Фізико-хімічні основи технології бетонів з високими експлуатаційними властивостями

Дослідженнями встановлено утворення гексагональних гідратів в активованій цементній системі, що істотно позначається на формуванні просторових структур, особливо у присутності гіпсу. У процесі фізико-хімічної активації усувається можливість кристалізації етрингіту, оскільки в рідкій фазі не настає пересиченості іонами Са2+, а йде безперервний процес зв'язування сульфат-іонів у комплексні сполуки в присутності іонів SiО44-. Ці процеси, у свою чергу, сприяють утворенню практично бездефектної цементної матриці бетону.

У шостому розділі представлені дослідження фізико-механічних властивостей бетонів на активованій в'яжучій речовині. Для розробки режимів пересування і подачі до посту формування активованої цементної системи досліджені її реологічні властивості. Виходячи з припущення, що активована цементна система не є ньютонівською рідиною, традиційні способи визначення в'язкості такої системи незастосовні. В'язкість активованої системи визначається шляхом занурення кульки безпосередньо у реакторі-активаторі у визначені моменти часу після припинення активаційних дій. В'язкість обчислюється по швидкості занурення в цементне тісто кульки під дією власної маси і прикладеного навантаження. Ефект заснований на фізичних закономірностях руху кулі у в'язкому середовищі з постійною у визначений момент в'язкістю, що описуються законом Стокса. В'язкість при цьому визначається в умовних одиницях - секундах. Експериментально встановлено зниження в'язкості активованих цементних систем до 3…9 с у порівнянні з в'язкістю цементного тіста традиційного приготування, що складає 14…16 с у залежності від водоцементного відношення, що дозволяє використовувати таке тісто для бетонних сумішей, що транспортуються трубопроводом.

Міцність цементного каменю і бетону лімітується різними факторами, керування якими дозволяє одержати матеріал із заданими властивостями. Нами проведені дослідження зміни фізико-механічних характеристик цементних систем з різними значеннями водоцементного фактора. Результати експериментів приведені в табл. 4, 5. Зниження загальної пористості зразків з активованого цементного тіста сприяє істотному росту міцності при стиску. Таким чином, фізико-хімічна активація створює передумови для формування щільної структури цементного каменю.

Таблиця 4

Характеристики пористості цементного каменю

Примітка. У чисельнику наведені характеристики цементного каменю традиційного приготування, у знаменнику - те ж, активованої цементної системи (ФХА).

Враховуючи, що властивості і структура бетону на активованій в'яжучій речовині відрізняються від бетону традиційного приготування, досліджено контактну зону "цементний камінь - мікронаповнювач". Вперше встановлено, що ця зона являє собою дифузійний шар, який характеризується безперервним переходом від цементних часток до мінеральної складової ОМК. Це свідчить про хімічний характер взаємодії новоутворень цементу з поверхнею часток мікронаповнювача. Результати визначення мікротвердості контактної зони приведені в табл. 6.

Таблиця 5

Фізико-механічні характеристики цементного каменю

Таблиця 6

Мікротвердість контактної зони "цементний камінь - мікронаповнювач"

Комплекс властивостей бетону на активованій в'яжучій речовині визначає особливий характер його руйнування під навантаженням, змінюючи межі його мікротріщиноутворення та довговічність. Встановлена принципова відмінність характеру руйнування бетонів на активованій в'яжучій речовині полягає в утворенні зони передруйнування та вибухоподібному звільненні енергії стискаючих напружень, що узгоджується з дослідженнями Д. Чоговадзе.

Важливою характеристикою, що поєднує показники міцністних, деформативних і пружно-пластичних властивостей бетонів на активованій в'яжучій речовині та відбиває їх особливості, є діаграми деформування ss-ee при одноосьовому стиску бетонних призм із постійною швидкістю навантаження. Деформативні параметри додатково оцінювали динамічним резонансним методом. Крім статичних констант пружності, визначали також динамічний модуль пружності бетону і його зміну в часі.

