Все о пенобетоне – 13-й выпуск.

Оптимизация технологического регламента изготовления пенобетонов.

Часть 2 – Омагничивание водно-дисперсных систем применительно к прикладному бетоноведению.

Задаваясь проблемой повышения прочности строительных изделий на основе цементов, нужно знать до каких прочностных показателей можно дойти хотя бы теоретически. Иными словами – какова максимально достижимая прочность для тяжелых цементных бетонов – самых прочных из всех бетонов, применяемых в строительстве?

В лабораторных условиях, методом горячего прессования при температуре 250 ^оС и давлении 3500 кг/см² удалось достичь следующих показателей прочности на сжатие: через 1 сутки R_сж=4120 кг/см², а через 90 суток – R_сж=6550 кг\см². Это более чем в 10 раз превышает самую высокую достижимую прочность бетона получаемую в обычных условиях.

Что послужило залогом столь высоких прочностных показателей? – В первую очередь, конечно, оптимальность подбора компонентов экспериментальной бетонной смеси. И, что немаловажно, очень малое водоцементное соотношение - менее 0.1 (в жизни редко удается опуститься ниже В/Ц=0.35). Кроме того, комплекс мероприятий – низкое В/Ц, направленная гидратация новообразований под воздействием высоких температур и давлений обеспечили и очень низкую пористость такого бетона, - на уровне всего 2 – 3%. А ведь именно внутренняя пористость в основном и формирует прочностные характеристики бетона – чем она меньше, тем прочность выше.

Если учесть, что пористость большинства серийно выпускаемых ячеистых бетонов составляет примерно 70% , что соответствует плотности в районе 800 кг/см3 – можно предположить, что и теоретически максимально достижимая для них прочность должна находится, где-то в районе 150 – 180 кг\см². Сказочные числа. Жизнь корректирует их в меньшую сторону многократно.

Чтобы не путаться в дальнейшем, давайте строго определимся – в ячеистых бетонах существует пористость двух уровней. Макропоры, сформированные пеной и(или) выделяющимися газами формируют ячеистую структуру бетона. Оптимальность их геометрических размеров и распределения в массиве бетона очень сильно отражается на его, как теплофизических, так и прочностных характеристиках (эту тему мы рассмотрели ранее).

Но существуют еще и поры микроуровня – в дальнейшем я их так и буду называть, которые имеют размерность, выражаемую в микронах. Это чрезвычайно мелкая, различимая только под очень мощным микроскопом, микропористость цементного камня. Она формируется на стадии гидратации цемента, в результате его химических реакций с водой и самым непосредственным образом отражается не только на прочностных характеристиках пенобетона, но и на эксплуатационных – водопроницаемости, водопоглощении, морозостойкости, трещиностойкости и т.д.

И если пористость на макро- уровне регулируется мерами технологического характера, в обобщенном виде – соотношением пены (или выделившегося газа) с цементным клеем, то на микро- пористость можно воздействовать исключительно на уровне химических реакций протекающих при затворении цемента водой. Поэтому, рассматривая проблему в этом ключе, пытаясь понять пути направленной модификации этих химических реакций и явлений, им сопутствующих, решение следует искать в плоскости оптимизации именно химических реакций, и по методологии, принятой в современной химической науке.

Интерпретируя общую химическую технологию применительно к нашим нуждам – химической реакции взаимодействия между веществами, формирующими пенобетон и водой следует, для начала, определится – а что ж у нас, в конце концов, вступает во взаимодействие? И хотя этот перечень будет не исчерпывающе полным (особенно с позиций академического бетоноведения – да простят меня коллеги), в первом приближении я предлагаю, остановится на следующих веществах вступающих в реакцию: вода, вяжущее, заполнитель, наполнитель и некое вещество “Х” привнесенное в систему пенно- или газообразователем. Условия протекания реакции, обусловленные внешним влиянием среды, также существенны. Но самыми главными следует все же признать – температуру, влажность и наружное давление. Причем эти параметры важны как сами по себе, так и скорость их изменчивости (градиент) во времени.

Модификация как веществ, вступающих в химическую реакцию, так и условий протекания этой реакции, в той или иной мере, несомненно, отражаются на конечной прочности. Но подобная модификация не всегда оправдана экономически. Чтобы отобрать наиболее действенные, но дешёвые приемы нужно, для начала, рассмотреть их все в отдельности. А затем попробовать скомпоновать их в оптимальный тех. процесс.

