磁场处理对拌合水及水泥基材料早期性能的影响.pdf
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1、15SCIENCE AND TECHNOLOGYOFJILIN COMMUNICATIONS2023年第2 期吉林交通科技磁场处理对拌合水及水泥基材料早期性能的影响郭友中煤建工集团有限公司华北区域总公司(北京102218)【内容摘要】磁场处理对水的物理性能具有一定的影响,磁化水也表现出对水泥基材料性能的改善。文中采用自制的永磁式磁水器,研究了磁场强度对自来水及外加剂溶液物理性能的影响,并测试了磁化水拌制水泥净浆的早期孔隙结构及力学性能。结果表明,磁场强度为2 3 0 mT时,自来水的表面张力降低了5.5%;磁化水拌制的水泥净浆的初凝时间及总孔隙率降低;磁场强度为2 3 0 mT和6 0 0 m
2、T时,磁化水拌制的水泥净浆在3 d龄期时的抗压强度分别提高了10.3%和15.8%。【关键词】磁化水表面张力水泥基材料早期性能引言磁化水是指将普通的水以一定速度流经磁场,最早于2 0 世纪在欧洲兴起,并在锅炉除垢方面取得了良好的效果。随即,磁化水在工业除尘、农业、建筑等领域得到广泛的应用。刘志超等人发现磁化水的除尘效率较普通自来水提高了约14%。外加磁场可以降低水的表面张力,在一定程度上降低表面活性剂的用量,是一种改变水的物理性质的绿色方法,但具体作用效果受磁场强度及磁化时间影响。丛瑷的研究表明,当磁场强度为2 8 0 mT,水流速度为1m/s时,所得磁化水拌制的水泥砂浆的抗压强度可提高3.9
3、%,水泥用量可减少6.7%。车哲采用扫描电镜观测磁化水偏高岭土混凝土,对比发现磁化水有利于促进水化产物生成,从而致密混凝土内部的微孔隙。本文采用自制的永磁式磁水器制备磁化水,研究了磁场强度对自来水及外加剂溶液物理性能的影响,以及磁化水拌制的水泥净浆的早期孔隙结构及力学性能。1原材料及试验方法1.1试验材料试验采用型号为PI42.5的基准水泥,购买于中国建筑材料科学研究总院有限公司。外加剂分别是SJ-2型引气剂,其化学成分为三皂武,以及萘系减水剂。1.2磁水器及磁化参数所使用的的磁体为牌号为N52的铁硼永磁体,选用的单片铁硼永磁体的尺寸为6 0 mm20mm 10mm、6 0 m m 2 0 m
4、 m 5m m 6 0 m m 40 m m 5mm。铁硼永磁体的充磁方向为厚度方向,镀层采用镍铜镍三层处理,有良好的防锈能力,永磁体具体的相关技术指标见表1。表1钅铁硼永磁体主要技术指标性能指标数据(2 0)Br1.337 THcb13.11 k0eHcj17.26k0e(BH)max44.01 MGsOe磁水器的制备方式参考文献,通过改变永磁体的排布方式,自行制备了磁场强度分别为2 3 0 mT和600mT的磁水器,磁水器的磁感应区域长度为290mm,具体见图1和图2。其中2 3 0 mT磁水器的排布方式为:在不锈钢槽底层首先进行单层平铺并铺满尺寸为6 0 mm20mmx5mm永磁体,磁体
5、之间N、S 极相对,相邻磁体间隙为O,然后在其上加盖厚度为5mm的钢垫板,之后在钢垫板上再平铺一层60mmx40mmx5mm的永磁体,吸合后最终得到的磁水器其磁场中水道间距为10 mm。162023年第2 期郭友:磁场处理对拌合水及水泥基材料早期性能的影响图1磁场强度为2 3 0 mT的磁水器实物图600mT磁水器的排布方式为:在不锈钢槽底层单层平铺并铺满尺寸为6 0 mm20mm10mm永磁体,磁体之间N、S 极相对,相邻磁体间隙为O,然后再垫加厚度为4mm的钢条用于垫隔吸合后的上下层磁体,最终得到的磁水器其磁场中水道间距为4mm。图2磁场强度为6 0 0 mT磁水器实物图1.3测试方法采用
6、磁场处理自来水、3%的萘系减水剂溶液、1%的引气剂溶液,采用台式数显电导率仪对液体的电导率进行测试,仪器型号为DDS-11A;采用全自动表面张力测试仪测试磁化前后液体的表面张力,仪器型号为JK99C。每组测试重复5次,并取平均值作为最终测试结果。根据规范GB/T1346-2001水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法测定水泥净浆的初凝时间。制备水灰比为0.3 的水泥净浆,拌合水为自来水以及磁化水,在标准养护箱中养护至3 d龄期时进行相应性能的测试与表征。试件的总孔隙率采用压汞仪进行分析,压汞仪由美国Micromeritics公司生产,型号为AutoPoreIV9500。取样试件中心部位,
7、并在无水乙醇的环境中进行终止水化处理。在进行压汞测试前,将样品置于50 的鼓风干燥箱中以除去试件中的自由水。参照GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)进行水泥净浆的强度测试。2试验结果及讨论2.1磁场对水及外加剂溶液性能的影响液体的电导率取决于其中的离子浓度和迁移数。尽管磁场的作用与分子间力相比显得微不足道,但是它仍会影响液体的性能。经磁场处理后,自来水及外加剂溶液的电导率测试结果如图3 所示。溶液的电导率在一定程度上随着离子浓度的增大而增加。未经磁场处理时,外加剂溶液的电导率显著高于自来水。磁场对液体的电导率的影响并不一致,2 3 0 mT的磁场对自来水的电导率基本没有
8、影响,当磁场强度增加至6 0 0 mT时,自来水的电导率提高了9.8%。这可归因于磁场力的作用下,改变了水分子簇的排列方式,水中质子和电子的传递能量提高。而针对外加剂溶液而言,随着磁场强度提高,萘系减水剂溶液的电导率先升后降,经过6 0 0 mT磁场时,溶液的电导率下降了7.9 5%。而针对1%浓度的引气剂溶液,其溶液电导率随着磁场强度提高而增强,经过6 0 0 mT磁场处理后,溶液的电导率提高了1801.5 1049001OmTOmTOmT230mTZ230mT230mT150750600mT1.2104600mT600mT(uo/sd)率吉审(u/sm)率吉申(uo/sm)率吉甲116.4
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