Абзаев Ю.А.

УДК 622.733:537.064.32

АБЗАЕВ ЮРИЙ АФАНАСЬЕВИЧ, докт. физ.-мат. наук, профессор,

abzaev@tsuab.ru

САРКИСОВ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

sarkisov@tsuab.ru

САФРОНОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, канд. техн. наук, профессор,

v.n.safronov@mail.ru

ГОРЛЕНКО НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

gorlen52@mail.ru

КУГАЕВСКАЯ СОФЬЯ АЛЕКСАНДРОВНА, аспирант,

sоmanа@mail.ru

КОВАЛЕВА МАРГАРИТА АЛЕКСЕЕВНА, канд. техн. наук, доцент,

xomoch28@mail.ru

ЕРМИЛОВА ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА, магистрант,

ermilovatatyаna@icloud.com

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

ВЛИЯНИЕ ЦИКЛОВОЙ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ НА СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ФАЗ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ В РАЗЛИЧНЫЕ СРОКИ ТВЕРДЕНИЯ

В работе проведен сопоставительный количественный фазовый анализ структур цементного камня после 1, 3, 7 и 28 суток твердения при обычных условиях контрольных образцов, затворенных обычной водой, и исследуемых, затворенных водой после предварительной цикловой обработки ее постоянным магнитным полем. Установлено существенное различие в расчетных значениях энергий кристаллических решеток, энергий Ферми и состояния фаз алита в разные сроки твердения цементного камня с использованием цикловой магнитнообработанной воды затворения по сравнению с контрольной системой «цемент – вода».

Энергии решеток фаз Ca6H2O13Si13 (Dellaite), Ca2FeAlO5, Ca2O4Si, Ca3O5Si (Alite) вычислены с помощью градиентного псевдопотенциала электронной плотности (GGA) с учетом спина электронов при 0 К. Волновые функции валентных электронов анализировались в базисе плоских волн с радиусом обрезания кинетической энергии в 330 эВ. В этом случае сходимость полной энергии составляла ~0,5×10–6 эВ/атом.

Ключевые слова: метод Ритвельда; количественный фазовый анализ; параметры решетки; кристаллическое строение; портландцемент; цикловая магнитная обработка воды.

Библиографический список

  1. Роль цикловой магнитной обработки воды затворения в управлении свойствами и процессами гидратации и структурообразования цементных систем / В.Н. Сафронов, Н.П. Горленко, Ю.С. Саркисов, Ю.А. Абзаев, С.А. Кугаевская, Т.А. Ермилова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2014. – № 4. – С. 135–148.
  2. Сафронов, В.Н. Оптимизация свойств цементных композитов при различных технологических приемах подготовки цикловой магнитной активации воды затворения / В.Н. Сафронов, С.А. Кугаевская // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2014. – № 1. – С. 85–99.
  3. Магнитное поле как фактор управления свойствами и структурой цементных систем. Ч. 1. Теоретические предпосылки влияния магнитного поля на физико-химические процессы / Н.П. Горленко, В.Н. Сафронов, Ю.А. Абзаев, Ю.С. Саркисов, С.А. Кугаевская, Т.А. Ермилова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2015. – № 3. – С. 134–150.
  4. Влияние времени выдержки до затворения омагниченной воды на свойства цементных композитов / В.Н. Сафронов, Г.Г. Петров, С.А. Кугаевская, Ю.С. Саркисов, Н.П. Горленко, Е.Ю. Щептинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строитель­ного университета. – 2010. – № 4. – С. 139–149.
  5. Магнитное поле как фактор управления свойствами и структурой цементных систем. Ч. 2. Структурные характеристики минералов в ранние сроки твердения цементного камня при использовании магнитно-активированной воды затворения / Ю.А. Абзаев, В.Н. Сафронов, Ю.С. Саркисов, Н.П. Горленко, С.А. Кугаевская, М.А. Ковалева, Т.А. Ермилова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2015. – № 4. – С. 150–159.
  6. Спектральное исследование воды, обработанной постоянным магнитным полем / Д.А. Афанасьев, Ю.С. Саркисов, В.Н. Сафронов, С.А. Кугаевская, Н.П. Горленко, М.А. Ковалева, Н.П. Горленко, Ю.А. Абзаев, М.Ю. Шевченко, Т.А. Ермилова // Перспективные материалы в технике и строительстве (ПМТС-2015) : материалы II Всероссийской научной конференции молодых ученых с международным участием. – Томск : Изд-во: ТГАСУ, 2015. – С. 510–513.
  7. Спектральные исследования воды, обработанной постоянным магнитным полем / Д.А. Афанасьев, Ю.С. Саркисов, С.А. Кугаевская, В.А. Сафронов, Н.П. Горленко, М.А. Ковалева, М.Ю. Шевченко // Техника и технология силикатов. – 2016. – № 1. – С. 56–69.
  8. Температурные отклики воды и водных растворов на внешнее воздействие магнитным полем / Ю.С. Саркисов, Н.П. Горленко, В.Н. Сафронов, С.А. Кугаевская, М.А. Ковалева, Т.А. Ермилова, Д.А. Афанасьев // Вестник ТГУ. – 2015. – № 2. – С. 150–159.
  9. Полнопрофильный рентгеноструктурный анализ клинкерного минерала С4AF / Ю.А. Абзаев, Ю.С. Саркисов, А.А. Клопотов, В.Д. Клопотов, Д.А. Афанасьев // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2012. – № 4.
  10. Основы рентгеноструктурного анализа в материаловедении / А.А. Клопотов, Ю.А. Абзаев, А.И. Потекаев, О.Г. Волокитин. – Томск : Изд-во ТГАСУ, 2012. – 275 с.
  11. Григорьева, Л.С. Химия в строительстве / Л.С. Григорьева. – М., 2010. – 104 с.

