Lapszámok

A KEVERŐVÍZ AKTIVÁLÁSA

A víz olyan folyadék, amelynek sajátságos szerkezete van, nem egy-, hanem többkomponensű inhomogén rendszer. A vízmolekulát két hidrogén- és egy oxigénatom alkotja. Az oxigénnek hat izotópja van. A vízmolekulák egy része megfordítható komplexumokká egyesül, amit asszociációnak nevezünk. Ezek (H2 O)2 (H2 O)4 és (H2 O)8 vegyület komplexek. A H2 O koncentrációja a víz hőmérsékletének növelésével emelkedik, a (H2 O)8 -é viszont csökken.

A vízben a van der Waals- és dipólerőkön kívül hidrogénhidak is kialakulnak és rendezettek a vízmolekulák. Hőmozgásuk következtében egymáshoz viszonyítva képesek elmozdulni, folytonosan szétválni és újraalakulni. Nagyobb mozgékonysághoz a viszkozitás csökkenésével, a diffúziós képesség növelésével jutunk, ami végeredményként a cementszemcsék nagyobb fokú hidratációját, ezen keresztül a beton szilárdságának növelését eredményezi. A vízmolekulák mozgékonyságának növelése, a belső súrlódás a víz felületi feszültségének csökkentését idézi elő.

Kémiai víz: két hidrogén kation és egy oxigén anion

A vízben az erősen elektronegatív oxigénatomok magukhoz vonzzák más vízmolekulák pozitív töltésű protonjait, és ezzel megindul a szomszédos vízmolekulákban is a hidrogénhidak képződése. A hidrogénkötés elnevezés onnan ered, hogy a hidrogénatomok hidat alkotnak két oxigénatom között. Elektrosztatikus erőtérrel megbonthatók a hidrogénkötések, amelyeket elektromos folyadékkezelő készülékek állítanak elő. Valamely kristályban megkötött vagy fázisok közötti határfelületen abszorbeált víz elnyeli a 30 km hullámhosszúságú elektromágneses térenergiát. Az elnyelt elektromágneses energia, hullámhosszától függően, más és más szerkezeti elrendezést hoz létre aszerint, hogy a víz szabad vagy adszorbeált. Ebből következik, hogy a fázisok közti határfelületeken a víz a rendestől teljesen eltérő állapotban van. A kisfrekvenciájú elektromágneses tér a vízmolekulák méreteit és ezáltal tulajdonságait is megváltoztatja. A különböző szerkezetű vizek fizikai tulajdonságai, úgymint: sűrűség, fagyáspont és forráspont, viszkozitás, felületi feszültség, elektromos vezetőképesség, pH-érték eltérnek egymástól.

VISZKOZITÁS CSÖKKENTÉSE

Az elektromosan kezelt folyadék gerjesztett molekuláinak térfogata növekszik. Az áramló folyadékcseppek vagy tökéletes gömb alakúak, vagy jó közelítéssel annak vehetők, két egymás alatti rétegben egymáson csúsznak és gördülnek is. Ez okozza a belső súrlódást, a dinamikai viszkozitást. Elektromos gerjesztésükkor növekszik gördülő gömbjük átmérője. A mechanikából azonban tudjuk, hogy minél nagyobb valamely gördülő kerék vagy gömb átmérője, annál kisebb a súrlódása.

A víz izotópjai

A HIDRATÁCIÓ

Oldatokban a feloldott anyag semleges molekuláinak egy része mindig felbomlik. Az ionok és az oldószer molekulái lényegesen befolyásolják az oldat tulajdonságait. Kölcsönhatások következtében az oldott anyag ionjai és a vízmolekulák kötési folyamata során valóságos vízbuborék képződik az oldott anyag ionjai körül. Ennek a kötésnek hidratáció a neve. A hidratáció olyan kötési folyamat, amelyben ellentétes jellegű töltések kerülnek közelebb egymáshoz. Ilyenkor csökken a töltések potenciális energiája. A felszabaduló meglehetősen nagy potenciá- lis energia hővé alakul, ez a hidratációs hő. A H+ ion hidratációs hője 25 °C hőmérséklet esetén 276 kcal/mól.

A felszabaduló hidratációs hő adja annak az oldási energiának a nagy részét, amely a kristályrács, illetve a nem disszociált (elkülönülés, szétválás) molekulák felbontásához szükséges. A hidratációs hő emelheti a víz hőmérsékletét.

A cement hidratációja

A CEMENT HIDRATÁCIÓJA. POLIVÍZ

Rendellenes tulajdonságai vannak az ún. polimerizált víznek vagy röviden polivíznek. 1928-ban fedezték fel W. Patrik és Seresevszkij fizikusok az USA-ban. Sűrűsége a normális víz sűrűségétől eltérően 1,4, viszkozitása kb. 10-szer nagyobb, forráspontja 400-500 °C között van. Legnagyobb sűrűsége a természetes víz 4,08 °C-ától eltérően -10 °C körül van. Kötési energiája kb. 400 kcal/mól. Nagyobb mennyiséget ipari felhasználás céljára még nem sikerült előállítani belőle. A kísérletek azután egyértelműen bizonyították, hogy a polivíz nem létezik: az anyag, amelyet annak véltek, az üvegből kioldódó, vagy szennyezésképpen odakerülő anyagokat tartalmazó vizes oldat volt.

