一、磁化水攪拌水泥和混凝土后的物理力學性質

    1、抗壓強度

    原蘇聯(lián)的B·A·烏拉佐夫斯基等人，用互感器型的磁化設備進行了多年的研究，試驗研究表明，利用磁化水攪拌的水泥，其強度有所提高，而且水泥塊體的強度與磁場強度和水流通過磁場的速度有關。當水流經(jīng)過磁場的速度為0.65米/分，磁場強度為160千安培每米時，磁化水與普通水拌制水泥試塊相對比，強度增加43%；而當水流速為0.94米/分和1.0米/分，磁場強度為130千安培每米時，磁化水與普通水拌制的水泥試塊相對比，強度分別增加30%和22%。

    貴州工學院劉東鑒所進行的試驗，表明磁化水拌制水泥混凝土的抗壓強度與磁場強度有關。當磁場強度為0.21特斯拉時，混凝土的抗壓強度最高，也就是磁化水的最佳磁場強度為0.21特斯拉，磁化水的最佳流量為 1/75～1/100千克/分時，磁化水與普通水拌制混凝土相比，抗壓強度提高25%。至于用磁化水拌制的水泥與混凝土的后期強度，與用普通水拌制的混凝土相同，亦是隨著齡期而增長。

    根據(jù)原蘇聯(lián)的研究，用磁化水攪拌水泥和混凝土，與普通水相對比，其強度一般可提高10%～25%，個別的可提高43%，當然不同的試驗所得到的試驗結果也不盡相同。

    原蘇聯(lián)哈爾科夫公路交通學院，還試驗了將水在磁化前先進行真空處理。試驗證明，用未經(jīng)真空處理的磁化水拌制水泥砂漿，其抗壓強度和抗剪強度提高27%，而用先進行真空處理再經(jīng)磁化的水拌制水泥砂漿，則其強度可提高60%，無論是早期強度還是28天的強度都是如此。

    2、抗凍性

    原蘇聯(lián)Ю·и·希爾洛維曾進行了磁化水對水泥混凝土密實度和抗凍性影響的研究。他認為磁化水可以降低水灰比，改變混凝土的結構，減少混凝土的收縮孔隙，能降低混凝土的透水性，大大提高它的抗凍性，其抗凍融循環(huán)一般都在100次以上，其中用摻亞硫酸廢液的磁化水拌制的混凝土，能承受1000次以上的凍融循環(huán)。試驗表明，凡是用磁化水拌制的混凝土，其抗凍性都有明顯提高；摻入增塑劑等外加劑時，其抗凍性的提高更為明顯。例如在混凝土成分相同的情況下：水的用量為 207升/立方米，水灰比0.602，水泥用量344千克/立方米時，普通水拌制的混凝土坍落度為5厘米，抗凍融循環(huán)為249次，而磁化水拌制的混凝土坍落度為3厘米，抗凍融循環(huán)為326次；當水的用量為208升/立方米,水灰比0.468，水泥用量445千克/立方米 時，普通水拌制的混凝土坍落為5厘米，抗凍融循環(huán)310次，而磁化水拌制的混凝土坍落為3厘米，抗凍融循環(huán)為537次；當水的用量為203升/立方米,水灰比0.457，水泥用量445千克/立方米，坍落度為3厘米時，普通水+0.15%亞硫酸廢液拌制的混凝土抗凍融循環(huán)僅404次，而磁化水+0.15%亞硫酸廢液拌制的混凝土抗凍融循環(huán)可達1000次以上。

    上述特性已為工程實踐所證實。根據(jù)原蘇聯(lián)黑海建筑公司的資料顯示，用普通水拌制的混凝土修建的海堤，使用7年已完全破壞；而用磁化水拌制的混凝土修建的構筑物，卻完好無損。

    二、磁化水提高水泥強度的機理

    磁化水為什么能提高水泥和混凝土的強度，其機理至今尚未探索清楚。其說法之一，認為水是由氧、氫兩種不同的原子形成共價鍵，由于氧原子吸引電子的能力大于氫原子，氧、氫原子又分別分布在分子的兩端，因此，氧原子一端帶負電荷，氫原子一端帶正電荷。加之水分子是極性分子，故水分子之間存在著的電性吸引力能使其由單水分子形成多水分子的聚合體，這些多水分子的聚合體，減小了這種電性吸引力。

    水經(jīng)磁化后，由于洛侖茲力使極性水分子（O2-和H+）從聚合體中重新排列為整齊的水分子，因而增強了水分子間的電性吸引力，這種力使分子之間不易再分開。這就是水經(jīng)磁化后所具有的特性。

    水泥遇水后，水化作用首先在水泥顆粒表面進行，水化作用的結果，使水泥顆粒表面包上一層膠體膜，這層膠體膜，阻礙了水泥顆粒的進一步水化，從而影響水泥強度的增長。

    如果用水分子間增強了吸引力的磁化水拌制水泥或混凝土，會使水分子容易進入水泥顆粒的內(nèi)部，幫助水泥深入進行水化，使水泥水化進行得更深入、更充分，從而有效提高水泥和混凝土的強度。

    至于水的磁化效果與水的化學成分是否有關，說法不一。國外有研究者認為，當水中帶鐵離子和氯化物時，對磁化能起到好的作用。他們還認為水中與硬度有關的鹽類的含量，亦對磁化效果起很大作用。

    而對于同一問題，國內(nèi)有人為了進行對比，曾以普通水、磁化水和純蒸鎦水磁化水進行對比試驗，結果發(fā)現(xiàn)磁化水和純蒸餾水磁化水對強度的影響基本相同，從而認為水的化學成分對磁化效果并無影響。

    三、磁化水拌制水泥和混凝土的應用及經(jīng)濟效益

    用磁化水制備混凝土，由于可使其強度提高10%～25%，因而可以節(jié)約水泥。根據(jù)我國的初步試驗，用磁化水拌制混凝土，水泥用量減少10%，混凝土強度不但沒有降低，反而提高10%。

    用磁化水制備混凝土，在原蘇聯(lián)很多建設部門已經(jīng)推廣應用，并取得了巨大的經(jīng)濟效益。如薩拉托夫建筑工地，用磁化水制備混凝土，強度提高了14%～17%，水泥用量減少了12%；薩拉托夫水電站，用磁化水制備混凝土168.4萬立方米，節(jié)約水泥51264噸；契爾諾建筑公司的鋼筋混凝土構件預制廠，用磁化水后每年節(jié)約水泥1900噸，折合4萬盧布左右；伏爾加市混凝土壓力管廠，由于采用磁化水，每年至少能節(jié)約10萬盧布；捷科里礦用磁化水拌制混凝土，每年亦可節(jié)省10萬盧布；而亞速海石油建筑公司的鋼筋混凝土預制構件廠，用磁化海水拌制混凝土，證實混凝土強度提高了40%～50%，水泥用量節(jié)約了14%。

    從上述國內(nèi)外的試驗和實際應用效果來看，其經(jīng)濟效益是良好的，而且為生產(chǎn)磁化水而增加的設備投資，在較短時間內(nèi)就可以收回。所以，磁化水拌制水泥和混凝土這項新技術在混凝土和水泥制品中應用，有著廣闊的發(fā)展前景。