Анотація до роботи:

Нікіфорова Н. А. Бетони, модифіковані компонентами, що містять вапно з відходів гірничої промисловості. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали та вироби. – Національна академія природоохоронного та курортного будівництва, Сімферополь, 2006.

У дисертаційній роботі наведені результати теоретичних та експериментальних досліджень, що присвячені модифікації важкого бетону за рахунок введення до його складу комплексних поліфункціональних модифікаторів на основі вапна з відходів гірничої промисловості, низькомолекулярних кальцієвих солей дикарбонових кислот і високомолекулярних лігносульфонатів.

В роботі розглянута технологія переробки та наводяться результати експериментальних досліджень основних властивостей відходів, що містять вапно. Показано, що з відходів дробіння вапняків можливе виробництво дрібнодисперсного вапна у циклонній печі.

Встановлено, що гідратація трикальцієвого силікату відбувається з виділенням в область твердіння гідрату окису кальцію, що є важливим структурним елементом портландцементу, який твердіє. Визначений вплив цементно-водного відношення, видатку цементу та вапна на міцність важкого бетону. Встановлена пластифікуюча та інтенсифікуюча дія низькомолекулярних кальцієвих солей дикарбонових кислот.

Розглянутий вплив комплексних поліфункціональних модифікаторів на основі вапна з відходів гірничої промисловості, низькомолекулярних кальцієвих солей дикарбонових кислот і високомолекулярних лігносульфонатів на властивості цементних композицій. Досліджені реологічні властивості бетонних сумішей. Встановлено, що бетонна суміш із комплексними модифікаторами більш легкоукладальна, ніж суміш без добавок. Уведення добавок оповільнює втрату рухомості бетонної суміші. Бетони, що містять комплексні модифікатори, мають приріст міцності: для бетону, що твердіє у нормально-вологісних умовах, 17–53 %; бетону, що твердіє при тепловологісній обробці – 10–20 %.

З отриманих результатів досліджень випливає, що важкий бетон з комплексними модифікаторами має морозостійкість вищу, ніж бетон без добавок як мінімум на 100 циклів. Водонепроникність бетону при введенні комплексних поліфункціональних модифікаторів у віці 28 діб збільшилася з W6 до W8. Застосування добавок сприяє підвищенню стійкості у сульфатному агресивному середовищі та не змінює пасивувальної дії на сталь у важкому бетоні.

Проведена дослідно-промислова апробація бетонів, що модифікувалися комплексними поліфункціональними модифікаторами. Економічний ефект від застосування добавок складає 25 020 грн/рік.

1. Теоретично обгрунтована та експериментально доведена можливість отримання важкого бетону із покращеними технологічними й будівельно-технічними властивостями за рахунок модифікації комплексними поліфункціональними добавками на основі вапна з відходів гірничої промисловості, низькомолекулярних кальцієвих солей дикарбонових кислот і високомолекулярних лігносульфонатів, що приводить до зниження вартості та підвищення якості.

2. Запропонований новий підхід до створення ефективних комплексних поліфункціональних модифікаторів для важких бетонів на портландцементах, що містять активні мінеральні добавки. Встановлено, що основою для отримання комплексних поліфункціональних модифікаторів є вапно з відходів гірничої промисловості, низькомолекулярні кальцієві солі дикарбонових кислот та високомолекулярні лігносульфонати.

3. Встановлено, що збільшення структурної міцності цементного тіста, яке містить комплексні поліфункціональні модифікатори, на етапі коагуляційного періоду забезпечується хімічною активністю вхідних складових комплексу. Добавки підвищують гідратаційну активність портландцементів у період кристалізаційного структуроутворення, не змінюючи фазового складу продуктів гідратації.

4. Встановлено, що застосування комплексних поліфункціональних модифікаторів значно (до ОК=23 см) збільшує рухомість бетонної суміші. Бетонні суміші з добавками більш легкоукладальні, бо в них деформації зрушення розвиваються інтенсивніше і мають вищу збережність рухомості (до 1,5–2 год).

