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磁化水对混凝土性能的影响
Hassan Karam*1 and Osama Al-Shamali2,
- 1研究助理,Kuwait科学研究所,Kuwait
- 2研究助理,Kuwait科学研究所,Kuwait
科威特科学研究院，建筑部和能源技术部，
邮政信箱：24885,Safat 13109 ligind@yahoo.com,Oshamali@gmail.com
摘要
磁化水被用于不同的领域像农业、医疗、建筑、乳制品生产、和石油工业。混凝土混合设计准备使用自来水(TW)和另一组混凝土混合设计相同的比例也准备用磁化水(MW)在实验室准备测试标本。混凝土强度进行评估来确定用磁化水的影响。压缩参数包括新浇混凝土的力学性能和一致性。水的表面张力的变化和具体评价的积极成果是正面影响的证据使用磁化水混凝土做准备。
关键词：磁化水；一致性；表面张力；
引言
最近，磁化水（MW）已被用于在一些应用程序，包括健康，环境，农业，建筑业。本课题的主要目的是研究和评价用磁化水生产的混凝土。已经建立了一个实验室实验计划，调查这种混凝土的物理性能和机械性能。磁化水是通过磁场穿过自来水获得的。用浸入式水泵购买和组装了产生磁场的特殊装置，用于实验室研究。测试变量包括水磁场强度、混凝土的龄期、磁化水的胶凝材料比（W / C），和科威特常见的混凝土配合比的成分。介绍了磁化水技术在混凝土生产中的应用。提出了一个建议的程序，以评估使用磁化水在混凝土中的可行性，通过调整磁化水平的最佳，和表征的磁化水产生的混凝土在新鲜和硬化阶段。磁化水生产的各种混合料的设计，并与常规水生产的对照混合料进行了比较。
磁化水背景
磁化水是通过磁场改变其结构而产生的水(Nan Su, et al., 2000)。水经过一定强度的磁场后，它被称为磁处理水（MFTW），或磁化水（MW）。除了提高其他特性外，对混凝土强度的估计提高了10%，节省5%的水泥用量(Nan Su and Chea-Fange Wu, 2002)。任何物质的结构都明显地决定了它的物理、化学和热物理性质（图1）。
图1 水结构
磁化水的过程改变了它的机械性能。如图2所示，它只改变带电粒子运动的轨迹，而不改变它的能量 (Nan Su and Chea-Fang Wu, 2002)。
图2 磁化前后带电粒子运动轨迹
和易性对混凝土质量的短期和长期起着重要的作用。据预计，磁化水的使用将队混凝土的质量有新的影响，由于在混合使用水的表面张力（粘度）的变化，这将导致混凝土的质量更好的硬化。此外，需要更多的水的混凝土混合良好。在混凝土中加入更多的水将是可行的，但不幸的是，加水将此混凝土的密度，水表面张力的降低会使水分子更具活力和流动性（图3）。这反过来又允许更好的粘接之间的其他材料添加到水 (Lazarenko and Zhuravlev 1985)。
图3 水的表面张力（粘度）的变化
如图4所示，当水被磁化时，它会起到抗磁化作用，并抑制混凝土中矿物的粘结，从而使混凝土的矿物和添加剂相互排斥。这一事实起着重要的作用，在混合，形成和固化阶段都有助于生产更好的混凝土。所有这些将有助于生产高品质的混凝土，可以克服其缺乏抵抗恶化的能力。
图4 抗磁化水在矿物添加剂中的应用优势。
因此，该项目的主要目标是研究和评估使用磁化水生产的混凝土。建立了混凝土试件物理力学性能试验室试验方案。磁化水是自来水通过磁场获得的。
磁性装置
用于许多家用电器、汽车和工业机器的磁铁类型。这种类型的磁铁可以用来产生磁场，并具有通过控制通过线圈线的电流的电压的优点的磁场强度的控制。图5显示了线圈产生的磁场。
图5 磁场发生器。
然而，用于第一阶段的磁化器的类型被称为永久磁铁，在磁铁的强度是一个非常小的磁场在磁原子间产生相互对齐。永磁体主要由铁磁性材料如铁、钴和镍组成。磁场是带电粒子的结果。内部线分布均匀，这被称为均匀的字段，因此每个字段之间的线圈的线圈忽略以外的线圈以外的字段是如此薄弱，不均匀。因此，线圈的长度远远大于它的半径。用于发现线圈内的磁场的安培函数如下(Reitz, 1971)：
|
beta; = micro;o (N x I)/L |
(1) |
其中：
beta;：磁场，单位特斯拉
