Розвиток наукових основ модифікування бетонів поліфункціональними добавками

Для кількісної оцінки впливу питомої поверхні s_уд й SiО₂ за планом “суміші-технології-властивості” варіювалися долі чотирьох MК у суміші мікрокремнеземів (v₁…v₄) і два незалежних фактори - загальний вміст MК і концентрація С-З. Суміші, складені із чотирьох МК, відрізнялися дисперсністю s_уд і вмістом SiО₂: v₁(s_уд= 44 м²/г, Si₂ =70%); v₂ (s_уд=20, Si₂ =90); v₃ (s_уд=24, Si₂ =83); v₄ (s_уд=33, Si₂=75). Моделі структуровані по групах факторів і описують вплив загальних концентрацій СП та МК, індивідуальний вплив кожного мікрокремнезему, а також їхні взаємодії в суміші.

Аналіз моделей дозволив визначити межі зміни властивостей бетону при зміні характеристик МК і виявити синергетично активні бінарні й потрійні суміші. У початковий період структуроутворення властивості модифікованої системи обумовлює не стільки склад новотворів, скільки просторова структура суміші ультрадисперсних зерен. Мікрокремнезем v₁, що має найбільшу питому поверхню, максимально збільшує в'язкість і пластичну міцність P_m цементних паст, а також міцність на стиск бетону у віці 1 доби (для інших мікрокремнеземів ці характеристики істотно нижче). Поліпшення контактних взаємодій за рахунок раціональної гранулометрії сприяє активізації хімічних реакцій.

Аналіз в моделях коефіцієнтів А_ij, що характеризують ефекти попарного змішування МК, показує, що активність сумішей мікрокремнеземів змінюється у процесі твердіння, а досягнені ефекти залежать від характеристик складових добавок. Траєкторія координат R_max на діаграмах для сумішей ультрадисперсних добавок підтверджує визначальну роль дисперсності мікрокремнезему в початковий період твердіння цементної системи (v₁ збільшує міцність в 1,8 рази, “неоптимальний” v₂ +v₃ -тільки на 20%).

У процесі твердіння змінюється пріоритет фізико-механічної й хімічної дії мікрокремнезему. Максимальні значення R²⁸ відповідають мікрокремнезему з максимальним вмістом SiО₂ , що свідчить про перевагу на більш пізній стадії впливу хімічного складу МК.

За результатами досліджень рекомендоване, зокрема, виготовлення сумішей мікрокремнеземів і для поліпшення властивостей бетону, і для стабілізації якості цієї добавки, що є побічним продуктом феросплавного виробництва.

У шостому розділі вплив добавок аналізується із позицій регулювання однорідності властивостей бетону в конструкціях. Актуальність цієї проблеми останнім часом значно зросла у зв'язку з використанням високорухомих і литих сумішей (з суперпластифікаторами), схильних до розшарування в умовах транспортування й укладання в конструкцію. Порушення однорідності сумішей пов'язане зі структурними особливостями компонентів бетону, впливом різноманітних фізичних і хімічних процесів, взаємодією цих процесів з технологічними полями, що збільшує анізотропію бетону. У результаті властивості бетону в конструкціях можуть істотно відрізнятися від властивостей, отриманих при випробуваннях стандартних зразків, що ускладнює завдання прогнозування й керування якістю (В.О. Дорф, О.М. Лещинський, Ю.Г. Хаютін). Підвищення однорідності позначається й на результатах розрахунку конструкцій (зменшення перерізів або збільшення несучої здатності) і на ефективності їхнього виготовлення (зменшення витрати цементу).

Вирішення задачі підвищення однорідності сумішей у загальному виді може бути зведене до одержання нульової швидкості руху рідини в зернистому шарі. Виходячи з гідродинамічних рівнянь (Стокса, Козені-Кармана й ін.) визначені напрямки досліджень - регулювання структури каркаса, утвореного заповнювачем, і реологічних властивостей цементної матриці за допомогою пластифікуюче-стабілізуючих добавок. В якості параметрів “каркаса” розглядалися кількість і щільність заповнювача, вміст піску й цементу. Модифікатори - комплексні хімічні добавки на основі СП й ефірів целюлози, у першу чергу, гідрооксіетилцелюлози (ГЕЦ), яка підвищує в'язкість рідкої фази в 10 разів. Негативний вплив целюлози на міцність знижується при суміщенні з СП, при цьому, за даними ДТА, за рахунок ГЕЦ поліпшується структура цементного каменю (зокрема, стабілізується утворення етрингіта й попереджується його перехід у моносульфат). Інший тип добавок представлений модифікованим СП, що містить олігоакрилатні ланцюги, які структурують рідку фазу.

Базову експериментальну інформацію представляли розподіли властивостей (міцності, швидкості ультразвуку й ін.) як у реальних конструкціях, так й у стовпчастих зразках, виготовлених вертикально із сумішей П4, у тому числі під водою (методом “вертикального переміщення труби”). Склад бетону із сумішей (ОК=17 1 см) варіювався за оптимальними планами експерименту.