С этого и начнем.

Без воды невозможно начало химической реакции, превращающей разрозненные компоненты бетонной смеси в единый монолит. Её роль в этом процессе сложно переоценить. Поэтому вполне объяснимо стремление модифицировать многие химические процессы, происходящие в присутствии воды, в том числе и образование цементного камня, именно по пути изменения некоторых её свойств.

В “обозримом” бетоноведении роль модифицированной воды – одна из самых скандальных и мало изученных тем. При всем притом, что с периодичностью примерно в 10 лет, ученые-бетоноведы всего мира вновь и вновь возвращаются к этой теме, факторы, влияющие на изменение характеристик бетонов, обусловленные применением модифицированной воды остаются еще во многом не ясными. Все это обусловило разделение ученых-бетоноведов на два противоборствующих лагеря. Одни, с пеной у рта, утверждают, что шаманить над водой – чистой воды шарлатанство, недостойное серьезных исследователей. Другие, столь же ожесточенно, доказывают обратное. Истина, как всегда, где-то посредине.

Ожесточённейшие дискуссии в научных кругах по этому вопросу обусловлены, в первую очередь, низкой воспроизводимостью экспериментов. И действительно, порой даже один и тот же исследователь, в абсолютно идентичных условиях, не может воспроизвести свой предыдущий эксперимент, принесший сенсационные результаты, граничащие с Нобелевским лауреатством.

Ситуацию усугубляет и тот факт, что любой бетоноведческий эксперимент, в глазах современного физика-экспериментатора или химика-экспериментатора – просто надругательство над здравым смыслом. В науке давно существуют тонкие и точные механизмы, приборы и приемы, обеспечивающие качественную и количественную оценку как результатов любого эксперимента, так условий его проведения. Причем современная наука легко оперирует с размерностями, выражаемыми с приставками пико-, нано-, микро-. Бетоновед-экспериментатор, с его мегапаскалями, килограммами и сантиметрами, в этой ситуации, похож на слона в посудной лавке – вломился с грязными ногами, все передавил, уселся посредине на обломках и, грызя глиняный кувшин, пытается разгадать рецептуру китайского фарфора.

Изменение многих свойств гомогенных водных систем под воздействием внешнего магнитного поля настолько незначительны, что их не только оценка, но и простая фиксация, требует особо точной аппаратуры и полной стабилизации условий проведения экспериментов. Во многих случаях состояние современной экспериментальной базы не позволяет столь строго абсолютизировать методику проведения таких экспериментов. Наличие в воде примесей, даже в молекулярной и ионной форме, а также растворенных газов может существенно отразиться на результатах воспроизводимости эксперимента.

Водные системы очень чувствительны к внешнему случайному электромагнитному воздействию. Это очень сильно осложняет технику лабораторных экспериментов. Она в этом случае должна быть не только точной, но и весьма специфичной. Достоверно установлено, что даже включение лампочки в 100 Вт на расстоянии 10 м от сосуда с водой изменяют некоторые её свойства.

Характеристики магнитного поля по его средней напряженности, общепринятой в современной науке, совершенно недостаточны для случая магнитной обработки воды. А более детальная характеристика магнитного поля и его вариаций, в процессе проведения экспериментов, как правило, не оцениваются, что делает несопоставимыми условия и результаты опытов разных исследователей.

Говоря о роли внешних факторов внешних наводок при омагничивании водных систем, нельзя обойти молчанием и так называемую сезонную зависимость результатов (хотя этот вопрос рассматривается учеными – геоцентристами неизменно скептически). Так, например, неоднократно подтверждался тот факт, что омагничивание воды, применяемой для затворения цементных растворов, наименее эффективно в мае-июле. Многократно проводившиеся эксперименты убедительно и однозначно свидетельствуют, что в абсолютно идентичных условиях прирост прочности образцов затворенных омагниченной водой составил в январе 50 – 60%, мае 2 – 5%, сентябре 20 – 25%, октябре – 40%. Причины таких проявлений сезонности, точно не установлены. Можно только предполагать, что в эксперимент “вмешивалось” геомагнитное воздействие солнца. Во всяком случае, их нельзя связать с поступлением талых вод, поскольку опыты проводились с использованием бидистилятов.

