Показана эффективность введения в состав вяжущего активированных отходов горно-обогатительного комбината: повышается прочность и начальный модуль упругости бетонов, предельные деформации сжатия практически не меняются.

З метою підвищення якості бетонних і залізобетонних виробів, а також енерго- та ресурсозбереження теоретично обгрунтовано й експериментально апробовано новий спосіб активації цементних бетонів, що містять у своєму складі мінеральні домішки з магнітними властивостями. Встановлено залежність між питомою намагніченістю насичення дисперсних мінеральних речовин з відходів металургійної та паливно-енергетичної промисловості, що використовуються як пуцоланові домішки для бетонів, та їх хімічним складом, зокрема вмістом оксидів заліза. Показано, що такі домішки реагують на дію зовнішнього магнітного поля як типові феромагнетики. Показано, що присутність у складі бетонних сумішей дисперсних мінеральних домішок (золи-винесення, меленого шлаку ТЕС, колошникового пилу металургійних комбінатів), які містять оксиди заліза, підвищує ефективність активації в обертовому електромагнітному полі, що зумовлює прояв пластифікуючого ефекту в бетонних сумішах і підвищує міцність бетону на стиск. Визначено оптимальні співвідношення між мінеральними домішками, які містять різну кількість оксидів заліза та кремнезему, використання яких у поєднанні з оптимальними параметрами електромагнітної активації забезпечує одержання дрібнозернистих цементних бетонів з підвищеними фізико-механічними й експлуатаційними властивостями.

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень стосовно підвищення ефективності товарних бетонних сумішей завдяки використанню пуцоланових цементів та визначення вибіркової дії модифікувальних домішок на структуроутворення бетону на його основі. Теоретично обгрунтовано й експериментально доведено, що внутрішні протиріччя між ефектом пластифікації бетонної суміші та затримання ранньої міцності бетону, які супроводжують їх виробництва та використання, можна вирішувати з урахуванням структурних і хімічних особливостей золи-винесення, присутності у складі пуцоланового цементу, що сприяє покращенню легкоукладальності й уповільненню її зміни під час транспортування. У комплексі з визначеними за вибірковістю дії щодо пуцоланових цементів хімічними домішками з групи суперпластифікаторів різної природи це забезпечує підвищення ефективності таких сумішей за умов одержання високофункціональних бетонів для монолітного будівництва. На основі пуцоланових цементів розроблено рецептуру пластифікованих бетонів, що характеризуються відповідністю нормативним вимогам за повним комплексом експлуатаційних властивостей. Визначено економічний ефект, одержаний внаслідок впровадження даної розробки, що досягається завдяки скороченню витрат на цемент і, відповідно, зменшенню собівартості сировинних матеріалів у складі бетонної суміші.

  Скачати повний текст

Визначено оптимальні співвідношення між мінеральними домішками з відходів промисловості Донбасу, на основі яких розроблено склади багатокомпонентних композиційних цементів типу КЦ У/Б-400, які містять замість частини доменного граншлаку та золи-винесення мелений шлак ТЕС, мелений вапняк або пил шамотно-каоліновий, та склади композиційних портландцементів типу ПІД П/Б-К-500, які містять замість частини доменного граншлаку мелений вапняк, пил шамотно-каоліновий або мікрокремнезем, які за показниками якості відповідають вимогам ДСТУ Б В.2.7-46-96.

Показано можливість використання безгіпсових портландцементних композицій, що забезпечує одержання швидкотверднучих високофункціональних бетонів із підвищеною міцністю у ранньому віці та довговічністю. Проаналізовано вплив модифікованих безгіпсових портландцементів на властивості дрібнозернистого бетону.

Приведены результаты экспериментальных исследований по оперативному управлению свойствами цементобетонов при их производстве на основе трех способов: оценки активности цементов; ультрадисперсных наномодификаторов; ультразвуковой обработки воды перед ее смешением с цементом.

Наведено результати досліджень модифікованих цементуючих систем: портландцементний клінкер - гіпс - тонкодисперсні мінеральні домішки - комплексні хімічні домішки. Показано вплив тонини розмелювання різного типу мінеральних домішок (пісок, зола-винесення) і хімічних домішок на формування структури та властивості високофункціональних швидкотверднучих бетонів.

Надано дослідження впливу технологічних факторів на формування властивостей дрібнозернистого бетону. Розроблено швидкотвердіючий бетон, модифікований комплексними хімічними домішками, для попередньо напружених залізобетонних порожнистих плит, вироблених способом безперервного формування.