Вплив добавок оцінений за трьома групами узагальнюючих показників, заснованих на аналізі просторового поля Y=f(H) як випадкової множини, побудові епюр властивостей по висоті стовпа, а також розділенні систематичної (гравітаційної) і випадкової складового поля неоднорідності. При моделюванні критерії дискриміновані за повнотою опису t_{max, min} = (Y_max -Y_min) / S{Y}; чим міра повноти вище, тим критерій більш точний і чуттєвий до зміни рецептури.

Позитивний вплив комплексної добавки полягає в підвищенні по висоті стовпа h найнебезпечнішої мінімальної міцності R_min(h). У цьому випадку за рахунок стабілізатора у підошві стовпа формується структура бетону, непересичена заповнювачем, хоча процеси гідратації тут затримуються також само як і у всьому об'ємі.

За даними ізопараметричного аналізу (при R=6 МПа) підвищення кількості добавок збільшує мінімальну міцність R_min(h) в 2,5 рази, у той час як максимальна R_max(h) знижується лише на 20 %, що в цілому зменшує перепад міцності по висоті елемента майже в 3 рази.

Для поділу випадкової і систематичної складових криві розподілу Y(h) описані лінійною моделлю Y= а_о + а₁h. Середньоквадратичне ухилення s характеризує неадекватність опису епюри прямою. Безрозмірний критерій v{a}=s{a}/а₀ (залишковий коефіцієнт варіації) характеризує випадкову складову, а {a} = а_о/а₁ - систематичне відхилення від постійного рівня властивостей.

Аналіз діаграм {a} та v{a} для важкого бетону безпосередньо підтверджує робочу гіпотезу про різний вплив добавок на випадкові й систематичну складові поля неоднорідності властивостей у елементах вертикального бетонування. Раціональне співвідношення інгредієнтів комплексної добавки залежить від інженерного обґрунтування зменшення випадкової і (або) систематичної складової лінійного поля властивостей у конкретному виробі чи елементі.

При підводному бетонуванні суперпластифікатор збільшує гравітаційну складову {a} (прискорюється масообмін між зерновим простором і водним середовищем). Підвищення в'язкості рідкої фази за рахунок целюлози перешкоджає проникненню води в міжзерновий простір каркаса, а, отже, порушенню його з'вязності.

Це побічно підтверджується тим, що при введенні раціональних добавок відношення мінімальних значень міцності R_min по висоті стовпа при підводному і звичайному бетонуванні перевищує 0,8, тоді як для інших комбінацій СП і ГЕЦ воно менш 0,4.

Для раціональної кількості заповнювача в керамзитобетоні оптимізація складу добавки дозволила зменшити систематичну складову неоднорідності міцності з 13 до 1 % , а випадкову - з 10-23 до 1%, тобто одержати практично рівномірне лінійне поле міцності бетону. В якості інтегральної структурної характеристики досліджувалося водопоглинання W (% по масі за 24 години), що характеризує загальну пористість. Для бетону без добавок водопоглинання верхнього шару в півтора раз більше, ніж нижнього (погіршується однорідність порового простору за об'ємом). Така різка зміна структури керамзитобетону спричиняє зміну його міцності, пружних-пластичних і теплофізичних властивостей, що вимагає спеціальних технологічних прийомів підвищення однорідності, у тому числі його модифікування. Стабілізатор в оптимальних дозуваннях сприяє більш рівномірному розподілу матриці в міжзерновому просторі й зменшенню великих пор, однак для складів із високим вмістом заповнювача він не компенсує неоднорідність структур керамзитобетону.

Для аналізу комплексу властивостей використаний кваліметричний критерій, що враховує вагові коефіцієнти, пов'язані із жорсткістю вимог до кожного із показників (щільності, міцності й водопоглинання). Показано, що введення оптимальної комплексної добавки знижує випадкову й систематичну складову неоднорідності керамзитобетону до 4-5%.

Реологічні й структурно-механічні властивості цементно-піщаної матриці бетону визначають його якість й однорідність. Властивості матриці регулювалися, зокрема, модифікованим СП, що поліпшив і середню міцність R й її однорідність v{R}. Однак однорідність таких властивостей як міцність на розтягання R_bt (при розколюванні), щільність і сорбційна вологість розчину погіршилася на 5-10 %, у тому числі й через нерівномірне залучення повітря в суміш, що компенсовано введенням пористого піску, розподіл зерен якого поліпшує зчеплення із цементним каменем і демпфірує внутрішньоструктурні напруги в системі (П.Г. Комохов, В.В. Бабков).

Отримані результати використані для рекомендацій нових добавок, а також при призначенні складів бетону для монолітних і збірних конструкцій вертикального формування (в тому числі для касетного виробництва).