В любом случае даже не зная как “ЭТО” работает, человечество давно и очень эффективно научилось использовать магнитное воздействие на вещества, в том числе и воду, в своих целях.

Омагничиваная вода растворяет накипь в котлах. Причем она это делает настолько эффективно, что становится возможным использовать даже океанскую высокоминерализованную воду. Она способна минимизировать инкрустации в аппаратах нефтяной промышленности. Простейшие магнитики установленные в 120 скважинах объединения “Азнефть”, приносят 75 тыс. руб. дохода в год и позволяют экономить до 50 км. труб (здесь и далее цены 80-х годов).

Омагниченная вода улучшает сгущение и фильтрование суспензий. И вот на комбинате “Апатит” устанавливается 50 простейших аппаратов, приносящих до 170 тыс. руб. в год.

Применение омагниченной воды только на одном золотодобывающем руднике экономит 100 тыс. руб.

В керамической промышленности, применение омагниченной воды приносит ежегодно до 500 тыс. руб. экономии, а сантехизделия и кирпич повышают прочность на 25 – 40%.

Использование омагниченной воды при производстве бумаги повышает производительность бумагоделательных машин на 30%.

Использование простейших омагничивающих воду устройств позволяет существенно повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Давно и успешно применяется омагниченная вода в строительной промышленности. Вот отдельные данные об экономической эффективности этого метода, взятые только из официальных актов предприятий в 80-х годах:

- завод железобетонных изделий треста “Черноморстрой” экономит 1900 т. цемента в год или около 40 тыс. руб. в год;

- минимальная годовая экономия на Волгоградском заводе напорных труб составляет 100 тыс. руб. в год;

- годовая экономия от внедрения на Шапсугском заводе этого метода составила 10 тыс. руб. в год;

- экономический эффект на небольшом заводе “Кислотоупор” составил 30 тыс. руб. в год;

- Минский ДСК-1, при производстве тяжелого бетона, на каждые 50 тыс. м³ экономит по 15 тыс. руб;

- небольшой бетонный завод треста “Азморнефтестрой”, производящий ежегодно 23 тыс. м³ бетона, экономит по 20 тыс. руб. в год;

и т.д. и т.д. и т.п. и т.п.

Следует отметить, что затраты на внедрение установок, как правило, окупаются через несколько месяцев или даже недель. В ряде случаев каждый затраченный рубль на установку оборудования омагничивания воды, приносит прибыль, исчисляемую сотнями и тысячами рублей.

В СССР начало применения омагниченной воды при затворении бетонов относится к 1962 г. (Нейман Б.А. свид. СССР № 237664, от 1962 г.). С тех пор велись и по сей день ведутся значительные исследования в этом направлении.

Известно, что в процессе твердения цементного камня одновременно протекает ряд сложных процессов: растворение и гидратация цементных минералов с образованием пересыщенных растворов, самопроизвольное диспергирование этих минералов до частиц коллоидных размеров, образование тиксотропных коагуляционных структур и, наконец, возникновение, рост и упрочнение кристаллизационных структур. И омагничивание воды влияет на все эти процессы. Следовательно, влияние магнитной обработки воды, используемой для растворения, на твердение и свойства цементного камня является вполне закономерным.

Опытами установлено, что затворение цемента омагниченной водой приводит к значительному повышению прочности камня. Причем зависимость прочности от напряженности ноля имеет экстремальный характер. Увеличение прочности зависит также от скорости потока воды (см. Рис. 1)

Все улучшения прочностных характеристик бетона обусловлены несколькими факторами, на которые влияет омагничивание воды. Главные из них, это ускоренное нарастание пластической прочности цементного камня, измеряемой по предельному напряжению сдвига. При затворении обычиой водой имеется значительный индукционный период выкристаллизовывания цемента. В случае же затворения омагниченной водой пластическая прочность начинает активно расти почти сразу же после затворения (см. Рис. 2). При этом отмечается более быстрое диспергирование частиц до микронных размеров.

Микроскопические исследования также показали увеличение скорости гидратации цемента в омагниченной воде. Причем значительно возрастает количество кристаллов сульфоалюмината кальция и гидроокиси кальция, а размеры их уменьшаются. Кристаллы находятся не только на поверхности зерен гидратирующегося цемента, как обычно, но и в объеме всей массы. Исследование цементного камня трехдневного возраста под электронным микроскопом показало, что в омагниченмой воде структура камня гораздо более мелкозернистая (рис. 3.