micro;o：恒定磁场（称之为真空磁导率的确切价值4pi;*10-7
N/A2：（牛顿每安培平方，或者亨利每米）在SI单位）
N：线圈总数（无因次）
I：导线电流，单位安培
L：线圈长度，单位米
一个磁铁的强度是通过它的磁通密度，即在单位高斯测量，（1高斯= 10-4特斯拉= 100 微特斯拉（mu;T）），的磁铁，在本研究中使用的强度是1.2特斯拉，特斯拉在国际单位制中，1 T = 1 kg·s-2·A-1，相当于单位为1特斯拉是W/m2，非常大。在这项研究中使用的磁化装置是为家庭使用的。这是一套环形磁体材料聚氯，可按一定的方式永久（PVC）形成磁场，它的长度大于其半径。图6显示了本研究中所用的水磁化器。它的产量高达90立方米/小时，它是由PVC身体，并没有初步过滤含盐量高的水。
图6 永磁体磁场（磁水器的测试程序）
水处理（磁化）
窗体顶端
本研究旨在探讨使用磁化水对混凝土性能的影响。因此，在每种混合物的比例之前，为该特定混凝土混合物制备水。通过使其通过磁场（磁化器）简单地处理水。磁化水通过使其通过磁场，使用不可渗透的泵以9m3/h的速度使水通过磁场循环45分钟（图7）来制备。结果，水的表面张力降低7.4mN/m。
窗体底端
图7窗体顶端
图7 浸没式泵用于通过磁场循环水（磁化器）
窗体顶端
使用手持式电子表面张力计（张力计）测量处理过的水的表面张力。所使用的装置是用于通过气泡方法快速和容易地确定动态表面张力的非常有用的工具（图8）。本报告涵盖了在实验室中使用正常水（自来水）和使用磁化水制备的相同比例的其他混合物制备的一些选定的混凝土混合物之间进行的比较评价的结果。在本研究中，磁化水通过使其通过强度为约12,000高斯并且具有9m3 / h的速度的磁场来制备。
窗体底端
图8。窗体顶端
图8 手持式电子表面张力计（张力计）
窗体底端
窗体顶端
结果，水的表面张力降低7.4mN / m。在7天,14天和28天的固化时间内获得抗压强度测试结果。 对于28天的固化时间获得分裂拉伸强度测试结果。 在28天的固化时间下获得弯曲强度测试结果。 该研究涵盖了对新混凝土的许多试验，这反映了混凝土的密度以及硬化混凝土试验。
窗体底端
混合比例：使用自来水混合一组三种混合物，并且在实验室中使用磁化水将另一组相同比例混合以制备测试样品。
窗体底端
窗体顶端
-TW06是用水泥比为0.6％的普通水制备的普通混凝土。
-MW06具有与通过磁化水制备的对照混合物相同的比例。
-TWSF具有与对照混合物相同的比例，其中硅石粉作为矿物混合物添加并用正常水制备。
-MWSF具有与TWSF相同的比例，并且用正常水制备。
-TWFA具有与对照混合物相同的比例，粉煤灰作为矿物混合物添加并用正常水制备。
-MWFA具有与TWFA相同的比例，并且用正常水制备。
窗体底端
窗体顶端
使用每种混合物及其等效对照混合物的不同测试样品。进行压缩以评估使用磁化水的效果。压缩包括新鲜混凝土的机械性能和稠度。表1显示了所使用的混凝土配合比例的细节。
表1 混凝土配合比表1。混凝土配比
|
集料 (kg) |
w/c |
|||||||
|
水泥 |
外加剂 |
比 |
||||||
|
组合 |
外加剂 |
砂 |
10 |
20 |
||||
|
(kg) |
(kg) |
(%) |
||||||
|
(mm) |
(mm) |
|||||||
|
TW06 |
No |
375.00 |
705.00 |
348.48 |
707.52 |
00 |
0.6 |
|
|
MW06 |
No |
375.00 |
705.00 |
348.48 |
707.52 |
00 |
0.6 |
|
|
TWSF |
Silica Fume |
460.00 |
620.00 |
396.00 |
804.00 |
40.00 |
0.48 |
|
|
MWSF |
Silica Fume |
460.00 |
620.00 |
396.00 |
804.00 |
40.00 |
0.48 |
|
|
TWFA |
Fly Ash |
350.00 |
620.00 |
396.00 |
804.00 |
150.00 |
0.48 |
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