Проблема модифікації аналізується у сьомому розділі з позицій забезпечення експлуатаційних властивостей бетону. На процеси руйнування бетону істотно впливає швидкість масопереносу, яка обумовлена поровою структурою матеріалу. Пошкодження окремих структурних елементів спричиняє нерівномірний розподіл властивостей за його об'ємом, при цьому оцінка поведінки матеріалу в цілому не враховує стан його в ділянках, де властивості найбільше сильно відхилені від середнього рівня, але ці ділянки в першу чергу небезпечні з позицій раптової відмови матеріалу в конструкції. Принципи і методи підвищення стійкості базуються на управлінні процесами і явищами на поверхні розподілу (В.М. Вировий, Л.В. Чернявський) і реалізуються на технологічній стадії введенням водоредуційних, повітровтягувальних, газоутворюючих, гідрофобно-пластифікуючих та інших добавок (В.Г. Батраков, О.В. Кунцевич).

Використання математичних залежностей, що описують процеси корозії, для призначення складу бетону утруднено через різні допущення й обмеження, безперервної зміни у часі структури цементного каменю, наявності градієнтів переносу й т.д., а також великої кількості факторів середовища, що впливають. Тому пошук рішень проводився на основі ЕС-моделей, які кількісно описують зміни властивостей бетону в залежності й від технологічних, і від експлуатаційних факторів (для проведення масових випробувань був розроблений спеціальний автоматизований стенд).

На першому етапі аналіз впливу добавок на стійкість бетону (в умовах багаторазового зволоження й висушування, й заморожування й відтавання) проведений зі змінюваними факторами технології.

Спеціальними дослідами показано, що збільшення марки бетону із введенням СП (для зниження В/Ц) не супроводжується пропорційним збільшенням його стійкості. При суттєвому зниженні водо-цементного відношення процеси перекристалізації гідратних фаз можуть визвати значні напруги в системі в умовах “стиснутого” простору (А.В. Волженський). Вплив на стійкість бетону суперпластифікатора при зниженому В/Ц співставлений зі дією добавок повітровтягувальної і газоутворючої дії (СНВ, ГКЖ-94). У результаті знакозмінних навантажень зростає небезпека розкриття технологічних тріщин й утомного руйнування бетону. Визначено діапазон температур ТВО, що негативно впливають на міцність бетону з суперпластифікатором, який вводився для зниження водопотреби сумішей.

Вплив концентрацій компонентів рідкого середовища на коефіцієнт стійкості немодифікованого бетону (Ц=300 кг/м³) після 300 циклів випробувань. В точці х₃=х₄=х₅=-1 аналізується стійкість бетону у звичайній воді як еталонної рідини. Найбільш різке зниження Кс спостерігається в розчині із хлоридами. Поява в агресивному середовищі сульфат-іонів викликає додаткове зниження стійкості й при сумарній концентрації іонів SO₄^2- і Cl^- бетон максимально ушкоджений (Кс=0,79), що підтверджується приростом довжини й ширини розкриття тріщин, збільшенням власних деформацій зразків. За допогою встановлених залежностей максимальних і мінімальних змін параметра Кс, (тобто в ситуації швидкого й повільного руйнування бетону) досліджена можливість компенсації негативного впливу компонентів середовища, а рахунок збільшення кількості цементу й показана позитивна роль суперпластифікатора.

Вид і концентрація розчинів, що моделювались, охоплюють можливий хімічний склад більше 20-ти природних і виробничих середовищ, що дозволяло визначити їхній вплив при використанні бетону конкретного складу й оцінити зміну рецептури для експлуатації бетону в заданому середовищі, у тому числі області найбільш ефективного використання СП, області припустимого застосування, і зона таких середовищ, де застосування суперпластифікатора нераціонально. На основі діаграм зміни Кс дані рекомендації з вибору раціональних складів бетону для конструкцій, що контактують із агресивними середовищами, у тому числі з морською водою, стоками чорної й кольорової металургії, сільськогосподарських комплексів й ін.

Циклічні впливи середовища викликають розвиток існуючих технологічних мікродефектів й утворення нових, що приводить до “розхитування” структури (Н.А. Попов). Відбиттям цих процесів стало збільшення розсіювання окремих оцінок показників властивостей. Розкид результатів досягав 15 - 20% залежно від термінів випробувань, складу бетону й виду середовища; однак середні оцінки R могли навіть поліпшуватися. Тому додатковою характеристикою стійкості прийнята величина _R =(Rⁿ -R)/R, що розраховується як відхилення частки Rⁿ від середнього R для всієї сукупності результатів (В.А. Вознесенський). На основі моделей вторинного критерію =_Rmax - _Rmin визначені концентрації агресивних середовищ, як найнебезпечніші для пошкодження структури, так і склади бетону, що дозволяють це пошкодження зменшити. При введенні оптимальної кількості добавки С-3 однорідність (за _R) збільшилася в 1,5 рази, у порівнянні з найбільш розхитаною структурою при несприятливих сполученнях факторів середовища.