Развиты теоретические представления о механизме влияния углеродных коллоидных частиц наноуровня на процессы структурообразования в цементном камне, растворе и бетоне. Обобщены и проанализированы механизмы действия наночастиц в цементных композитах. Показано, что в основе действия наночастиц лежат классические представления и закономерности коллоидной и физической химии, а также физико-химической механики дисперсных систем и материалов.

Проаналізовано сучасні уявлення про деформацію та руйнування дорожнього бетону за дії агресивних чинників. Розглянуто способи підвищення довговічності, особливості впливу кліматичних умов на процеси масопереносу та випаровування вологи з твердіючого бетону, а також особливості та закономірності вологовтрат на захищених і відкритих поверхнях бетону. Набули подальшого розвитку уявлення про механізми розмивання контактів і випаровування води як чинників руйнування та довговічності дорожнього бетону. Показано, що довговічність дорожнього бетону, як і будь-якого іншого, та його стійкість в умовах заморожування і відтавання, зволоження та висушування (випаровування), а також корозії обумовлені існуванням подвійного електричного шару на поверхні бетону і його структурних елементів, електрокапілярними явищами, електроповерхневими взаємодіями структурних елементів один з одним і з водою в адсорбційному та дифузному шарах. На основі експериментально-теоретичних досліджень сформовано нові теоретичні уявлення про механізми випаровування вільної та фізико-хімічно зв'язаної води, змочування бетону та його компонентів, стиранність бетону. Уточнено дійсну швидкість випаровування води з вільних об'ємів і бетону. Проведено експериментальні дослідження впливу на стиранність бетону циклічних дій насичення-висушування, заморожування-відтавання, а також впливу зміни вмісту цементу, піску та щебеню. Розроблено схеми процесів змочування, випаровування, структури бетону на різних рівнях, будови подвійного електричного шару та його дифузної частини, що відповідає за процеси вимивання і вилуговування бетону. Запропоновано математичні моделі процесів і взаємодій.

Проведено дослідження, які свідчать про ефективність хімічної активації золи-виносу кислотами та виробництва фосфогіпсозольних матеріалів з попередньою активацією золи-виносу з наступним використанням додатка опоковидного мергелю і цементу, що забезпечує отримання фосфогіпсозольних композиційних матеріалів, придатних для використання в малоповерховому будівництві.

Теоретично обгрунтовано й експериментально доведено закономірності впливу активності цементу, гранулометрії заповнювачів, прискорювачів і суперпластифікаторів різного типу, а також мінеральних добавок і поліпропіленової фібри на розвиток процесів усадки та тріщиноутворення в дрібнозернистих бетонах. Вперше розрахунковим шляхом визначено градієнт температур, за якого можливе виникнення термічних тріщин і часі, протягом якого існує небезпека виникнення тріщин від існуючого температурного градієнта. Удосконалено уявлення щодо механізму дисипації енергії росту тріщин та їх локалізації в присутності мікробульбашок додатково залученого повітря. Встановлено характер впливу повітроутягуючих домішок на усадку дрібнозернистих бетонів. Вперше визначено критичні витрати цементу, за яких до деформацій повітряної усадки додаються деформації її контракційної складової, що знижує тріщиностійкість та експлуатаційні властивості бетонів. Одержали подальший розвиток теоретичні уявлення, які підтверджено експериментально, про механізм "заростання" тріщин, які утворилися на ранній стадії твердіння бетону. Запропоновано шляхи зниження напружень в зоні їх концентрації за рахунок введення в утворену тріщину компонентів з високими демпфуючими властивостями (мікронаповнювачі, залучене повітря).

Розглянуто основні розрахункові методики прогнозування властивостей бетонів на основі структурно-фізичних уявлень, а також кібернетичного підходу та побудови експериментально-статистичних моделей. Наведено основи методології багатопараметричного проектування складів бетонів різних видів. Розглянуто приклади розрахунків складів бетонів із заданими проектними властивостями.

Наведено результати дослідження цементів низької водопотреби (ЦНВ) з добавками золи-виносу і суперпластифікаторів різних типів. Показано ефективність одержаних ЦНВ у високоміцних бетонах.