Встановлено, що при навантаженні призм із бетону на активованій в'яжучій речовині ділянка підвищеної деформативності відсутня внаслідок більш досконалої просторової структури, що відзначено на діаграмі ss-ee . Характерною рисою бетонів на активованій в'яжучій речовині є підвищені значення меж мікротріщиноутворення в порівнянні зі звичайними бетонами (табл. 7).

Таблиця 7

Деформативні характеристики зразків бетону

Примітка. Н - зразки бетону нормального тверднення, А - зразки бетону на активованій в'яжучій речовині.

З метою вивчення поведінки арматури в бетоні на активованій в'яжучій речовині проведені дослідження її корозійної стійкості у такому середовищі. Для оцінки ступеня агресивності середовища активованої цементної системи визначені значення рН рідкої фази, результати приведені в табл. 8. При цьому встановлено, що фізико-хімічна активація цементної системи не зменшує лужності рідкої фази нижче граничного рівня 11,8. Характер потенціостатичних анодних і катодних кривих показує, що арматура в бетоні на активованій в'яжучій речовині знаходиться в стійкому пасивному стані.

Таблиця 8

Зміна рН рідкої фази активованої цементної системи

Сьомий розділ включає основи технології бетонів ВЕВ. Розроблено спеціальну методику проектування складів бетону на активованій в'яжучій речовині. Виконані дослідження показали, що для такого бетону існуючі залежності міцності не застосовуються. Наприклад, пропорційна залежність Rб=f(Rц) з формули Боломея в бетонах на активованій в'яжучій речовині не виконується. Експериментально встановлено збільшення недобору міцності бетону із зростанням активності цементу, а ефект активації виявляється тим більше, чим нижча марка цементу. Такий феноменологічний підхід підтвердив відоме правило про підвищення ефекту активації на низькомарочних цементах. Таким чином, прийнято положення, що кожній марці цементу відповідає певний недобір міцності бетону.

На підставі експериментальних досліджень встановлено, що міцність бетону на активованій в'яжучій речовині можна виразити залежністю:

, (1)

де DDRб - частка недоотриманої міцності бетону, що визначає коефіцієнт недовикористання в'яжучого потенціалу цементу:

(2)

У методиці проектування складів бетону на активованій в'яжучій речовині використано положення фізико-аналітичного методу, побудованого на трьох технологічних закономірностях урахування властивостей бетонної суміші і бетону. В основу методу призначення складів бетону на активованій в'яжучій речовині покладені три рівняння: залежності міцності бетону від його складу, легкоукладальності бетонної суміші і балансу мас в одиниці об'єму бетону. Розрахунок кількості органо-мінерального комплексу виконується після визначення кількості вільного вапна у цементі, яке слід зв'язати з мінеральною складовою ОМК у низькоосновні гідросилікати.

За результатами експериментів, протягом першої години кількість вільного вапна у звичайному цементному тісті знаходилася у межах 11...14% у залежності від мінералогічного складу цементу. Для активованих цементних систем кількість вільного вапна до кінця першої години гідратації склала 4...5%. Як показують дослідження, такої кількості вільного вапна досить для формування міцної просторової структури цементного каменя. Отже, близько 10% вільного вапна слід зв'язати у низькоосновні гідросилікати, що у свою чергу запобігає вилуговуванню незв'язаного вапна у процесі експлуатації бетонних та залізобетонних конструкцій.

Згідно з експериментальними даними, середня основность гідросилікатів кальцію в активованій цементній системі складає 1,2-1,3. Виходячи з цього, розрахована кількість мінерального компонента ОМК, необхідного для зв'язування визначеної кількості вільного вапна. Для цементів, що використовували, з урахуванням мінералогічного складу вміст мінеральної складової знаходиться у межах 17,7...20,2% від маси цементу. Стабільність вмісту вільного вапна в активованих цементних системах протягом року підтверджує правильність розрахунків. Кількість хімічного оптимізатора структуроутворення складає в середньому 0,5% від маси цементу.

Таким чином, у розробленому методі проектування складів бетону на активованій в'яжучій речовині використано детерміністичний підхід на основі сучасних положень фізико-хімії та реології, що забезпечує одержання бетонів із заданими властивостями.