Після 600 циклів зволоження й висушування в розчині NaCl середня міцність R_зг бетону з комплексною добавкою “суперпластифікатор + мікрокремнезем” змінилася незначно, а бетону без добавок навіть зросла. Однак збільшення розмаху оцінок (v=33 %), подовження хвостів розподілу (=58,6) і підвищення його асиметричності (=0,8) у порівнянні з початковим станом вказує на більш швидкі структурні зміни в бездодатковому бетоні. “Розповзання” розподілу R свідчить про те, що відбувається не тільки зміцнення менш дефектних елементів структури, але й підсилюється тенденція деградації найбільш ушкоджених мікрооб'ємів. Введення модифікатора зменшує розкид оцінок (v=26 %), тому що під впливом середовища “гірші” елементи модифікованого бетону деструктують менш інтенсивно, чим без добавки.

Для оцінки можливості поліпшення розподілів p(Y) на експлуатаційній стадії в експерименті із дрібнозернистим бетоном (Ц:П =1:3, ОК=const) змінювалася концентрація повітровтягувальної добавки СНВ (Х₁ = 0,02 0,02 %) і суперпластифікатора С-3 (Х₂ = 0,3 0,3 %). У точці плану х₁=х₂=-1 випробовувався бездодатковий бетон. Число зразків-близнюків у кожній точці плану не менш 150. Деструкція бетону викликалася періодичним зволоженням у воді й висушуванням.

Під впливом середовища відбувається деградація структури бетону, що фіксувалося коефіцієнтом стійкості, зміною середніх оцінок і характеристик розподілів міцності R, водопоглинення W, а також показників однорідності і середнього розміру пор . Поліфункціональна добавка впливає не тільки на варіацію властивостей; вона викликає зміну форми розподілу показника якості (судячи із критеріїв і ), причому в значній частині факторного простору розподіл відрізняється від нормального.

Таблиця 3. Показники бетонів до випробувань

Досліджено більш 10 критеріїв поля водопоглинання при введенні двох добавок та їх комплексів, в тому числі небезпечна відносна границя ₉₅={W}=W₉₅/W, яка характеризує максимально можливе водопоглинання (із імовірністю 95%). Оцінка виконана, зокрема, за результатами ізопараметричного аналізу (R_зг = 50,08МПа) трьох дрібнозернистих бетонів.

Оцінка неоднорідності структури зі збільшенням числа циклів може в загальному випадку змінюватися за залежністю, яка описана кривою третього порядку: етап “приробітки” структури до впливів зовнішнього середовища, на якому можливе збільшення розсіювання показників; етап підвищення однорідності (зменшення W₀₅ й ₉₅) і етап розхитування структури або утоми.

Між 200 і 300 циклами починають превалювати процеси деструкції, що відбивається й на підвищенні середнього W, і на підвищенні небезпечних W₉₅ при різкому збільшенні асиметричності розподілу по ₉₅ (рис.11а,б). Після 300 циклів ефект ущільнення відзначається для великих пор, які заповнюються водою протягом 0,25 години (W^0,25) і для всього порового простору в цілому -за 24 години (W²⁴), однак розподіл цих показників погіршується.

Ріст показника ₉₅ в 5- 9 разів у ході циклічних випробувань свідчить про збільшення довжини небезпечних хвостів розподілів, а, отже, про розвиток дефектів структури й підвищення ймовірності відмов матеріалу. Довірчий інтервал водопоглинання стає в 1,5- 2 рази менше при введенні раціональної комплексної добавки, що включає суперпластифікатор (0,60%) та СНВ (0,03-0,04%). Комплексна добавка використана для модифікування цементно-піщаної матриці сталефібробетоних плит, виготовлених методом занурювання фіброкаркаса (А.с.1592133, А.с.1761481), що забезпечило задовільний стан цих плит після 10-літньої експлуатації в умовах вантажного термінала морського порту.

У восьмому розділі наведені результати впровадження роботи в науково-дослідній та технологічної практиці. Елементи розробленого підходу реалізовані при виконанні науково-дослідних робіт в НДІБЗБ, а також у ЗАТ “Полімод” (Москва) і ТОВ Будіндустрія (Запоріжжя), результати яких сприяли обґрунтуванню нових добавок і оперативному впровадженню в промисловості. Результати дослідження добавок використані при розробці рекомендацій у НДІБЗБ і ЦНДІЕПАгробуд. Окремі методичні положення враховані в міждержавному стандарті ГОСТ 30459-96 “Добавки для бетону. Методи визначення ефективності”. Модифіковані бетони оптимальних складів впроваджені на підприємствах будівельної індустрії (ЗЗБВ ім. С. Ковальської, ВАТ Черноморгідрозалізобетон, Одеський ДБК, Монолітбуд) з економічним ефектом у середньому 5 грн./м³, досягнутим за рахунок економії цементу, зниження енерговитрат, підвищення довговічності бетону й поліпшення його однорідності в конструкціях.