а) - затворенного обычной водой;

б) – затворенного омагниченной водой

Кроме того многочисленные эксперименты показали, что эффект магнитной обработки воды, во многом зависит, также и от её химического состава. Примеси ионов железа и хлоридов чаще всего оказывают положительное влияние. Некоторые газы – остаточный хлор, аммиак – отрицательное. Очень большую роль играют соли жесткости как сами по себе, так и их взаимное соотношение. Достоверно установлено, что наилучшие результаты достигаются при следующих концентрациях солей: сульфата магния – 1.2 г/л, сульфата кальция – 1.2 г/л, хлорида магния – 2.8 г/л

Аппараты, сконструированные во Всесоюзном теплотехническом институте, оснащены постоянными кольцевыми магнитами, изготовленными из сплава “магнико” (ВТИ-1) или из сплава “АЛИИ” (ВТИ-2). Внутри кольцевых магнитов помещены сердечники из железа “армко”, их диаметр определяет величину зазора и, следовательно, напряженность поля (примерно 79,6 кА/м или 1000 Э). В этом аппарате поток жидкости пересекает два поля (рис. 1).

Рис. 4 Схема аппарата ВТИ-2:
1 — постоянный магнит;
2 — полюсные наконечники;
3 — сердечник;
4 — силовые линии;
5, 6— вход и выход воды

Аппараты ПМУ-1, серийно выпускаемые только заводом им. Войкова, состоят из трех - пяти однотипных, последовательно соединенных чугунных секций (рис. 2). Кольцевой зазор между постоянными магнитами и корпусом составляет 2,5 мм. Напряженность магнитного поля (максимальная) в первой секции 87,6 кА/м (1100 Э), в остальных четырех по 143 кА/м (1800 Э). Скорость воды 1—2 м/с, производительность 2 - 7 м³/ч. В 1963 г. этот завод выпустил 30 аппаратов, в 1977 г. выпуск этих аппаратов достиг 65 тыс. штук. Стоимость одного аппарата 26 руб.

Рис. 5 Аппарат ПМУ-1 завода им. Войкова:
1 - верхняя крышки;
2, 8 – стяжные болт с гайкой;
3 - отверстие в дне стакана;
4 - прокладка;
5 - чугунный стакан (магнитопровод);
6 - постоянный магнит;
7, 9 - полюсные наконечники;
10 -нижняя крышка.

На рис. 3 показан аппарат Новочеркасского завода постоянных магнитов производительностью 100 м3/ч. Напряженность магнитного поля в зазоре составляет примерно 119 кА/м (1500 Э); скорость потока воды 2 м/с.

Рис. 6 Аппарат для магнитной обработки воды Новочеркасского завода постоянных магнитов:
1,2 - установочный винт с гайкой;
3, 13 - полюсные наконечники;
4 - винт;
5 - труба;
6 - магнит;
7 - болт;
8 - траверса;
9 - фланец;
10 - сухарь;
11 - бобышка;
12 - шайба пружинная.

Бельгийская фирма “Эпюро” в течение нескольких десятилетий выпускает аппараты “Серi” (по патенту Т. Вермайрена), оснащенные постоянными магнитами, производительностью от 0,03 до 36000 м³/ч. В США аналогичные аппараты выпускает фирма “Паккард”, в Великобритании - фирма “Поляр”. В литературе обычно приводится лишь внешний вид этих аппаратов и не дается описания их конструкции. Лишь в последние годы появились фотографии вскрытых крупных аппаратов “Cepi”, из которых видно, что обрабатываемая вода протекает через узкие зазоры между цилиндрическими и кольцевыми постоянными магнитами (из-за плохого качества отсканированной фотографии, в данном обзоре она заменена на схему см. рис. 7).

Корпуса аппаратов изготавливают из металла, а также из синтетических материалов. Конструкцию аппаратов “Cepi” следует рассмотреть подробнее, поскольку принцип их работы может стать основой для суждения о механизме магнитной обработки и способах оптимизации процесса.

Единственным устройством, запатентованным 12.10.66 Т. Вермайреном в Советском Союзе (патент № 288683), является “...устройство для обработка жидкости с помощью магнитного поля, представляющее собой канал, стенки которого образованы магнитами, создающими поперечное магнитное поле, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности, обработки жидкости рабочий участок канала выполнен из продольных постоянных магнитов, каждый из которых имеет в центре выступ, представляющий собой полюс противоположного знака полюсу концов, а полюса расположенных один против другого выступов имеют различные знаки”.

