Генезис структури і властивостей шлаколужних цементів і бетонів в умовах циклічних змін вологості і температури

Експериментально підтверджена можливість використання модифікованих шлаколужних в'яжучих і бетонів для виготовлення корпусних деталей верстатів.

7. Кривенко П.В., Константиновский Б.Я., Щербина Л.В. Физико-технические свойства шлакощелочных бетонов модифицированных полимерами // Комплексное использование минерального сырья и попутных продуктов при производстве строительных материалов: Сб. науч. тр. - Киев.: УМЛ ВО, 1991. - С. 18-27.

Досліджено взаємозв'язок між видом і кількістю органічної добавки у складі шлаколужних в'яжучих і бетонів і фізико-технічними властивостями отриманих модифікованих матеріалів.

8. Ракша В.А., Щербина Л.В. Повышение стабильности свойств композиционных материалов на основе шлакощелочного вяжущего // Труды 6-й национальной конф. “Механика и технология композиционных материалов”. - София. - 1991. - С. 294-297.

Досліджено підвищення стабільності фізико-механічних і гідрофізичних властивостей композиційних матеріалів на основі високоміцних шлаколужних в'яжучих і органічних добавок.

9. Кривенко П.В., Казанский В.М., Клименко В.А., Щербина Л.В. Управление микропоровой структурой высокопрочного шлакощелочного вяжущего // Труды научн.-техн. конф. “Прогрессивные строительные материалы и изделия на основе использования природного и техногенного сырья”. - Ленинград. - 1992. - С. 22-24.

Досліджено процеси управління мікропоровою структурою високоміцного шлаколужного в'яжучого шляхом введення до його складу цеолітової породи й органічної добавки петролатуму.

10. Кривенко П.В., Щербина Л.В. Повышение стабильности прочностных и деформативных характеристик шлакощелочных бетонов при влагопеременных условиях эксплуатации // Новейшие технологии диагностики, ремонта и восстановления объектов строительства и транспорта: Сб. науч. тр. - Днепропетровск: ПГАСА, 2003. - № 25. - С. 25-29.

Досліджено ефект стабілізації фізико-механічних і деформаційних характеристик шлаколужних бетонів при їхній експлуатації в різних повітряно-вологісних умовах.

11. Кривенко П.В., Клапченко В.И., Щербина Л.В., Петропавловский О.Н. Влияние поровой структуры на атмосферостойкость высокопрочных шлакощелочных вяжущих и бетонов // Вісник Одеської державної академіі будівництва та архітектури. - Одеса. - 2003. - № 12. - С. 149-154.

Досліджено шляхи зміни порової структури високоміцних шлаколужних в'яжучих і бетонів з метою підвищення атмосферостійкості штучного каменю.

12. Кривенко П.В., Щербина Л.В., Петропавловський О.Н. Влияние процессов структурообразования шлакощелочного цемента на стабильность его свойств // Труды III научн.-практ. семинара “Структура, свойства и состав бетона”. - Ровно. - 2003. - С. 95-102.

Розглянуто процеси гідратаційно-дегідраційного структуроутворення шлаколужних в'яжучих, модифікованих цеолітовою породою й емульсією петролатуму.

13. Щербина Л.В. Повышение стабильности физико-механических характеристик высокопрочных шлакощелочных бетонов при эксплуатации в различных воздушно-влажностных условиях // Новини науки Придніпров'я. - 2004. - № 2. - С. 53-59.

Розглянуто взаємозв'язок між складом важкого шлаколужного бетону на основі модифікованих в'яжучих і кінетикою зміни характеристик міцності та деформування матеріалу при зміні повітряно-вологісних умов експлуатації.

14. Larisa V. Scherbina Serviceability of high strength slag alkaline concretes in variable air - moisture conditions // Proс. First Intern. Conf. “Alkaline Cements and Concretes”. Vol. 1 Kyiv (Ukraine). 1994. - P. 879-889.

З використанням математичних методів планування експерименту проведено оптимізацію складу важкого шлаколужного модифікованого бетону з урахуванням ущільнення заповнювачів і визначення їхнього оптимального співвідношення, що дає мінімальну пустотність.