Розробки здобувача відображено в 4 посібниках для фахівців у галузі будівельних матеріалів, використовуються в навчальному процесі при підготовці бакалаврів і магістрів, у дослідних дипломних роботах, при підготовці кандидатських дисертацій аспірантами.

Виділено перспективні напрямки розвитку роботи, у тому числі створення експертних систем для пошуку оптимальних модифікаторів із включенням у бази даних ЕС-моделей, які враховують загальні і регіональні особливості виробництва й експлуатації бетону.

модифікування бетон поліфункціональний довговічність

Висновки

1. Запропоновано й реалізовано у науково-дослідній практиці ефективний науковий підхід до проблеми раціонального модифікування бетонів, у якому знання загальних закономірностей структуроутворення й процесів модифікації цементних систем доповнюється багатофакторним моделюванням складів, режимів одержання й експлуатації бетону для пошуку й кількісного обґрунтування добавок, що забезпечують заданий комплекс технологічних й експлуатаційних показників.

2. Запропонований підхід, відображаючи як змістовну, так і формальну сторони процесу пошуку оптимальних модифікаторів, що базується на методах і засобах комп'ютерного матеріалознавства, спрямований на виробіток раціональних технологічних рекомендацій, а також досягнення якісно нового рівня інформації про вплив добавок, що сприяє розвитку наукових основ модифікування бетону.

3. Розроблено методичне забезпечення комп'ютерного пошуку оптимальних модифікаторів із використанням експериментально-статистичних моделей. Для підвищення вірогідності дослідження добавок запропонований ряд відносних, узагальнюючих й імовірнісних критеріїв з метою багатофакторної технологічної оцінки ефективності добавок, для аналізу характеру розподілів й описи просторових полів властивостей модифікованого бетону. На основі ЕС - моделей виявлені особливості й установлені нові закономірності впливу добавок (суперпластифікаторів, прискорювачів, стабілізаторів суміші, мінеральних добавок й ін., а також їхніх комплексів) на технологічні та експлуатаційні властивості бетону, запропоновані раціональні склади модифікаторів для ряду матеріалів (ремонтні розчини, високоміцний бетон, швидкотверднучий шлаковміщуючий цемент й ін.).

4. Моделями описані комплексні ефекти добавок, які полягають, зокрема, в суттєвому зниженні ефективної в'язкості суміші (система суперпластифікатор + електроліт) і підвищенні міцності цементних розчинів (система суперпластифікатор + мікрокремнезем). На основі аналізу імовірнісних показників - характеристик розподілів показано, що модифікатори змінюють не тільки середні оцінки реологічних властивостей, але й розподіл цих властивостей, що при оптимальному складі комплексної добавки (суперпластифікатор і мікрокремнезем) забезпечує гарантовану якість технологічних сумішей.

5. Дослідження, що поєднують методи фізико-хімічного аналізу й ЕС- моделювання, дозволили обґрунтувати ряд перспективних добавок і дати пояснення виявленим модифікуючим ефектам. Введення на стадії помелу в'яжучого оптимальної комплексної добавки (що складається з лігносульфоната, тіосульфата й роданіда натрію) поліпшує зерновий склад цементу, інтенсифікує процеси гідратації й модифікує структуру цементного каменю, що в комплексі забезпечує в ранній термін твердіння підвищену міцність шлаковміщуючого цементу й бетону на його основі.

6. Методика порівняльної оцінки ефективності добавок по багатофакторних моделях дозволяє (при істотному зниженні кількості експериментів) на основі аналізу зміни абсолютних і відносних показників властивостей бетону виявляти оптимальні добавки з урахуванням зміни рівнів рецептурно-технологічних факторів. При порівнянні добавок за даною методикою визначені переваги ряду нових суперпластифікаторів і виявлена закономірність зниження впливу хімічного складу СП у процесі тривалого твердіння бетону. Досліджені ефекти взаємопідсилення дії добавок суперпластифікатора й мікрокремнезему в умовах тепловологісної обробки бетону, визначені межі зміни властивостей бетону при зміні хімічного й гранулометричного складу мікрокремнезему. Показана доцільність складання сумішей мікрокремнеземів для поліпшення властивостей бетону й стабілізації якості добавки.

7. Експериментальна інформація про розподіл властивостей бетону по висоті стовпчастих елементів дозволила оцінити вплив добавок на три групи узагальнюючих показників, що засновані на аналізі просторового поля як випадкової множини, на аналізі епюри властивостей, на поділі систематичної й випадкової складових поля. Використання цих показників доцільно при розробці нових способів підвищення однорідності бетону в конструкціях, у першу чергу в задачах оптимізації складів антиседиментаційних добавок. При моделюванні критеріїв однорідності просторового поля виявлені закономірності впливу пластифікуюче - стабілізуючих добавок із урахуванням зміни складу бетону, способу бетонування (звичайного або підводного), кількості й виду заповнювача й т.д. Залежно від умов бетонування й виду заповнювача змінюється оптимальне дозування добавки, що зменшує в заданій пропорції кожну зі складових. Для керамзитобетону оптимізація комплексної добавки ( що складається із суперпластифікатора й ефіру целюлози) дозволила зменшити до 1-4% систематичну й випадкову складові, що забезпечує рівномірність розподілу властивостей бетону в конструкції або елементі.