На рис. 8 приведен разрез аппарата “Cepi” невысокой производительности, реализующий указанный патент. Результаты измерения напряженности поля по длине этого аппарата, (очень детальное и скрупулезное обследование аппаратов Вермайрена было осуществлено в СССР в начале 70-х), показали, что она изменяется: примерно на одной трети расстояния от концов аппарата знак полюсов меняется; в области сужения, образуемого кобальт-самариевыми магнитами, напряженность поля резко возрастает до 320 кА/м (4000 Э). Следовательно, в этом аппарате поток воды проходит поля переменной полярности, а также область с очень высоким градиентом напряженности. Кроме того, в этом узком канале в соответствии с законами гидродинамики возникает резкий перепад давления.

(минимальный расход – 0.12 м³/ч, максимальный – 0.48 м³/ч, масса – 0.25 кг, геометрические размеры: длина – 100 мм, диаметр – 22 мм)

В настоящий момент выпускается около 100 различных модификаций аппаратов сходной конструкции. Их применяют как для омагничивания воды, так и для обработки более агрессивных и концентрированных растворов – аммиачных растворов, щелочей, кислотных и бисульфитных щелоков, растворов сахара, вин, коньяка и др.

В аппаратах этого типа электромагниты могут быть расположены как внутри корпуса, так и вне его. Последний вариант предпочтительней, так как упрощает изделие конструктивно и облегчает его обслуживание. Примером аппаратов с внутренним расположением электромагнитов является конструкция, серийно выпускаемая Алма-атинским заводом тяжелого машиностроения. Электромагниты этих аппаратов состоят из стального стержня с шестью кольцевыми пазами, в которых размещена обмотка из провода ПЭЛ-1 диаметром 0,37 мм. Ток - постоянный; после выпрямителя напряжение составляет 100 В, сила тока 0,5 А. Напряженность магнитного поля достигает 200 кА/м (2500 Э). Кожух с электромагнитом заполнен трансформаторным маслом. Вода проходит семь магнитных полей со скоростью 2 м/с. Производительность аппарата 25 м³/ч; стоимость около 300 руб.

Рис. 9 Аппарат типа АЗТМ
1 – корпус из диамагнитного материала;
2 – защитный кожух;
3 – электромагнит;
4, 5 – стопорный винт с гайкой;
6 – направление движения воды;
7 – направление магнитных силовых линий;
8 – направление тока в катушке.

Аналогичные аппараты эпизодически выпускает Копейский рудоремонтный завод и некоторые другие предприятия. Сходную конструкцию имеют аппараты Харьковского инженерно-экономического института (рис. 10).

На (рис. 11) показан аппарат конструкции также Харьковского инженерно-экономического института, но с наружным расположением катушек электромагнитов. А на (рис. 12) конструкции “Башэнергонефть”.

Рис. 10 Аппарат Харьковского инженерно-экономического института с внутренним расположением электромагнитов.
1 – корпус аппарата;
2 – трансформаторное масло;
3 – кожух из диамагнитного материала;
4 – катушки;
5 – полюса электромагнитов. 

Рис. 11 Аппарат Харьковского инженерно-экономического института с наружным расположением электромагнитов.
1 – стальная труба;
2 – полюса электромагнитов;
3 – катушки;
4 – магнитный сердечник

Рис. 12 Аппарат с наружным расположением электромагнитов конструкции “Башэнергонефть”:
1 – корпус;
2 – сердечник;
3 - намагничивающая катушка;
4 – диамагнитный цилиндр.

На рис. 13 приведен пример аппарата с послойной магнитной обработкой воды. В аппарате этого типа вода проходит через кольцевые щели, где и происходит её послойное омагничивание. Конструктивно аппарат состоит из двух внешних отрезков трубы, между которыми концентрически расположены кольца из магнитомягкого железа, составляющие левую и правую кольцевые системы, смещенные друг относительно друга. Эти кольца намагничиваются внешней катушкой. Магнитный поток по левой и правой системам распределяется при помощи основных магнитопроводов и коротких вставок между кольцами. Зазоры между кольцами левой и правой магнитных систем уменьшаются от периферии к центру. Этим достигается равенство средних напряженностей магнитного поля во всех зазорах, хотя локальная напряженность изменяется по очень сложному закону. Применение подобных омагничивающих устройств – суть “ноу-хау” некоторых пивоваренных компаний России и Украины, позволившего им достичь непревзойденного качества продукции. Установка подобных изделий на танковых дизелях, позволяет избежать образования накипи в системах охлаждения, даже при использовании высокоминерализованных вод некоторых пустынных районов нашей планеты.