Процес активації в'яжучої речовини та мікронаповнювача припускає синхронний вплив один на одного. Фізико-хімічна активація відбувається у спеціально розробленому реакторі-активаторі. Схему процесу синхронної спільної активації часток цементу і мікронаповнювача в рідкому середовищі ОМК показано на рис. 6. При зіткненні струменів у місці контакту обох часток утворюються кавітаційні бульбашки, виникненню яких сприяють кавітаційні зародки: тріщини та мікропори, заповнені газовою фазою. Захлопування кавітаційних бульбашок призводить до утворення мікрокаверн на мінеральних частках, інтенсифікуючи процес гідратації і сприяючи розщепленню довголанцюжкових комплексів пластифікатора. Останнє забезпечує суперпластифікуючий ефект при використанні звичайних пластифікаторів. Знакозмінні навантаження, що викликаються кавітаційними процесами, призводять до диспергування цементних часток за час 5...7 хв при одночасній активації поверхні мінеральних часток, що супроводжується хімічною взаємодією її з новоутвореннями цементу.

Дослідні склади дрібнозернистого бетону на активованій в'яжучій речовині, а також еквівалентні за легкоукладальністю бетонної суміші та міцністю бетону склади на щебені представлені в табл. 9 і 10.

Таблиця 9

Дослідні склади дрібнозернистого бетону на активованій в'яжучій речовині

Таблиця 10

Еквівалентні склади бетону на активованій в'яжучій речовині (*Цmin)

На основі проведених досліджень розроблено технологію бетонних та залізобетонних виробів з високими експлуатаційними властивостями, що дозволяє заощаджувати до 30% цементу, збільшувати щільність і довговічність бетону, а також скоротити тривалість виробничих процесів.

Дослідно-промислова апробація технології бетону на активованій в'яжучій речовині зроблена АТ "Моноліт" (м. Кривий Ріг), де з квітня 1998 р. по квітень 1999 р. способом роздільного бетонування випущено 1560 м3 виробів з бетону М 500 (палі та балки).

Об'єднанням "Концерн "Гідромонтажспецбуд" при ремонті резервуарів виконано торкретування сумішами на активованій в'яжучій речовині. Площа ремонту на каналі Дніпро - Західний Донбас склала понад 1600 м2. Розроблені і наказом Міністерства транспорту України введені в дію "Технологічні правила підводного ремонту бетонних і залізобетонних штучних споруд" з використанням фізико-хімічного способу активації цементних систем. Розроблений пневмоструминний спосіб запропоновано для ремонту ушкоджених ділянок транспортних споруд. Проведені досліди показали значне підвищення міцності шару торкрету на активованій в'яжучій речовині у порівнянні з традиційним торкретом. При цьому досягнуто зниження кількості відскоку на вертикальних поверхнях до 6...7%, на стельових поверхнях - до 8...9%.

Техніко-економічна ефективність розробленої технології бетонів базується на комплексі технологічних факторів, які гарантують одержання бетонів із заданими високими експлуатаційними властивостями. Економічна ефективність складається із зниження витрат цементу до 30% за рахунок заміни його мінеральним мікронаповнювачем, підвищення в'яжучого потенціалу цементу в 1,8…2,2 рази, підвищення міцності бетону на звичайних цементах не менш як у 2 рази, можливості використання тонкодисперсних шламових відходів промисловості у середньому до 20% від маси цементу, а також виключення із технологічного процесу теплової обробки виробів. При цьому досягається зниження собівартості бетону до 1/3 без урахування підвищення довговічності конструкцій.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що полягає у створені фізико-хімічних основ технології бетонів з високими експлуатаційними властивостями (ВЕВ) шляхом застосування принципово нової фізико-хімічної активації цементної матриці бетону.

Основні наукові і практичні результати, отримані в дисертаційній роботі, полягають у наступному.

1. Розроблені наукові основи технології бетонів з високими експлуатаційними властивостями, що полягають у наступному: фізико-хімічній активації цементної системи, фізична частина якої створює умови розвитку кавітації в ядрі затоплених струменів в'яжучої речовини та ОМК, а хімічна частина складається із введення органо-мінерального комплексу, що призводить до розвитку тріади активаційних дій; а також у розробці складу і спеціального способу приготування органо-мінерального комплексу та у розробці фізико-аналітичного методу призначення складів бетону.