______________________________

YURII A. ABZAEV, DSc, Professor,

abzaev@tsuab.ru

YURII S. SARKISOV, DSc, Professor,

sarkisov@tsuab.ru

VLADIMIR N. SAFRONOV, PhD, Professor,

v.n.safronov@mail.ru

NIKOLAI P. GORLENKO, DSc, Professor,

gorlen52@mail.ru

SOF'YA A. KUGAEVSKAYA, Research Assistant,

sоmanа@mail.ru

MARGARITA A. KOVALEVA, PhD, A/Professor,

xomoch28@mail.ru

TAT'YANA A. ERMILOVA, Undergraduate Student,

ermilovatatyаna@icloud.com

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

CEMENT BRICK STRUCTURE MODIFIED BY MAGNETIC FIELD WATER CYCLING AFTER DIFFERENT PERIODS OF HARDENING

The paper presents the phase quantification of cement brick structures after 1, 3, 7 and 28 days of its hardening under the common conditions. The cement brick specimens are investigated after the preliminary magnetic field cycling of mixing water. Experiments show the significant difference between the theoretical values of energies of crystal lattices, Fermi energy, and phase conditions of alite at different periods of cement brick hardening using the magnetic field cycling and the cement-water system of monitoring.

Energies of lattice phases of Ca6H2O13Si13 (Dellaite), Ca2FeAlO5, Ca2O4Si, Ca3O5Si (Alite) are calculated using the generalized gradient approximation allowing for the electron spin at 0K. The paper presents the analysis of wave functions of valence electrons within the plane wave basis with the momentum truncation radius of 330 eV. The convergence of the total energy comes to ~0,5×10–6 eV/atom.

Keywords: Rietveld refinement method; quantitative phase analysis; lattice parameters; crystal structure; Portland cement; magnetic cycling of water.