Forrásvíz kristályok forras: vizmegoldas.hu

A VÍZ TISZTÍTÁSA

Az elektromos vízkezelő berendezés vezérlőegysége hálózati árammal működtethető, impulzus- vagy szinuszüzemben, a levehető tápfeszültség 500 és 5000 V között változtatható. Az áramlási csatorna falának nem csak a csúcsfeszültséget, hanem a lökőfeszültségeket, valamint a 6 baros nyomást is ki kell bírnia. Belső keresztmetszetének olyannak kell lennie, hogy lamináris áramlással kapjuk a megkívánt folyadékteljesítményt. Turbulens áramlás esetén a kezelés megszűnhet. 8 elektródos vízkezelőben a 4 impulzuselektródával szemben 4 ellenelektród (föld) van. Az elektródok helyzetével a tér szerkezete változtatható. Az aktiválás mértéke a tápfeszültség nagyságán és az elektródok helyzetén kívül a vízáramlás sebességének változtatásával is befolyá- solható. A folyadékkezelő eljárás elektródarendszere nem érintkezik a kezelendő folyadékkal, az elektródák anyaga bármilyen fém lehet, ami feszültségimpulzusokkal dolgozik. Nagy fajlagos elektromos ellenállása 2-10 Megaohm közé esik, tehát igen tiszta vizet jelent. A H+-ionok vándorlási sebessége nagyobb, mint az OH-ionoké. A készüléken átfolyt kezelt vízben kevesebb lesz a H+-ion, ekkor a víz pH-értéke megnő, lúgos irányba tolódik el. A készülékkel el lehet érni, hogy több negatív töltésű ion semlegesítődjön, mint H+-ion, ekkor a kezelt folyadék pH-értéke csökken, azaz savas irányba tolódik.

Klóros víz (japán) Az agresszív klór végett nem alakulnak ki kristályok. forrás: vizmegoldas.hu

KÍSÉRLETEK CEMENTTEL ÉS BETONNAL

Rose felfedezte, hogy az elektromosan feltöltött víz könnyebben porlasztható, mert ilyenkor csökken a víz felületi feszültsége. Az elektromos erőtér energiasűrűsége is mérsékli a víz felületi feszültségét, emellett a pH-értéke is megváltozik, csökken. A felületaktív anyagok vizes oldataiban az elektrolitok ionjainak elektrosztatikus erőtere lazítja a vízmolekulák között létrejött hidrogénkötéseket, ami a molekulák mozgékonyságának növekedéséhez és a belső súrlódás (viszkozitás) csökkentéséhez, ezáltal a cementek, illetve a betonok kezdő szilárdságának növekedéséhez vezethet. Cementpép-kísérletek szerint a szimmetrikus térszerkezethez képest (1), amikor az elektródok és ellenelektródok (impulzus és föld) szemben helyezkedtek el egymással, az elektródok felcserélésekor, vagyis reciprok kapcsoláskor (2) ellentétes hatások figyelhetők meg. Az (1) jelű térszerkezet esetében a tápfeszültség és az átfolyási sebesség függvényében nőnek, addig a (2) jelű térszerkezet hatására csak a kezdőszilárdság emelkedik meg számottevően, az összes érték 53%-a (az előbbieknek közel 3-szorosa) 20%-nál nagyobb relatív szilárdulás növekedéshez vezet. Betonkockák nyomószilárdságára vonatkozóan az (1) jelű térszerkezettel nagy tápfeszültséggel (3000 V) és lassú átfolyással (0,2l /min) előállított keverővíz. Tetemes volt fiatal korban a szilárdságnövekedésre az aktivált (elektromosan kezelt) víz hatása a trikalcium-szilikát (3CaO.SiO2 röviden C3S) hidratációjának kinetikájára gőz érleléskor. 1 napos korban 75%, 7 napos korban 50%, 28 napos korban a gőzöletlenével közel azonos volt.

Az előkísérletekből kitűnik, hogy a víz kezelésének módján kívül a szilárdságváltozásra hatással van a cementek fajtája, a trikalcium-szilikát aránya és a gőzérlelés. Okainak kiderítéséhez további vizsgálatok szükségesek. Az élet minden területén folyadékkal van dolgunk. A mezőgazdaságban, az iparban, az orvosbiológiában, a gyógyászatban szinte korlátlanok a felhasználási lehetőségek. Az adott feladathoz mindig külön be kell állítani a folyadékkezelő készülékek paramétereit.