Рис 13 Аппарат для “послойной” магнитной обработки воды.
1 - левая полярная система;
2 - намагничивающая катушка;
3 - косынка;
4 - правая полярная система;
5 - центральный конус;
6 -диамагнитная обечайка;
7 – магнитопроводы-вставки;
8 - хомут магнитопровод.

Кроме того, в промышленности применяются омагничивающие аппараты трансформаторного типа (см. рис. 14). Простота, изготовления, обслуживания и эксплуатации этих приборов, конструктивно очень похожих на обычные трансформаторы, возможность их установки и снятия без разгерметизации трубопроводов обусловило их широкое распространение в промышленности.

Рис. 14 Схема аппарата трансформаторного типа.
1 - ярмо;
2 - катушки;
3 - диамагнитная труба.

2.1.3 Некоторые соображения по поводу применимости омагниченной воды в прикладном бетоноведении.

Почему же при столь весомом и достоверно подтвержденном экономическом эффекте, омагниченная вода, как способ модификации бетонов, в настоящее время практически не применяется строительной индустрией на постсоветском пространстве?

Этот вопрос и мне долго не давал покоя. Перерыл гору литературы, неоднократно беседовал со специалистами, в том числе и непосредственно принимавшими участие в исследовании этого феномена. Не берусь утверждать, что мои выводы абсолютны и безупречны. Но рациональное зерно в них есть. Итак:

Анализ строительной периодики однозначно показал – любая публикация по этой теме неизменно вызывает бурный интерес в обществе. Как со стороны строителей практиков, так и со стороны бетоноведов-теоретиков. А последних, так в особенности – уж очень благодатная тема. Любой серьезный исследователь, десятилетиями тяжким трудом завоёвывавший свой научный авторитет, как только затрагивает тему омагничивания воды, сразу добровольно “подставляется” под огонь критиков. - Достаточно провести экспериментальную проверку исследований в другое время года – и вот прекрасный материал как “насолить” давнему оппоненту, публично и аргументировано усомниться в его научной состоятельности. Как и в любой иной отрасли знания, в теоретическом бетоноведении круг ученых-исследователей достаточно узок и корпоративен. Все друг о друге все знают - читали, оппонировали, рецензировали, критиковали, вместе учились, совместно работали, на конференции “заслушали”, водку пьянствовали и т.д. Как и в любом устоявшемся “междусобойчике” подобное тесное общение неизменно сопровождается склоками, интригами и постоянной научной грызней. Публично выпороть давнего научного оппонента на научной конференции или в специализированной прессе считается, чуть ли не правилом хорошего тона. И, слава Богу – подобная соревновательность научных идей и школ только на пользу обществу.

И вот приходит молодой талантливый аспирант к своему научному руководителю, падает ниц – благословите, Отче на дела великие и свершения во славу отечества, - желаю защищаться на омагничивании.

Почесал Дед репу и молвил: - Окстись отрок. Ты малый не дурак, и наверняка своими исследованиями шуму наделаешь много. Но только мне, намедни, на международную конференцию по бетоноведению повелено быть – державу представлять. Твое имя там неведомо – молод еще, - а мое – каждая собака знает. Наверняка прознают, что я научный руководитель этой темы, накинутся всей сворой и раздолбают в дупу. Тебе не жалко старика? – дай помереть спокойно.

Вы уже догадались, какова дальнейшая судьба, после всего этого, ожидает молодого и талантливого? А вот и не угадали!!!

По первому сценарию он отправляется со своим престарелым академиком на эту зарубежную конференцию. Официально - учителю чемоданы подносить, неофициально – организовывать грамотный “промоушн” своих исследований. И, что самое пикантное во всей этой истории, именно закулисными стараниями этого самого академика, там им обоим воздается по заслугам. Престарелому академику – почетную грамоту и билет на обратный путь – много ли старику надо? А молодой и талантливый, еще раз убедившись, что его учитель – это Учитель, преисполненный сыновней благодарности отправляется в какой нибудь Кембридж или Оксфорд, продолжать начатые исследования. И хотя теперь, с их результатами, станет возможным ознакомится только после покупки патентов и лицензий на высокоэффективное оборудование для производства строительных материалов, - так ли уж много потеряла от этого Наука?

