Ультразвуковая обработка водно - цементных смесей - хорошо известный, но недооценѐнный метод улучшения свойств бетонов. Низкоэнергетический характер ультразвукового воздействия отнюдь не означает столь же низкую эффективность этого воздействия. Разнообразные и притом весьма нетривиальные сонохимические эффекты обусловлены тем, что ультразвуковое воздействие изменяет не энергию, а химическую эксергию реакционной смеси. Ультразвуковая обработка природной воды изменяет еѐ карбонатное равновесие. Вследствие этого кристаллизация солей жѐсткости в воде приобретает бифуркационный характер, поскольку результат обработки непосредственно определяется условиями газообмена между обрабатываемой водой и атмосферным воздухом (обработка в открытом либо в закрытом объѐме). Положительный технический результат ультразвуковой обработки водно - цементных смесей обеспечивается за счѐт фундаментальных сонохимических эффектов, улучшающих гидратацию клинкерных минералов в обработанной воде затворения. Важное практическое значение имеет то обстоятельство, что смена условий газообмена воды затворения и / или водно - цементных смесей при осуществлении ультразвуковой обработки позволяет предсказуемо изменять эксплуатационные характеристики цементного камня. Особое внимание уделено применению ультразвуковой обработки для предотвращения коррозии арматурной стали и для осуществления возможности создания инновационных самовосстанавливающихся бетонов.

Mechanical comminution is widely utilized to enhance the pozzolanic activity of cementitious materials by grinding them into ultrafine powders. As a result of such practice being customary ultrasonic processing for water - cement systems is usually perceived as an advanced technology to deagglomerate and disperse materials. On the contrary, the real effects of ultrasonic treatment of water - cement systems are quite nontrivial and even bifurcative.First of all, ultrasonic treatment of water can suppress scale formation by making the scale being formed to stay loosely suspended in the water rather than tightly adhere to the surfaces of pipes and tanks. Correspondingly, ultrasonic control of carbonate balance strongly affects the properties of tempering water. Secondly, processing the water - cement mixture with ultrasound enables to control the structure - forming processes in it, namely, to increase the dissolution rate of pozzolans, to accelerate the pozzolanic reaction rate and to amplify the strength of concrete in the end. Effects of ultrasonic frequency, acoustic intensity and treating time have been evaluated.

Дано аналитическое описание влияния электростатических и магнитостатических полей на состояние реагентов и на протекание химических реакций. Получены выражения для электро- и магнитоиндуцированных приращений характеристических функций. Показано, что статические электрические и магнитные воздействия, во-первых, повышают либо понижают температурный порог реакции, а во-вторых, могут изменять знак теплового эффекта реакции и знак приращения энергии Гиббса реакционной смеси. Внесение реакционной смеси в электрическое либо магнитное поле может инициировать термодинамически запрещенную реакцию, и наоборот, возможно электрическое либо магнитное подавление реакции.

Получены два новых точных решения волнового уравнения с источниками. Изучена динамика неустойчивых состояний, описываемых этими решениями. Даны аналитические выражения частных производных искомой функции по пространственной координате и времени на плоскости независимых переменных «искомая функция - время». Такая структура решения позволяет рассмотреть нестационарные аналоги автомодельных кинков, описывающих переход между двумя состояниями равновесия системы «среда - источник». Для классического волнового уравнения применяется нелинейный реономный источник, поведение которого влияет на свойства релаксирующего кинка. Определены условия, при которых скорость перемещения сформировавшейся автомодельной волны переброса дозвуковая либо сверхзвуковая. Обнаружена важная роль величины скорости точки перегиба неавтомодельного кинка; вычислено пороговое значение этой скорости, разделяющее дозвуковой и сверхзвуковой режимы. Неустойчивый вариант представленного решения дает сильный разрыв искомой функции при неограниченном росте времени. Предвестником сильного разрыва является остановка точки перегиба кинка. Указана оценка величины момента времени, предшествующего началу возвратного движения точки перегиба. Дано решение пространственно нелокального волнового уравнения четвертого порядка с двумя аддитивно входящими источниками. Один источник линейным однородным образом зависит от искомой функции, второй - линейно зависит от модуля градиента искомой функции. Решение представляет собой аналог волны переброса в интервале с нестационарными границами. В каждый конечный момент времени это решение непрерывно, а за бесконечное время происходит потеря гладкости решения - имеем так называемый «медленный взрыв». В неустойчивом варианте решения изолинии искомой функции на вогнутом участке (нижняя часть кинка) движутся навстречу выпуклому участку, который примыкает к верхней границе кинка. В устойчивом варианте кинк вырождается в однородное состояние. Обнаружено, что для неавтомодельного процесса инверсия знака градиентного источника дает инверсию условий устойчивости кинка и антикинка. Неустойчивому кинку/антикинку соответствует градиентный сток/источник.

Two new accurate solutions of the wave equation with sources are obtained. The dynamics of unstable states described by these solutions is studied. Analytical forms are given for the partial derivatives of the required function with respect to the spatial coordinate and time on the plane of independent variables “the required function - time”. This structure of the solution allows us to consider nonstationary analogs of self-similar kinks describing the transition between two equilibrium states of the “medium - source” system. For the classical wave equation, a nonlinear rheonomic source is used, the behavior of which affects the properties of the relaxing kink. The conditions under which the speed of movement of the formed self-similar transfer wave is subsonic or supersonic are determined. An important role of the velocity of the inflection point of a nonselfsimilar kink has been analyzed; the threshold value of the velocity is calculated, which separates the subsonic and supersonic regimes. An unstable version of the presented solution gives a strong discontinuity of the required function with an unlimited increase in time. The stopping of the kink inflection point is an indicator of a strong rupture. An estimate of the value of the moment in time preceding the beginning of the return motion of the inflection point is indicated. A solution to a spatially nonlocal fourth-order wave equation with two additively entering sources is given. One source depends on the desired function in a linear homogeneous way; the second one depends on the modulus of the gradient of the desired function the same way. The solution is an analog of an overthrow wave in an interval with non-stationary boundaries. At each finite moment of time this solution is continuous, and for an infinite time there is a loss of smoothness of the solution, we have the so-called “slow explosion”. In the unstable solution, the isolines of the sought-for function on the concave section (the lower part of the kink) move towards the convex section, which is adjacent to the upper boundary of the kink. In the stable version, the kink degenerates into a homogeneous state. It has been analyzed that for a nonselfsimilar process, the inversion of the sign of the gradient source gives an inversion of the stability conditions for the kink and antikink. An unstable kink/ antikink corresponds to a gradient sink/source.