температуры на фрактальные структуры воды [Текст] / А.Н. Павлов, Ю.И. Гольцов // Наука и Мир. - 2018. - № 6(58). - Т. 2. - С. 17-21. Pavlov A.N. Vliyanie temperatury na fraktal'nye struktury vody [Influence of temperature on fractal structures of water]. Nauka i Mir [Science and the World]. 2018, I. 6(58), V. 2, pp. 17-21. Гарибов А.А. Фотолиз Н2О и СО2 на поверхности графитоподобного нитрида бора [Текст] / А.А. Гарибов, Н.Г. Гасанов, М.А. Мехрабова // Fizika-riyaziiyat və texnika elmləri seriyas. - 2005. - № 5. - С. 149-151. Garibov A.A. Fotoliz N2O i SO2 na poverhnosti grafitopodobnogo nitrida bora [Photolysis of H2O and CO2 on the surface of graphite-like boron nitride]. Fizika-riyaziiyat və texnika elmləri seriyas. 2005, I. 5, pp.149-151. Лобышев В.И. Вода как сенсор слабых воздействий физической и химической природы [Текст] / В.И. Лобышев // Рос. хим. ж. - 2007. - Т. LI. - № 1. - С. 107-114. Lobyshev V.I. Voda kak sensor slabyh vozdeystviy fizicheskoy i himicheskoy prirody [Water as a sensor of weak physical and chemical influences]. Ros. him. zh. [Russian chemical journal]. 2007, V. LI, I. 1, pp. 107-114. Логанина В.И. Повышение активности воды затворения цементных систем акустическим полем [Текст] / В.И. Логанина, Г.А. Фокин, Н.Г. Вилкова, Я.А. Карасева // Строительные материалы. - 2008. - № 10. - С. 14-16. Loganina V.I. Povyshenie aktivnosti vody zatvoreniya cementnyh sistem akusticheskim polem [Increasing the activity of mixing water for cement systems by an acoustic field]. Stroitel'nye materialy [Building materials]. 2008, I. 10, pp. 14-16. Ветренко Т.Г. Влияние механической активации на свойства воды [Текст] / Т.Г. Ветренко, Е.А. Расцветова, П.П. Гуюмджян // Ученые записки инж.-строит. факультета. ИГАСУ. - 2008. - Вып. 4. - С. 68-71. Vetrenko T.G. Vliyanie mehanicheskoy aktivacii na svoystva vody [Effect of mechanical activation on water properties]. Uchenye zapiski inzh.-stroit. fakul'teta. IGASU [Scientific notes engineer-building faculty. ISUACE]. 2008, I. 4, pp. 68-71. Уэйн Р. Основы и применения фотохимии [Текст]. - М.: Мир, 1991. - 304 с. Wayne R. Osnovy i primeneniya fotohimii [Fundamentals and Applications of Photochemistry]. M.: Mir. 1991. 304 p. Игнатьев В.К. Исследование условной вязкости термически активированной воды [Текст] / В.К. Игнатьев, Ф.М. Шмаков // Биофизика. - 2012. - Т. 13. - С. 819-831. Ignat'ev V.K. Issledovanie uslovnoy vyazkosti termicheski aktivirovannoy vody [Study of the conditional viscosity of thermally activated water]. Biofizika [Biophysics]. 2012, V. 13, pp. 819-831.