Встречая на международных бетоноведческих конференциях, соотечественники над таким подсмеиваются – публикаций, мол, нет совсем, сидишь в уголке, не докладываешься, а только слушаешь. Айда с нами, у нас хорошо, у нас перестройка, плюрализм и “розбудова дэмократычного суспильства”, твои исследования в журнальчик тиснем. Вот и билет на паровоз тебе уже купили.

- Да нет, спасибо, я уж как нибудь своим ходом – вон и самолетик за мной уже прислали…….

По второму сценарию молодой и талантливый оказывается еще и с предпринимательской жилкой. Вовремя смекнув, что с агонизирующей строительной индустрии много не возьмешь он перенацелил свои исследования в другое русло – да хоть бы печки чистить, то бишь котлы в котельных. Там каждый сотый процент накипи в котлах съедает миллионы кубометров газа по стране. Просто золотое дно, если научиться энергетиков от этой накипи безболезненно и просто избавляться. И омагниченная вода здесь пришлась как нельзя кстати.

Есть еще и третий сценарий. Самый для нас интересный, т.к. непосредственно касается малого бизнеса использующего в производстве строительных материалов омагниченную воду. Попытаемся проследить за размышлениями молодого ученого в этом направлении и мы. Тем более, что эффект от омагниченной воды, уж очень созвучен людской натуре. И если мы подыскиваем витиеватую аллегорию на способ минимизации трудозатрат при ловле рыбы в пруду, те же англичане рубят правду матку прямо и определенно – “Халява, сэр!”

Из-за чего грызутся ученые мужи, что их не удовлетворяет в омагниченной воде? – Ответ на поверхности – слабая воспроизводимость эксперимента. И вот здесь требуется небольшое отступление.

Итак, ученый предлагает какой либо способ, изменяющий что-либо. Без разницы, что. Без разницы как. И ему, как исследователю, по большому счету, неважно, положительный получается результат или отрицательный. Его главная задача – раскрыть механизм, в соответствии с которым ЭТО происходит. Подтвердить правильность выдвинутой теоретической модели призван эксперимент. Причем, чем более точно он всякий раз воспроизводится, тем вернее теоретическая модель, заложенная в его обеспечение. А разброс результатов использования омагниченной воды в бетоноведческом эксперименте достаточно велик. Настолько, что полностью исключает предлагаемые теоретические модели из списка потенциально диссертационных. В этом самый главный корень проблемы!!!!

Прежде чем принять окончательные очертания, каждый самолет, на моделях продувается в аэродинамической трубе. Результаты продувок пересчитываются по 22 критериям подобия. И только после такого пересчета, они становятся применимы к натурному полноразмерному образцу. Ведь поток воздуха, как объект, отражающий аэрогидродинамику тела, находящегося под его воздействием, постоянен и для модели и для настоящего самолета, но их геометрические размерности разнятся между собой на порядки. Для корректного переноса результатов продувок и требуется их масштабировать по сложным математическим зависимостям, найденным эмпирическим путем.

Почему же в бетоноведении, экспериментатор, оперируя объемами бетона, измеряемыми лабораторным тазом, переносит полученные результаты на промышленные миллионы кубометров безо всяких поправочных коэффициентов на масштабируемость? Не в этом ли первопричина того, что результаты экспериментов по омагничиванию воды мало воспроизводимы в промышленных масштабах, как и наоборот! – При удачном стечении обстоятельств и грамотном подходе, промышленные установки показывают блестящие результаты. Их слепое, но точное копирование на другом производстве также наследует высокий положительный эффект. Но как только ученым поручают разобраться с феноменом, и они начинают носиться со своими лабораторными тазами – эффект пропадает а то и меняет свой знак на противоположный!!!

Многочисленные эксперименты по оценке влияния омагниченной воды на бетоны однозначно свидетельствуют – эффект магнитообработки носит экстремальный характер. Существует некий оптимум, как по напряженности магнитного потока, так и по скорости протекания воды, а также её минералогическому составу. Для каждой отрасли промышленности, использующей омагниченную воду, он разный. Глубоко ошибочной, порочной и даже вредной следует признать практику бездумного использования омагничивающих приборов, ориентированных на работу в других технологических цепочках.