2. Розроблено органо-мінеральний комплекс (ОМК), що складається з органічного пластифікатора, мікронаповнювача та хімічного оптимізатора структуроутворення. Дія його заснована на принципі синергізму складових за рахунок прищеплення органічних довголанцюжкових комплексів пластифікатора до часток мікронаповнювача у процесі приготування ОМК і взаємодії активних центрів мікронаповнювача з хімічним оптимізатором структуроутворення, що забезпечує цементній системі ефект суперпластифікації та інтенсифікацію процесу гідратації.

3. Вперше встановлено, що фізико-хімічна активація в'яжучої речовини з органо-мінеральним комплексом забезпечує хімічну взаємодію поверхні мікронаповнювача з новоутвореннями цементу, збільшуючи ступінь гідратації до 75...80%, а також зміну складу новоутворень, що виражається у зниженні основності гідросилікатів кальцію до 1,2...1,3 і утворенні гідроалюмосилікатів кальцію.

4. Встановлено, що для створення високоінтенсивних активаційних імпульсів у цементній системі необхідне перевищення експериментально визначеного порогового значення рівня активації, який відповідає розвитку кавітаційних явищ у суміші, що активується. Це не спостерігалося при відомих способах турбулентного перемішування, при якому на поверхні цементних часток зберігається ламінарний шар, який гальмує розвиток процесу гідратації в'яжучої речовини.

5. Доведено необхідність взаємної синхронної фізико-хімічної активації часток в'яжучої речовини і мікронаповнювача, яка забезпечує надійні умови хімічної взаємодії між ними з утворенням поряд з негативно зарядженими структуроутворюючими іонами також і позитивно заряджених, які призводять до розвитку контактів за схемою "грань із площиною" і формування хрестоподібних структур, що самозамикаються, зі збільшенням кількості контактів в одиниці об'єму матеріалу до 2 порядків і зростанням міцністних властивостей системи.

6. Отримано рівняння, що визначає параметри хімічних взаємодій мінералів цементу з органо-минеральним комплексом на основі моделювання іонних процесів в активованій цементній системі, яке дозволило встановити, що рівень активності макроіонів значно перевищує дисипативну частину системи.

7. Встановлено зміну ряду фізико-механічних і експлуатаційних характеристик бетону на активованій в'яжучій речовині, зокрема, зниження загальної пористості до 3,7…4,4%, інтенсивний приріст міцності у 2,1…2,4 рази й особливо зміну структури і властивостей контактної зони цементного каменю з мікронаповнювачем. Уперше встановлено, що ця зона являє собою дифузійний шар, що характеризується безперервним переходом від цементних часток до мінеральної складової ОМК, який свідчить про хімічний характер взаємодії новоутворень цементу з поверхнею часток мікронаповнювача зі збільшенням мікротвердості на 37…39% у віці 28 діб. Підвищення експлуатаційних характеристик та довговічності бетонів ВЕВ забезпечується зниженням вмісту вільного вапна в цементному камені до 3…4% за рахунок зв'язування його в низькоосновні гідросилікати кальцію, а також підвищенням значень верхніх і нижніх меж мікротріщиноутворення до s/Rпр=0,92 і 0,87, відповідно, з утворенням зони передруйнування та вибухоподібним руйнуванням зразків на відміну від розвитку єдиної магістральної площини руйнування у звичайних бетонах. Зміна пружно-пластичних характеристик бетонів ВЕВ полягає у підвищенні початкового модуля пружності до 30% і модуля деформацій до 35%, а також підвищенні граничної межі стиску бетону більш ніж на 50%.

8. Запропоновано рівняння міцності бетону на активованій в'яжучій речовині, що враховуює коефіцієнт недовикористання в'яжучого потенціалу цементу в результаті сукупності недосконалостей існуючої технології.