References

  1. Safronov V.N., Gorlenko N.P., Sarkisov Yu.S., Abzaev Yu.A., Kugaevskaya S.A., Ermilova T.A. Rol' tsiklovoi magnitnoi obrabotki vody zatvoreniya v upravlenii svoistvami i protsessami gidratatsii i strukturoobrazovaniya tsementnykh sistem [Mixing water magnetic activation cycle effect on hydration and structure formation of cement systems]. Vestnik TSUAB. 2014. Nо. 4. Pp. 135–148. (rus)
  2. Safronov V.N., Kugaevskaya S.A. Optimizatsiya svoistv tsementnykh kompozitov pri razlichnykh tekhnologicheskikh priemakh podgotovki tsiklovoi magnitnoi aktivatsii vody zatvoreniya [Optimization of properties of cement composites at different magnetic activation techniques of mixing water]. Vestnik TSUAB. 2014. Nо. 1. Pp. 85–99. (rus)
  3. Gorlenko N.P., Safronov V.N., Abzaev Yu.A., Sarkisov Yu.S., Kugaevskaya S.A. Magnitnoe pole kak faktor upravleniya svoistvami i strukturoi tsementnykh sistem Chast' 1. Teoreticheskie predposylki vliyaniya magnitnogo polya na fiziko–khimicheskie protsessy [Magnetic field as factor of control for structure and properties of cement systems. Part 1. Theoretical prerequisites for magnetic effect on physicochemical processes]. Vestnik TSUAB. 2015. Nо. 3. Pp. 134–150. (rus)
  4. Safronov V.N., Petrov G.G., Kugaevskaya S.A., Sarkisov Yu.S., Gorlenko N.P., Shchepti­nov E.Yu. Vliyanie vremeni vyderzhki do zatvoreniya omagnichennoi vody na svoistva tsementnykh kompozitov [Holding period of cement composites till mixing water magnetic field cycling and their properties]. Vestnik TSUAB. 2010. No. 4. Pp. 139–149 (rus)
  5.  Abzaev Yu.A., Safronov V.N., Sarkisov Yu.S., Gorlenko N.P., Kugaevskaya S.A., Kovale­va M.A., Ermilova T.A. Magnitnoe pole kak faktor upravleniya svoistvami i strukturoi tsementnykh sistem. Chast' 2. Strukturnye kharakteristiki mineralov v rannie sroki tverdeniya tsementnogo kamnya pri ispol'zovanii magnitno-aktivirovannoi vody zatvoreniya [Magnetic Field as control for the structure and properties of cement systems. Part 2. Structural properties of minerals at cement brick early hardening using mixing water magnetic activation]. Vestnik TSUAB. 2015. No. 4. Pp.150–159. (rus)
  6. Afanas'ev D.A., Sarkisov Yu.S., Safronov V.N., Kugevskaya S.A., Gorlenko N.P., Kovale­va M.A., Gorlenko N.P., Abzaev Yu.A., Shevchenko M.Yu., Ermilova T.A. Spektral'noe issledovanie vody, obrabotannoi postoyannym magnitnym polem [Spectral investigations of water treated by magnetostatic field]. Proc. 2nd All-Rus. Conf. ‘Advanced Materials in Engineering and Technology’. Tomsk : TSUAB Publ., 2015. Pp. 510–513. (rus)
  7. Afanas'ev D.A., Sarkisov Yu.S., Kugaevskaya S.A., Safronov V.A., Gorlenko N.P., Kovale­va M.A., Shevchenko M.Yu. Spektral'nye issledovaniya vody, obrabotannoi postoyannym magnitnym polem [Spectral investigations of water treated by magnetostatic field]. Tekhnika i tekhnologiya silikatov. 2016. No. 1. Pp. 56–69. (rus)
  8. Sarkisov Yu.S., Gorlenko N.P., Safronov V.N., Kugaevskaya S.A., Kovaleva M.A., Ermilo­va T.A., Afanas'ev D.A. Temperaturnye otkliki vody i vodnykh rastvorov na vneshnee vozdeistvie magnitnym polem [Temperature responses of water and water solutions exposed to magnetic field].Vestnik Journal of Tomsk State University. 2015. No. 2. Pp.150–159. (rus)
  9. Abzaev Yu.A., Sarkisov Yu.S., Klopotov A.A., Klopotov V.D., Afanas'ev D.A. Polnoprofil'nyi rentgenostrukturnyi analiz klinkernogo minerala C4AF [X-ray diffraction analysis of C4AF clinker mineral]. Vestnik TSUAB. 2012. No. 6. Pp. 200–209. (rus)
  10. Klopotov A.A., Abzaev Yu.A., Potekaev A.I., Volokitin O.G. Osnovy rentgenostrukturnogo analiza v materialovedenii [Principles of X-ray diffraction analysis in materials science]. Tomsk : TSUAB Publ., 2012. 275 p. (rus)
  11. Grigor'eva L.S. Khimiya v stroitel'stve [Chemistry in construction]. Moscow, 2010. (rus)

Статья | (450 Кб)