Так, например, если мы стремимся достичь максимального прироста кубиковой прочности, совокупный параметр, отражающий повышение прочности цементного камня в зависимости от скорости протекания жидкости и напряженности магнитного потока имеет ярко выраженный экстремум при показателях: скорость протекания воды – 0.65 м/с и напряженность магнитного потока – 155 – 170 кА/м. (см. рис. 1)

Если нас интересует кинетика набора пластической прочности цементного камня, то при показателях напряженности поля в 141 кА/м удается достичь чуть ли не линейной её зависимости (заветная мечта любого пенобетонщика). Как уменьшение, так и увеличение магнитного поля, нивелируют этот эффект до бесполезной траты денег на омагничивающее устройство (см. рис. 2)

Эта экстремальность также ярко проявляется и для других параметров строительных вяжущих. Так существенное ускорение кинетики набора прочности цементного камня достижимо при напряженности поля в 139 кА/м.

Предварительное введение в воду, подлежащую омагничеванию, двухвалентного железа в количестве 0.6 мг/л приводит к ускоренному образованию центров кристаллизации и повышению прочности гипса.

Значительно влияние магнитной обработки воды на процесс гашения извести. Благодаря этому, варьируя режимами и интенсивностью магнитной обработки, можно повысить прочность газосиликатов на 15 – 20%.

---------- // --------

Вот рассуждая примерно так, наш молодой ученый и сконструировал свой прибор для приготовления омагниченной воды в производстве строительных материалов. Используя серийно выпускаемые постоянные магниты можно их скомпоновать таким образом, чтобы достичь наиболее оптимальной напряженности магнитного потока. Ну а обеспечить постоянство скорости протекания воды через них способен даже простейший гидростабилизирующий прибор на основе смывного бачка от унитаза. Что самое интересное в этой конструкции – она, абсолютно не нуждается в какой либо защите от копирования. Можно прибор распилить, измерить, хоть на вкус попробовать. Пока не разгадаете магнитосилу применённых магнитов – все ваши потуги изготовить аналогичный прибор будут тщетны – просто не получите нужного эффекта.

Чем занят сейчас герой нашего рассказа? - Спиливает напильником маркировку с магнитов. А что мешает Вам воспользоваться моими рассуждениями и повторить его путь?

Использованная литература.
1. Ален А.О. Радиационная химия воды и водных растворов. 1963 г.
2. Арадовский Я.Л., Тер-Осипянц Р.Г., Арадовская Э.М. Свойства бетона на магнитнообработанной воде. //Бетон и железобетон. – 1972. - №4
3. Афанасьева В.Ф. Магнитная обработка воды при производстве сборного железобетона. //Бетон и железобетон. – 1993. - №11
4. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. Сборник второго всесоюзного совещания. 1971г.
5. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. Сборник третьего всесоюзного совещания. 1975г.
6. Классен В.И. Омагничивание водных систем. 1978 г.
7. Королев К.М., Медведев В.М. Магнитная обработка воды в технологии бетона. //Бетон и железобетон. – 1971. - №8
8. Летникова Ф.А., Кащеева Т.В., Минцис А.Ш. Активированная вода. 1976 г.
9. Миненко В.И., Петров С.М., Миц М.н. Магнитная обработка воды. 1962 г.
10. Миненко В.И. Магнитная обработка вводно-дисперсных систем. 1970 г.
11. Сизов В.П., Королев К.М., Кузин В.Н. Снова об омагниченной воде //Бетон и железобетон. – 1994. - №3
12. Стукалов П.С., Васильев Е.В, Глебов Н.А. Магнитная обработка воды. 1969 г.

При подготовке выпусков рассылки “Все о пенобетоне” используются только источники открытой печати и патентная литература бывшего СССР. Вся литература, на которую ссылается автор, имеется у него в наличии. Любые обвинения в нарушении нынешнего патентного законодательства и законов по охране авторских прав являются юридически несостоятельны.

Дата последней редакции 13.02.2004 - 34868 знака
Чертежей схем и графиков – 14 шт.
Библиография – 12 наименований
Сергей Ружинский, Харьков, Городок
E-mail: ryginski@aport.ru