8. Аналіз стійкості бетону проведений за багатофакторними моделями, у які включені як концентрації компонентів агресивного рідкого середовища, так і рецептура бетону, підданого її впливу (при багаторазовому зволоженні й висушуванні). Визначено склади бетону підвищеної стійкості при контакті з рідкими середовищами (морська вода, стоки чорної й кольорової металургії, тваринницьких ферм й ін.). Під впливом середовища відбувається деградація структури бетону, що виражається в збільшенні розкиду оцінок властивостей.

9. Оптимальні поліфункціональні добавки дозволяють забезпечити гарантований рівень експлуатаційної якості бетону. При оптимальному керуванні складом комплексного модифікатора (С-3+СНВ) поліпшується розподіл властивостей бетону й параметрів його порової структури (зокрема, довірчий інтервал водопоглинання зменшується в 2 рази), що забезпечило одержання цементно-пісчаної матриці дисперсноармованого бетону з підвищеними експлуатаційними властивостями.

10. Елементи розробленого підходу реалізовані при створенні нових добавок (НДІБЗБ, ЗАТ “Полімод”, ТОВ Будіндустрія). Вони враховані в нормативних документах (ГОСТ 30459-96) і при розробці технологічних рекомендацій. При використанні рекомендованих добавок на підприємствах збірного й монолітного бетону для підвищення якості продукції й економії ресурсів (цементу, теплової енергії й ін.) середній економічний ефект склав 5 грн. /м³.

Основні положення дисертації опубліковані у роботах:

1. Коваль С.В. Оценка эффективности суперпластификаторов с применением экспериментально-статистических моделей // Бетоны с эффективными модифицирующими добавками: Сб. науч. тр. -М.: НИИЖБ. -1985. -С.93-101.

2. Коваль С.В., Феофанов В.А. Экспериментально-статистический анализ эффективности суперпластификаторов с учетом долговечности бетона // Местные строительные материалы: Сб. науч. тр. -Омск: ОмПИ. -1985. -С.52-56.

3. Коваль С.В. Минералогический и вещественный состав цемента как фактор эффективности суперпластификаторов в бетоне // Технология бетонов для условий Сибири: Сб. науч. тр. -Омск: ОмПИ. -1986. -С.42-49.

4. Коваль С.В., Фаликман В.Р. Статистический анализ и оптимизация бетона с суперпластификаторами // Производство и применение пластбетонов и цементных бетонов в Сибири: Сб. науч. тр. -Омск: ОмПИ. 1987. -С.71-78.

5. Коваль С.В.,Орлова Н.А. Управление кинетикой твердения бетона с помощью добавок - солей органических кислот // Химические добавки для бетонов.Сб. науч. тр. -М.: НИИЖБ. -1987. -С.91-96.

6. Экспериментально- статистическая оценка стойкости бетона в жидких агрессивных средах сельскохозяйственных зданий / С.В. Коваль, В.И. Новгородский, И.И.Станцель, В.А. Феофанов // Совершенствование технологических процессов в производстве строительных конструкций на предприятиях стройиндустрии агропрома: Сб. тр. - М.: ЦНИИЭПсельстрой. -1987.-С.20-27.

7. Вознесенский В.А., Коваль С.В., Феофанов В.А. Анализ долговечности бетона с использованием вероятностных показателей коррозионной стойкости // Работоспособность строительных материалов при воздействии различных эксплуатационных факторов: Межвуз. сб. -Казань: КХТИ. -1988. -С.95-98.

8. Коваль С.В., Рябых С.В., Феофанов В.А. Эффективность использования сталефибробетонных конструкций, армированных отрезками проволоки // Резервы прочности бетонных и железобетонных конструкций: Сб. науч. тр. -К.: УМК ВО Минвуза УССР. - 1989. - С. 37-40.

9. Изопараметрический анализ кинетики изменения вероятностных показателей водопоглощения мелкозернистого бетона с полифункциональной добавкой / В.А.Вознесенский, С.В.Коваль, Т.В.Ляшенко, С.В.Рябых, В.А.Феофанов // Работоспособность строительных материалов при воздействии различных эксплуатационных факторов: Межвуз. сб. -Казань: КИСИ. - 1990. -С. 54-60.

10. Моделирование влияния рецептурно-технологических и эксплуатационных факторов на вероятностные показатели качества композитов / Вознесенский В.А., Коваль С.В., Ляшенко Т.В., Рябых С.В. // Экспериментально-статистическое моделирование и оптимизация композиционных материалов: Сб. науч. тр. -К.: УМК ВО. - 1990. - С. 32-40.