9. Техніко-економічна ефективність розробленої технології бетонів базується на комплексі технологічних факторів, які гарантують одержання бетонів із заданими високими експлуатаційними властивостями. Економічна ефективність складається із зниження витрат цементу до 30% за рахунок заміни його мінеральним мікронаповнювачем, підвищення в'яжучого потенціалу цементу в 1,8…2,2 рази, підвищення міцності бетону на звичайних цементах не менш як у 2 рази, можливості використання тонкодисперсних шламових відходів промисловості у середньому до 20% від маси цементу, а також виключення із технологічного процесу стадії теплової обробки виробів. При цьому досягається зниження собівартості бетону до 1/3 без урахування підвищення довговічності конструкцій.

Основні положення дисертації викладені у наступних роботах

1. Руденко Н.Н. Тяжелые бетоны с высокими эксплуатационными свойствами. - Днепропетровск: Арт-Пресс, 1999. - 260 с.

2. Пунагін В.М., Пшінько О.М., Руденко Н.М. Проектування складів гідротехнічного бетону. - Дніпропетровськ: Арт-Прес, 1998. - 192 с.

3. Пунагин В.Н., Пшинько А.Н., Руденко Н.Н. Бетон в условиях повышенных температур. - Днепропетровск: ДИИТ, 1996. - 252 с.

4. Пунагин В.Н., Пшинько А.Н., Руденко Н.Н. Бетон в условиях повышенных температур. - 2 изд., испр. и доп. - Днепропетровск: Арт-Пресс, 1999. - 292 с.

5. Пшінько О.М., Пунагін В.М., Руденко Н.М. Технологічні правила підводного ремонту бетонних та залізобетонних штучних споруд: Затв. Держ. адміністрацією залізничного транспорту Мін. транспорту України. - К., 2000. - 36 с.

6. Мелкозернистые бетоны и растворы/В.Н. Пунагин, А.Д. Кирнев, М.П. Данилов, Н.Н. Руденко//Строительные материалы и конструкции. - 1990. - № 1. - С. 13-14.

7. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Эффективный серный бетон на основе отходов// Строительные материалы и конструкции. - 1990. - № 4. - С. 11-12.

8. Пшинько А.Н., Руденко Н.Н. Проблемы ремонта инженерных транспортных сооружений//Залізничний транспорт України. - 2000. - № 3. - С. 12-14.

9. Реологические основы удобоукладываемости бетонных смесей/В.Н. Пунагин, Н.Н. Руденко, А.Н. Пшинько, А.А. Шишкин//Ресурсосберегающие технологии бетонов в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Полиграфист. - 1995. - Вып. 1. - С. 26-28.

10. Технологическая модификация бетонной смеси и бетона/Б.Б. Хасанов, В.Н. Пунагин, Н.Н. Руденко, Б.Г. Клочко//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Полиграфист. - 1995. - Вып. 2. - С. 4-6.

11. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Начальное структурообразование при тепловой обработке бетона//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1997. - Вып. 3. - С. 45-46.

12. Руденко Н.Н. Технология XXI века//Ресурсосберегающие технологии бетонов в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1997. - Вып. 4. - С. 83-86.

13. Руденко Н.Н. Термоминеральная активация цементного клея - основа микротехнологии XXI века//Вісник академії: Наук. та інформ. бюл. / ПДАБА: Дніпропетровськ. - 1998. - № 1. - С. 37-42.

14. Руденко Н.Н., Кадол Л.В. Высокоэффективный способ модификации бетонной смеси и бетона//Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ПДАБА: Дніпропетровськ. - 1998. - № 3. - С. 30-32.

15. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Ресурсосберегающая технология особо высокопрочного бетона//Проблемы современного материаловедения: Науч. тр. Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры. - Днепропетровск. - 1998. - Вып. 7. - С. 178-179.

16. Руденко Н.Н. Исследование механизма гидратации цементных сис-тем//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1998. - Вып. 5. - С. 55-61.

17. Бычков С.А., Руденко Н.Н. Кинетика вспучивания и газовыделения наполненного цементного теста//Сб. науч. тр. "Строительство, материаловедение, машиностроение". - Днепропетровск: ПГАСА. - 1998. - Вып. 5. - Ч. 2. - С. 41-44.