15. Вяжущее для изготовления бетонных корпусных деталей станков: А. с. 1721034 СССР, МИК4 С 04 В 7/153. / П.В. Кривенко, Е.К. Пушкарева, О.А. Бродко, Б.Я. Константиновский, Л.В. Щербина. - № 4721693; Заявл. 17.07. 89; Опубл. 23. 03. 92, Бюл. - № 11. - 18 с.

16. Вяжущее: А. с. № 1733418 СССР, МИК4 С 04 В 7/153. / П.В. Кривенко, Е.К. Пушкарева, О.А. Бродко, Б.Я. Константиновский, Л.В. Щербина. - № 4814263; Заявл. 16.04. 90; Опубл. 15. 05. 92, Бюл. - № 18. - 12 с.

АНОТАЦІЯ

Щербина Л.В. Генезис структури і властивостей шлаколужних цементів і бетонів в умовах циклічних змін вологості і температури. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - Будівельні матеріали і вироби. - Київський національний університет будівництва й архітектури. Київ 2006.

Дисертація присвячена вирішенню проблеми підвищення стабільності бетонів до впливу температурно- і вологоперемінних навантажень за рахунок направленого формування структури цементуючої матриці в напрямку підвищення її щільності та міцності, забезпечених синтезом у продуктах гідратації і тверднення шлаколужного в'яжучого, поряд з дрібнокристалічними гідросилікатами кальцію, цеолітних сполук з високим ступенем упорядкованості структури й формуванням дрібнопористої, рівномірно розподіленої структури порового простору. Така направленість процесів структуроутворення обумовлена особливістю композиційної побудови шлаколужної в'яжучої системи, за рахунок введення комплексної органо-мінеральної добавки складу “термоактивований цеоліт + эмульсія петролатуму”. Розроблено і оптимізовано склади шлаколужних вяжучих і досліджено фізико-механічні та деформаційні властивості важких бетонів в різних температурновологісних умовах тверднення, у тому числі циклічно повторюваних. Розроблено основи технології виготовлення розроблених матеріалів. Результати роботи реалізовано в умовах виробництва.

Ключові слова: модифіковані шлаколужні вяжучі, цеолітоподібні новоутворення, поровий простір, стабілізація.

АННОТАЦИЯ

Щербина Л.В. Генезис структуры и свойств шлакощелочных цементов и бетонов в условиях циклического изменения влажности и температуры. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - Строительные материалы и изделия. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры. Киев 2006.

Диссертация посвящена решению проблемы повышения стабильности шлакощелочных бетонов к воздействию температуро и влагопеременных нагрузок за счет направленного формирования структуры цементирующей матрицы в направлении повышения ее жесткости и плотности, обеспеченного синтезом в продуктах гидратации и твердения шлакощелочного вяжущего, наряду с мелкокристаллическими гидросиликатами кальция, цеолитных соединений с высокой степенью упорядочения структуры и формированием мелкопористой, равномерно распределенной структуры порового пространства. Такая направленность процессов структурообразования обусловлена особенностью композиционного построения щлакощелочного вяжущего, за счет введения комплексной органоминеральной добавки состава: “термоактивированный цеолит + эмульсия петролатума”.

Изучены закономерности влияния добавки термоактивированной цеолитовой породы на формирование фазового состава и структуры шлакощелочных вяжущих. Установлено, что процессы структурообразования в такой системе, в отличие от бездобавочных вяжущих, обусловлены формированием на начальных стадиях твердения, наряду с низкоосновными гидросиликатами кальция, гидроалюмосиликатов цеолитового ряда с повышенной степенью упорядочения структуры.

Исследована взаимосвязь структуры и свойств искусственного камня, формирующегося на основе шлакощелочного вяжущего с добавкой эмульсии петролатума. Отмечено, что в присутствии органической добавки повышается удельная поверхность структурообразующих гидратных фаз и имеет место перераспределение пор по размерам в поровом пространстве искусственного камня.

Установлено основные принципы композиционного построения шлакощелочных вяжущих со стабильными деформационными характеристиками в условиях переменной влажности и температуры путем их модификации комплексной добавкой состава “термоактивированный цеолит + петролатум”. Такой состав вяжущей композиции обеспечивает формирование микроструктуры цементирующей матрицы с повышенной жесткостью и плотностью, предопределяющей высокие эксплуатационные характеристики бетонов, в том числе и стабильность деформаций в изменяемых воздушновлажностных условиях. При этом фазовый состав продуктов твердения в таких системах представлен анальцимом, натролитом и смешанным натриево-кальциевым гидроалюмосиликатом состава (Na₂,Ca)Al₂Si₄O₁₂6H₂O с высокой степенью удельной поверхности и упорядочения структуры, карбонатом кальция структуры ватерита, гидросиликатными соединениями тоберморитового состава и СSH (II), а поровое пространство характеризуется преобладанием ромбоэдрических пор с эффективным радиусом 211 нм и высокой регулярностью их распределения.