11. Вознесенски В.А., Ковал С.В. Ляшенко Т.В., Феофанов В.А. Влияние на технологичните и експлоатационните фактори върху показалите за качеството на композиционните материали // Строителство (София).-1991.-№ 7-8. -С.18-22.

12. Коваль С.В. Разработка принципов оптимизации модифицированных бетонов на основе экспериментально-статистических моделей // Ресурсосберегающие решения в технологии строительных материалов и конструкций: Сб. науч. тр. - Одесса: ОИСИ. -1992. -С. 3-12.

13. Коваль С.В. Анализ изменения вероятностных показателей прочности модифицированых бетонов // “Химические добавки и их применение в технологии производства железобетона: Сб. тр. -М.: ЦДНТЗ РФ. -1992. С. 100-106.

14. Вознесенский В.А., Коваль С.В. Экспериментально-статистическое моделирование и оптимизация модифицированных цементных композитов // Строительные материалы и конструкции. -1994. -№ 2. -С. 32-34.

15. Моделирование свойств бетона на безгипсовом цементе с комплексной добавкой / Ю.И. Орловский , А.С. Семченков, С.В. Коваль, Г.Г. Бигун // Бетон и железобетон. -1996. -№ 5. -С. 5-9.

16. Коваль С.В. Повышение качества и надежности модифицированных композитов на основе оптимизации вероятностных показателей // Строительные материалы, конструкции и инженерные системы: Сб. тр. -Одесса: ОГАСА. -1996. -С. 156-161.

17. Коваль С.В. Компьютерный анализ эффективности управления однородностью пространственных полей свойств бетона с помощью полифункциональных модификаторов // Науковий вісник будівництва (ХТУБА). - Харків: Ватерпас.- 2000. -Вип. 8. - С.36-42.

18. Коваль С.В. Компьютерный анализ синергетических эффектов в системе модифицированного композита // Вicник ДонДАБА (Композиційні матеріали для будівництва).-Макіївка: ДонДАБА, 2000.-Вип.2000.-2(22).-С. 8-11.

19. Коваль С.В., Савченко С.В. Анализ изменения вероятностных показателей прочности мелкозернистого бетона в процессе деструкции // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій: Сб. наук. праць фiз.-мех. iн-ту им. Карпенка. - Львів: Каменяр. -2000. -Вип. 4. - С. 333-337.

20. Коваль С.В., Савченко С.В., Кушнерук В.И. Компьютерное тестирование модификаторов по комплексам экспериментально-статистических моделей // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. науч. тр. -Днепропетровск: ПГАСА, 2001. -Вып.12. -С. 152-155.

21. Коваль С.В., Савченко С.В., Кушнерук В.И. Сравнительный анализ модификаторов с использованием экспериментально-статистических моделей // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Сб. наук. праць -Рівне: РДТУ. - 2001. -Вип 6. - С. 48-55.

22. Коваль С.В. Кушнерук В.И. Технологическое тестирование добавок по комплексам ЭС-моделей // Будiвельнi конструкцiї: Мiжвiд. наук.-техн. зб. -К.: НДIБК. - 2002. -Вип. 56. - С. 227-230.

23. Ушеров-Маршак А.В., Коваль С.В., Бабаевская Т.В. Моделирование влияния комплексной добавки - активатора твердения шлакосодержащего цемента // Будiвельнi матерiали та вироби. -2002. -№5. -С. 7-9.

24. Коваль С.В., Бабаевская Т.В. Моделирование влияния на прочность бетона комплексной добавки, введенной при помоле цемента // Вісник ПДАБА. -Дніпропетровськ: ПДАБА. - 2002. -Вип.10. -С.41-46.

25. Коваль С.В., Савченко С.В., Бабаевская Т.В. Особенности влияния комплексной добавки -модификатора цемента в условиях тепловлажностной обработки // Вісник ОДАБА. -Одеса: ОДАБА. - 2002. -Вип.8. -С.86-89.

26. Коваль С.В. Повышение эффективности использования добавок в технологии бетона на основе моделирования и компьютерного поиска оптимальных рецептур // Будiвельнi матерiали та вироби. - 2003. - № 6. -С.26-28.

27. Коваль С.В. Трансформация распределений свойств композитов под влиянием добавок // Вiсник ОДАБА. -Одеса: ОДАБА.-2003. -Вип. 9. -С.21-30.

28. Коваль С.В. Бабаевская Т.В. Бетоны на основе модифицированного цемента// Будiвельнi конструкцiї: Мiжвiд. зб.-К.:НДIБК.-2003.-Вип.59. -С.511-517.

29. Коваль С.В. Применение моделей в задачах оптимизации модифицированных бетонов // Вiсник ОДАБА.- Одеса: Мiсто майстрiв. - 2003. -Вип. 12. -С. 136-142.

30. Коваль С.В. Модифицированные бетоны: моделирование и оптимизация // Строительные материалы (Москва). - 2004. -№6. -С.23-25.

31. Коваль С.В. Модифицирование - магистральное направление совершенствования технологии и свойств бетона // Будiвельнi матерiали та вироби, 2004. - № 4. -С.20-24.