18. Руденко Н.Н. Уровень и степень активации цементных систем // Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ПДАБА: Дніпропетровськ. - 1999. - № 4-5. - С. 74-78.

19. Исследование влияния интенсивности активации на свойства цементного камня /В.И. Большаков, Л.М. Притыкин, В.Н. Пунагин, Н.Н. Руденко//Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ПДАБА: Дніпропетровськ. - 1999. - № 7. - С. 17-23.

20. Руденко Н.Н. Деформативные свойства бетона на термоактивированном вяжущем //Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ПДАБА: Дніпропетровськ. - 1999. - № 10. - С. 47-53.

21. Руденко Н.Н. Исследование закономерностей течения активируемой цементной системы//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1999. - Вып. 6. - С. 28-38.

22. Руденко Н.Н. Влияние термоминеральной активации на электростатическую энергию цементных частиц//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1999. - Вып. 7. - С. 23-27.

23. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Проектирование составов бетона на активированном вяжущем//Сб. науч. тр. "Строительство, материаловедение, машиностроение". - Днепропетровск: ПГАСА. - 1999. - Вып. 9. - Ч. 1. - С. 8-20.

24. Руденко Н.Н. Исследование механизма гидратации цементных систем в условиях термоминеральной активации//Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ПДАБА: Дніпропетровськ. - 1999. - № 12. - С. 42-51.

25. Руденко Н.Н., Левченко Н.В. Исследование реологических свойств активированных цементных систем//Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ПДАБА: Дніпропетровськ. - 2000. - № 1. - С. 44-54.

26. Большаков В.И., Руденко Н.Н. Принцип взаимности активационных воздействий при структурообразовании материальных систем//Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ ПДАБА: Дніпропетровськ. - 2000. - № 3. - С. 23-30.

27. Большаков В.И., Руденко Н.Н., Колесниченко И.И. Физико-химические особенности активированных материальных систем//Сб. науч. тр. "Строительство, материаловедение, машиностроение" - Днепропетровск: GAUDEAMUS. - 2000. - Вып. 10. - С. 58-60.

28. Пшинько А.Н., Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Особенности структурообразования алюминатов в активированных цементных системах//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 2000. - Вып. 8. - С. 126-130.

29. Бетони з високими експлуатаційними властивостями для підводного та надводного ремонту/Н.М. Руденко, А.М. Таран, В.О. Герасименко, І.І. Колесніченко//Автомобільні дороги та дорожнє будівництво. - Київ. - 2000. - Вип. 59. - С. 197-199.

30. Пат. 99063684 України, МПК 6 С04В14/04. Комплексна домішка/О.М. Пшінько, В.І. Чернік, Н.М. Руденко, І.І. Колесніченко, А.В. Краснюк, О.В. Громова (Україна). - 3 с.; Заявлено 30.06.99.

31. Пат. 99063686 України, МПК 6 С04В40/00. Спосіб активації цементної в'яжучої системи/О.М. Пшінько, А.М. Таран, В.М. Пунагін, Н.М. Руденко, А.В. Краснюк, О.В. Громова (Україна). - 3 с.; Заявлено 30.06.99.

32. Пат. 2000052724 України, МПК 7 В28С5/46. Установка для активації в'яжучої суспензії/О.М. Пшінько, В.М. Пунагін, Н.М. Руденко, В.О. Герасименко (Україна). - 6 с.; Заявлено 15.05.2000.

33. К теории прочности бетона/В.Н. Пунагин, А.А. Шишкин, Н.Н. Руденко, Е.В. Люльченко//Интенсификация строительного производства. - К.: УМК ВО. - 1992. - С. 4-8.

34. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н., Аль-Ариан Н. Реологические свойства искусственных строительных конгломератов//Интенсификация рабочих процессов строительного производства. - К.: УМК ВО. - 1993. - С. 224-228.

35. Модификация бетонной смеси в процессе прессования/В.Н. Пунагин, А.Н. Пшинько, Н.Н. Руденко, Б.Б. Хасанов//Ресурсосберегающие технологии бетонов в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Полиграфист. - 1995. - Вып. 1. - С. 17-18.