Методом математического планирования эксперимента оптимизированы составы модифицированных вяжущих систем. Отмечено, что максимальные прочностные характеристики вяжущих композиций отвечают составам, включающим 10% от массы шлакового компонента термоактивированной при t = 750°C цеолитовой породы и 2% от массы шлака эмульсии петролатума.

Разработано и оптимизировано составы и технологию получения тяжелых бетонов на основе, модифицированных комплексной добавкой, шлакощелочных вяжущих, в качестве щелочного компонента которых использовали дисиликат натрия. Полученные бетоны характеризуются прочностью при сжатии 90102 МПа, призменной прочностью 76,3-89,2 МПа, начальным модулем упругости (Е_b^.10³) 31,737,0 МПа, влажностной усадкой (е_sh·10⁵) 25,2530,48 отн. ед. и высокой однородностью (коэффициент вариации 7,5%).

Исследовано влияние температурно-влажностного режима эксплуатации и цикличности его воздействия на прочностные характеристики, деформации усадки-набухания и ползучесть бетонов. Показано, что разработанные составы бетонов, в отличие от бездобавочных составов, характеризуются повышенной сопротивляемостью действию температурновлажностных условий. Так, прочность при сжатии у разработанных бетонов, независимо от условий твердения (вода, воздушно-сухие условия), не имеет спадов в период 28360сут. наблюдения, величина спадов прочности на растяжение при изгибе при попеременном увлажнении и высушивании бетонных образцов у модифицированных бетонов уменьшается в 2,5-4 раза. При этом отмечено, что величина деформации набухания при влажностном (W = 90100%) хранении образцов модифицированных составов характеризуется значениями (34)·10-⁵ отн. ед. и стабилизацией этого процесса на 20 сутки твердения, в то время как набухание у немодифицированных бетонов достигает значения 10·10-⁵ отн. ед, а процесс стабилизации фиксируется только после 60 суток твердения во влажных условиях. Развитие ползучести у бетонов модифицированных и немодифицированных составов развиваются аналогично характеристике набухания.

Разработанные шлакощелочные бетоны прошли производственную и эксплуатационную проверку при производстве бетонных станин гибкого технологического модуля для обработки прецизионных поверхностей и станков для прецизионной резки, которые проходили эксплуатацию в НИИЭПМ КНПО “Маяк”, а также изготовлении элементов укрепления конуса шкафной стенки устоя при проведении ремонтновосстановительных работ на объекте “Арочный металлический мост” (р. Старый Днепр, г.Запорожье) и при реконструкции ул. Космической в г.Запорожье.

Ключевые слова: модифицированные шлакощелочные вяжущие, цеолитоподобные новообразования, поровое пространство, стабилизация.

ANNOTATION

Scherbina L.V. Genesis of structure and properties of slog alkaline cements and concretes conditioned to cyclic variations of humidity and temperature. - Manuscript.

Ph. D. Thesis in the speciality 05.23.05 Building Materials and Articles. - Kiev National University of Construction and Architecture, Kiev, 2006.

The research substantiates theoretically and in practice the possibility of enhancing the slag-alkaline concretes stability in the conditions of changeable temperature and wet-loads due to directed formation of cementing matrix structure with enhanced its stiff and density. It was realized by the synthesis of semi-crystalline calcium silicate hydrates alongside with wele-crystalized zeolite products which makes for homogenous and fine porous structure obtained.

So directed processes of structure-formation is achieved by compositional formation pecularities of slag-alkaline cementitious system due to complex organic-mineral additive “thermally activated zeolite + petrolatum emulsion” used. The compositions of slag-alkaline cementitious are developed and optimized. Ked results of the study were industrially applied.

Key words: modificated slag-alkaline cementitious, zeolite-like new-formations, porosity space, stabilization.

Размещено на Allbest.ru