Розроблено склади модифікованих бетонних сумішей і цементобетонів із заданими експлуатаційними параметрами. В процесі проведення експерименту цементобетони отримували з бетонних сумішей різних складів із модифікувальними добавками нової генерації, які містять суперпластифікатор на основі полікарбоксилатів і повітрезахоплювальну добавку. Суперпластифікатор вводили до бетонної суміші з водою замішування в кількості 0,6; 0,8 і 1,0 % маси цементу, а добавку-аерант - в кількості 0,1 % маси цементу до всіх складів бетонів. Досліджено вплив модифікувальних добавок на властивості дорожніх цементобетонів. Показано ефективність їх використання в дорожніх покриттях, що забезпечує покращені технологічні параметри, підвищену міцність і довговічність. Повітрезахоплювальна добавка-аерант в комплексі з суперпластифікатором надає змогу посилити пластифікацію бетонної суміші, а також підвищити морозостійкість і водонепроникність. Визначено техніко-економічну ефективність застосування дорожніх цементобетонів на основі модифікувальних добавок нової генерації та встановлено, що конструкція з цементобетонного покриття є дешевшою в 1,6 разу ніж конструкція дорожнього одягу з асфальтобетону за вартістю будівельно-монтажних робіт.

Теоретично обгрунтовано та експериментально доведено можливість підвищення ефективності використання лужного шлакопортландцементу в бетоні для монолітного будівництва, яка полягає у забезпеченні регламентованих реологічних властивостей бетонних сумішей та експлуатаційних характеристик бетону за рахунок використання хімічних домішок та їх комплексів, природа яких визначається композиційним складом цементу. Розкрито особливості процесів гідратації та структуроутворення лужного шлакопортландцементу за участю різних фаз сульфату кальцію та виявлено позитивний ефект дії фази напівгідрату сульфату кальцію, що визначається забезпеченням уповільнення тужавлення за умов одночасного підвищення активності цементу за рахунок послідовності розвитку процесів в напрямі формування новоутворень, у складі яких переважають АF{\dn\fs8 t}-фази, низькоосновні гідросилікати кальцію та луговміщуючі гідросилікати типу піктоліт. Виявлено закономірності дії поверхнево-активних речовин в бетонних сумішах на основі лужного шлакопортландцементу та показано, що зі збільшенням вмісту шлакової складової та лужного компонента в цементі підвищується ефективність дії домішок на основі простих поліефірів за рахунок стійкості їх молекулярної структури в лужному середовищі, а домішок на основі складних поліефірів, відповідно, зменшується. Встановлено за зміною граничного напруження зсуву під час формування дисперсійно-коагуляційної структури тіста лужного шлакопортландцементу вплив хімічних домішок різної природи основної діючої речовини на консистенцію бетонних сумішей й її збереженість як чинників забезпечення особливостей кристалізаційно-конденсаційної структури бетону (пористість) і, відповідно, його функціональних властивостей (міцність, морозостійкість).

Висвітлено питання розроблення теоретичних основ технології наноспроектованих цементів для отримання наномодифікованих портландцементних композицій, що забезпечують створення високотехнологічних швидкотверднучих бетонів багаторівневої структури за рахунок системного поєднання нано- та ультрадисперсних мінеральних компонентів та суперпластифікуючих добавок на основі ефіру полікарбоксилату з наноспроектованими ланцюгами. Встановлено вплив гранулометричного складу мінеральних компонентів на їх поверхневу активність та фізико-хімічні особливості процесів гідратації і тверднення наномодифікованих портландцементних композицій, які завдяки направленому формуванню мікроструктури цементуючої матриці в ранній період гідратації дозволяють вирішувати проблему одержання високотехнологічних та швидкотверднучих бетонів з покращеними експлуатаційними властивостями. Запроектовано склади швидкотверднучих бетонів багаторівневої структури за технологіями наносистем "знизу-вверх" і "зверху-вниз", досліджено будівельно-технічні властивості, здійснено промислову апробацію та розраховано техніко-економічну ефективність їх використання.

Дисертаційна робота присвячена розробленню теоретичних основ технології композиційних портландцементів з високою ранньою міцністю типу СЕМ ІІ/В-М (клінкер-фактор - 65 %) за рахунок оптимізації речовинного та гранулометричного складів клінкеру та високодисперсних цементозаміщуючих матеріалів різного генезису з урахуванням особливостей розподілу розмірів частинок та їх поверхневої енергії, що забезпечує технічні, екологічні й економічні переваги такого типу композиційних портландцементів. Одержано комплекс експериментально-статистичних моделей технологічних і фізико-технічних показників четвертинних мультимодальних композиційних портландцементів з високою ранньою міцністю та модифікованих бетонів на їх основі, що кількісно характеризують комплексну синергетичну дію високодисперсних цементозаміщуючих матералів з бімодальною реакційно-хімічною поверхневою активністю та полікарбоксилатних суперпластифікаторів. Досліджено будівельно-технічні властивості, здійснено промислове впровадження та розраховано техніко-економічну ефективність їх використання.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л456-106 + Н331.35

Рубрики:

Змішаний цемент

Цементний бетон

Шифр НБУВ: РА434869 Пошук видання у каталогах НБУВ