32. Коваль С.В., Феофанов В.А. Моделирование и управление процессами деструкции композиционных материалов. -К.: Об-во “Знание”УССР.-1988.-17 с.

33. Коваль С.В., Ляшенко Т.В. Экспериментально-статистическое моделирование и оптимизация многокомпонентных рецептурно-технологических систем. -К.: Об-во “Знание” УССР. -1990. -16 с.

34. Вознесенский В.А., Коваль С.В. Системология и компьютерное решение задач оптимизации модифицированных композитов. -К.: Об-во “Знание” Украины. -1992. -16 с.

35. Коваль С.В. Оптимизация технологии и качества модифицированного бетона. - К.: Об-во “Знание” Украины. -1993. -20 с.

36. Коваль С.В. Дорофеев В.С. Методология и опыт статистической оптимизации качества композитов, рекуперирующих отходы промышленности // Механика и технология на композиционните материали: 5 нац. конф. -София: БАН. -1988. -С.778-782.

37. Коval S., Feofanov V., Savchenko S. Analisis of changing probable facktors of quality of finegraded concrete with ultra-fine filler // Proc. XXII Int. Conf. of Young Scientists in the Field of Concrete and Reinforced Concrete. -Irkutsk: RICRC. - 1990. -S.75-76.

38. New problems of modelling and analisis of filled cement pastes structural and mechenical properties / V. Voznesensky, T. Lyashenko, S. Коval, S. Savchenko // Мechanics and technology of composite materials: Proc. 6^th Int. Conf. -Sofia: Bilgarian Academy of Sciences. -1991. -S. 163-166.

39. Estimation of synergism in hardening cement composites with modifier “mixture of silica fumes + superplasticizer” / V.A.Voznesensky, T.V. Lyashenko, S.V. Коval, S.V. Savchenko // Mechanics and Technology of Composite Materials: Proc. 7^th Int. Conf. -Sofia: Bulgarian Academy of Sciences. -1994. -S.139.

40. Voznesensky V., Коval S. Modelling of modifiers effect on probability indices of rheological properties of concrete // Progress and Trends in Rheology IV: Proc. 4 Europ. Rheology Conf. - Seville-Darmstadt: Steinkopf.- 1994. -S. 573-575.

41. Экспериментально-статистическое моделирование и анализ полей свойств бетона / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, С.В. Коваль, Ш. Бойко,

И.В. Маргаль // Problemy budownictwa i inzynierii srodowiska. -Rzeszow: Politechnikа. -1995. -S. 219-225.

42. The apllication of experimental statis-tical models to multicriteron desing of claidite concrete / V. Voznesensky, S. Коval, T Lyashenko, V. Kushneruk // Structural Ligh-veight Aggregate Concr.: Proc. Symp.-Sunfiord.-1995. -P. 650-661.

43. Koval S. Zur Auswahl optimaler Rezepturen bei der Steuerung rheologischer Eigenschaften von Morteln // Proc.13 Int. Baustofftagung (Ibausil). -Weimar: Bauhaus-Universitat. -1997. -Band 2. -S.489-494.

44. Коval S., Savchenco S. Modelling of the influence of superplasticizers on the strength of concrete for constructions of different purpose // Failures of concrete structures: Proc. 9^th Int. Conf. - Bratislava: Ехpertcentrum. -2001. - Р. 141-145.

45. Коval S., Babaevskaya T. Calculating experiment with experimental-statistical models in a viev of comlex additive ingreients influence appraisal // Aktualne problemy naukowo-badawcze budownictwa.- Olsztyn: Un. Warminsco-Masurski. -2002.- С.449-455.

46. Usherov-Marshak A., Коval S., Babayevskaya T. Concrete on the basis of portlandcement, modified by chemical admixtures // Proc. 13 Int. Baustofftagung (Ibausil). - Weimar: Bauhaus Universitat. -2003. -Band 2. - S.489-494.

47. Коваль С.В. Поиск технологических условий оптимальной модификации строительных композитов // Вопросы современного строительного материаловедения и строительства. -Львов: Изд. “НОЗ”. -1998. -С.88-100.

48. Коваль С.В. Анализ изменения синергетических взаимодействий в системе комплексной добавки под влиянием технологических факторов // Моделирование и оптимизация в материаловедении: Мат-лы 40 междунар. сем. - Одесса: Астропринт. - 2001. - С.58-60.

49. Коваль С.В. Оптимизация бетонов, модифицированных полифункциональными добавками // Моделирование и оптимизация в материаловедении: Мат-лы 43 междунар. сем. -Одесса: Астропринт. - 2004. -С. 8-12.

50. Коваль С.В. Модифицированные смеси с управляемыми реологическими параметрами // Дни современного бетона: Мат-лы IV междунар. науч.-практ. конф. - Запорожье: Будиндустрия. -2004. -С. 75-81.

Размещено на Allbest.ru