- •Российская академия архитектуры и строительных наук Отделение строительных наук научно-исследовательский институт строительной физики
- •Глава 2 профессор, д.Т.Н.
- •Глава 1 Аспирант
- •Глава 1. Литературный обзор……………………………………………….……6
- •Введение
- •Глава 1. Литературный обзор
- •Основные сведения о бетоне
- •1.2 Пенобетон
- •1.2.1. Реологические свойства минеральных композиций и способы их регулирования
- •1.3. Формирование структуры бетона
- •1.3.1. Модели гидратированного портландцементного геля: роль воды
- •1.4. Направленное структурообразование бетона
- •1.5.Современные представление о структуре воды и её влияние на формирование свойств цементного камня и бетона.
- •1.5.1.Структура воды
- •1.5.2. Модели структуры воды
- •1.5.3 Физико-химические свойства воды
- •1.5.4. Влияние растворимых примесей
- •1.6. Способы воздействия на водную систему
- •Аппарат с постоянными магнитами:
- •2. Аппарат с электромагнитами:
- •1.7. Обработка водных систем ультразвуковыми колебаниями
- •Глава 2. Экспериментальная часть
- •2.1.1. Влияние ультразвуковой активации на физические свойства водных систем
- •2.1.2. Исследование влияния ультразвуковой активации на структуру систем вода - цемент
- •2.2. Исследование влияния ультразвуковой активации на структуру цементного камня бетона и пенобетона
- •2.2.1. Исследование влияния ультразвуковой активации воды затворения на структуру цементного камня бетона
- •2.2.2. Исследование влияния ультразвуковой активации на структуру цементного камня пенобетона
- •Библиографический список
- •Публикации 2010 года
1.5.4. Влияние растворимых примесей
Вода всегда содержит примеси. Даже предельно чистая вода, тщательно сохраняемая, быстро их приобретает, растворяя, казалось бы, нерастворимые стенки сосудов. Загрязнена и дистиллированная вода, не говоря уже о природной или технической.
Примеси, находящиеся в воде, сильно и разнообразно влияют на ее структуру и следовательно физико-химические свойства. Примеси в воде делятся на две большие группы: электролиты, присутствующие в воде в виде ионов, и неэлектролиты, находящиеся в ней в молекулярной форме.
Влияние ионов на структуру воды связано с их гидратацией. Различают ближнюю гидратацию (воздействие иона с ближними к нему молекулами воды) и дальнюю гидратацию, поляризацию более отдаленных молекул воды. Основной вклад в теорию гидратации ионов сделан О. Я. Самойловым, развившим молекулярно кинетическое представление о гидратации ионов [12]. Характеристикой ближней гидратации является отношение времени пребывания молекулы воды в ближайшем окружении ко времени нахождения ее в положении равновесии с другими молекулами в невозмущенной структуре воды. На основании данных о растворимости солей и теплотax гидратации ионов установлено, что на связь одной молекулы с катионом в зависимости от его заряда (+ 1, +2 или +3) приходится соответственно 42, 126 пли 420 кДж/моль (10, 30 или 100 ккал/моль). В последнем случае гидратированный катион похож на химическое соединение. Вблизи одновалентных ионов время оседлого пребывания молекул воды имеет порядок 10-8 сек [12].
По изменениям энтропии гидратации установлено, что при появлении иона в воде энтропия системы не уменьшается, а наоборот увеличивается вследствие искажения структуры воды (поскольку гидратированный ион не вписывается в структуру воды - сетку водородных связей).
О. Я. Самойловым введены также понятия положительной и отрицательной гидратации [12]. В первом случае ослабляется трансляционное движение молекул воды вблизи иона, они становятся менее подвижными, чем в чистой воде. При отрицательной гидратации, наоборот, возрастает подвижность молекул воды вблизи иона. Это происходит в присутствии ионов большого размера с малыми зарядами (К+, Cs+ -и др.). Различный характер гидратации ионов четко отмечается методами ядерного магнитного резонанса, инфракрасной спектроскопии и др.
Характер гидратации ионов влияет на основные свойства водных растворов - их сжимаемость и плотность, коэффициент диффузии растворенных веществ, давление пара, электропроводность, температуры кипения и замерзания, растворяющую способность, ИК- спектры и химические сдвиги. В исследованиях процессов, связанных с магнитной обработкой, рассматривают ее влияние на скорость ультразвука и ширину линий протонномагнитного резонанса. Степень гидратации ионов является одним из основных факторов, определяющих их подвижность и химическую активность. Поэтому важно установить, влияет ли магнитная обработка водных растворов на гидратацию ионов, поскольку с этим может быть связан механизм ее действия [12].