36. Исследование искусственных пористых заполнителей и легких бетонв на их основе/Муршед Ареф, А.Н. Пшинько, Руденко Н.Н., Руденко С.Н.//Ресурсосберегающие технологии бетонов в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Полиграфист. - 1995. - Вып. 1. - С. 30-31.

37. Особо высокопрочный бетон для неармированных труб/В.Н. Пунагин, Н.Н. Руденко, Б.Б. Хасанов, Б.Г. Клочко//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Полиграфист. - 1995. - Вып. 2. - С. 19-20.

38. Совершенствование тепловой обработки бетонов/В.Н. Пунагин, Н.Н. Руденко, Л.Г. Чесанов, Г.В. Яковенко//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Полиграфист. - 1995. - Вып. 2. - С. 35-36.

39. Руденко Н.Н. Оптимизация режимов тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий бетонов//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1997. - Вып. 3. - С. 19-20.

40. Руденко Н.Н. Термоактивация - способ максимального использования энергии вяжущих//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1997. - Вып. 3. - С. 110-111.

41. Руденко Н.Н. Исследование процессов твердения активированных цементных дисперсий//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1997. - Вып. 4. - С. 17-19.

42. Руденко Н.Н. Особенности структурообразования цементных систем в условиях термоактивации//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1997. - Вып. 4. - С. 24-27.

43. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н., Косячевская С.Н. К вопросу совершенствования технологии тепловой обработки бетонов//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1997. - Вып. 4. - С. 37-39.

44. Руденко Н.Н. Физико-химические основы микротехнологии цементных систем// Проблемы современного материаловедения: Науч. тр. Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры. - Днепропетровск. - 1998. - Вып. 7. - С. 176.

45. Руденко Н.Н. Проблема активации вяжущих в конгломератных структурах бетонов//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1998. - Вып. 5. - С. 24-28.

46. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Деформативность бетона в условиях повышенных температур//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 1998. - Вып. 5. - С. 29-35.

47. Пшинько А.Н., Руденко Н.Н. Проблема восстановления искусственных транспортных сооружений//Сб. науч. тр. "Строительство, материаловедение, машиностроение" - Днепропетровск: GAUDEAMUS. - 2000. - Вып. 10. - С. 328-331.

48. Мамонова Т.В., Руденко Н.Н. Влияние гипса на структурообразование активированных цементных систем//Ресурсосберегающие технологии в транспортном и гидротехническом строительстве. - Днепропетровск: Арт-Пресс. - 2000. - Вып. 8. - С. 209-214.

49. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Получение бетонов с высокими эксплуатационными свойствами//Зб. наук. статей "Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація". - Кривий Ріг: КТУ. - 2000. - Вип. 4. - С. 207-214.

50. Разработка системы управления технологическим процессом производства сборного железобетона/А.В. Дзюбан, Е.В. Щербак, А.Н. Рябошапка, Н.Н. Руденко//Тез. докл. Всесоюзной науч.-техн. конфер. "Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии". - Белгород. - 1991. - Ч. 2. - С. 32-33.

51. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н., Рябошапка А.Н. Централизованная система управления производством бетона//Материалы Всесоюзной науч.-техн. конфер. - Челябинск. - 1991. - С. 32.

52. Изменение удобоукладываемости бетонных смесей с промышленными отходами в условиях сельского строительства/А.Н. Рябошапка, В.Н. Пунагин, Н.Н. Руденко, М.Х. Сиддиков//Материалы Всесоюзной науч.-техн. конфер. - Челябинск. - 1991. - С. 34.

53. Влияние ухода за бетоном на долговечность конструкций сельскохозяйственных объектов/В.Н. Пунагин, Н.Н. Руденко, Н. Аль-Ариан, А. Эль-Сайед//Материалы междунар. науч.-техн. конфер. "Материалы для сельского строительства". - Челябинск. - 1992. - С. 103-105.

54. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н., Хасанов Б.Б. Разработка основ технологии высокопрочных бетонов//Материалы IV междунар. науч.-техн. конфер. "Материалы для строительных конструкций" ICMB-96. - Днепропетровск. - 1996. - С. 82-83.

55. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н., Яковенко Г.В. Оптимизация процессов тепловой обработки бетонов//Материалы IV междунар. науч.-техн. конфер. "Материалы для строительных конструкций" ICMB-96. - Днепропетровск. - 1996. - С. 85-86.

56. Пунагин В.Н., Хасанов Б.Б., Руденко Н.Н. Разработка ресурсосберегающих основ технологии высокопрочных бетонов//Материалы науч.-техн. конфер. "Энергосбережение в строительстве". - Черновцы. - 1996. - С. 48.

57. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Тепловая обработка бетонов//Материалы науч.-техн. конфер. "Энергосбережение в строительстве". - Черновцы. - 1996. - С. 55.

58. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Ресурсосберегающие режимы тепловой обработки бетонов/Материалы науч.-техн. конфер. "Энергосбережение в строительстве". - Черновцы. - 1996. - С. 60.

59. Руденко Н.Н. Влияние нестационарных режимов гидратации на свойства цементного камня//Материалы V междунар. науч.-техн. конфер. "Материалы для строительных конструкций" ICMB-97. - Днепропетровск. - 1997. - С. 38.

60. Руденко Н.Н., Бендерский Е.Б., Кадол Л.В. Структурообразование активированных цементных систем с органо-минеральным комплексом//Індивідуальний житловий будинок - Вінниця: Континент-ПРИМ, 1998. - С. 83-85.

61. Руденко Н.Н., Пунагин В.Н. Технология особо высокопрочного бетона XXI века //Індивідуальний житловий будинок. - Вінниця: Континент-ПРИМ. - 1998. - С. 86-88.

62. Пунагин В.Н., Руденко Н.Н. Управление процессами структурообразования - основа микротехнологии бетона//Физико-химические проблемы строительного материаловедения. - Харьков: ХГТУСА. - 1998. - С. 44.

Анотація

бетон цементний мінеральний пористість

Руденко Н.М. Фізико-хімічні основи технології бетонів з високими експлуатаційними властивостями. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - будівельні матеріали та вироби. - Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Київ, 2001.

У дисертації вирішена науково-практична проблема одержання бетонів з високими експлуатаційними властивостями (ВЕВ) шляхом створення основ технології таких бетонів з використанням розробленої високоінтенсивної фізико-хімічної активації цементних систем. Вперше у технології бетонів ВЕВ використано явище кавітації, що діє на всі компоненти цементної системи і складає фізичну частину активації. Хімічним компонентом є спеціально розроблений органо-мінеральний комплекс, який складається із органічного та мінерального компонентів і хімічного оптимізатора структуроутворення.

Кавітаційний процес призводить до тріади активаційних дій на цементну систему, що складається із диспергування часток цементу і розкриття силікатних структур, поверхневої активації часток мікронаповнювача з утворенням некомпенсованих структурних зв'язків, а також переходу рідкої фази на вищий рівень енергетичного стану. Доведено, що фізико-хімічна активація цементної системи створюється при зіткненні зустрічних потоків матеріальних часток, розташованих у рідкому середовищі у розробленому реакторі-активаторі. Встановлено існування порогу активації, що відповідає порогові кавітації.

Одержані бетони класів В 70-90, загальна пористість яких складає 3,7…4,4%. Підвищення експлуатаційних характеристик бетонів ВЕВ забезпечується зниженням вмісту вільного вапна в цементному камені до 3…4% за рахунок зв'язування його в низькоосновні гідросилікати кальцію, а також підвищенням значень меж мікротріщиноутворення до 0,87-0,92.

Ключові слова: технологія, бетони з високими експлуатаційними властивостями, фізико-хімічна активація, кавітація, органо-мінеральний комплекс.

Аннотация

Руденко Н.Н. Физико-химические основы технологии бетонов с высокими эксплуатационными свойствами. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.23.05 - строительные материалы и изделия. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины, Киев, 2001.

В диссертации решена научно-практическая проблема получения бетонов с высокими эксплуатационными свойствами (ВЭС) путем создания основ технолог...