5. Встановлено, що комплексні поліфункціональні модифікатори підвищують рухомість бетонної суміші у 2–3 рази, сприяють зростанню міцності бетону, що твердіє як у нормально-вологісних умовах, так і з застосуванням тепловологої обробки. Приріст міцності важкого бетону з добавками складає 17–53 %. Із застосування добавок загальний цикл тепловологої обробки скорочується на 25–50 %.

6. Виходячи з деяких технологічних особливостей виробництва в'яжучих на основі шлаку, для підвищення їх гідравлічної активності необхідне використання комплексних поліфункціональних модифікаторів на стадії помелу. Визначені раціональні склади вапняно-шлакових в'яжучих, що містять поліфункціональні модифікатори. Приріст міцності важкого бетону на вапняно-шлаковому в’яжучому із комплексними поліфункціональними модифікаторами становить 45–60 %.

7. На основі фізико-аналітичного методу проектування складів бетону показане призначення складів важкого бетону з комплексними поліфункціональними модифікаторами. Визначені раціональні із зниженою витратою цементу склади важких бетонів.

8. Встановлено, що застосування комплексних поліфункціональних модифікаторів підвищує морозостійкість бетону на 100 циклів, водонепроникність – з W6 до W8, не знижує сульфатостійкості й не змінює пасивувальної дії на сталь у важкому бетоні.

9. Проведена дослідно-промислова апробація результатів досліджень, визначена економічна ефективність застосування комплексних поліфункціональних модифікаторів у важкому бетоні.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ ВИКЛАДЕНІ В ТАКИХ ПУБЛІКАЦІЯХ

1. Приходько А. П., Никифоров А. П., Пушкаренко О. А., Матенчук Н. А. Влияние комплексных модификаторов на глубину пластификации бетонных смесей // Строительство. Материаловедение. Машиностроение: Сб. научн. тр. – Д.: ПГАСА, 2005. – № 35: Инновационные технологии диагностики, ремонта и восстановления объектов строительства и транспорта. – С. 131–138.

Особистий внесок автора: надана оцінка пластифікуючої здатності бетонних сумішей, які містять комплексні модифікатори.

2. Никифоров А. П., Матенчук Н. А., Пушкаренко О. А., Горидько Д. О. Реологические свойства цементных композиций с комплексными модификаторами // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Д.: Вид-во Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна, 2005. – Вип. 9. – С. 184–187.

Особистий внесок автора: запропонована методика визначення оптимальних дозувань хімічних добавок.

3. Дриженко А. Ю., Малая О. В., Матенчук Н. А. Методика обоснования эффективности использования отходов горно-металлургического производства в условиях рыночной экономики // Наук. вісн. НГУ. – 2005. – № 1. – С. 92–94.

Особистий внесок автора: розроблена схема використання відходів гірничо-металургійного виробництва. Наведено порядок розрахунку ефективності при використанні відходів гірничо-металургійного виробництва як супутної товарної продукції.

4. Дриженко А. Ю., Малая О. В., Матенчук Н. А. Эффективность использования отходов производства железорудных горно-обогатительных комбинатов в народном хозяйстве // Наук. вісн. НГУ. – 2005. – № 2. – С. 74–78.

Особистий внесок автора: визначені дані про ефективне використання відходів виробництва.

5. Пшинько А. Н., Никифоров А. П., Матенчук Н. А. Использование отходов промышленности в технологи производства тяжелых бетонов // Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Сб. научн. тр. – Д.: ПГАСА, 2005. – № 35: Инновационные технологии диагностики, ремонта и восстановления объектов строительства и транспорта. – С. 99–103.

Особистий внесок автора: доведена ефективність важких бетонів, які містять комплексні модифікатори.

6. Пшинько А. Н., Никифоров А. П., Никифорова Н. А. Использование известесодержащих отходов горной промышленности в тяжелых бетонах // Строительство, материаловедение, машиностроение. Сб. научн. тр. – Д.: ПГАСА, 2006. – № 37: Инновационные технологи жизненного цикла объектов жилищно-гражданского, промышленного и транспортного назначения. – С. 377 – 384.

Особистий внесок автора: проведені дослідження з модифікації властивостей плава дикарбонових кислот вапном з відходів гірничого виробництва. Досліджені технологічні та фізико-механічні властивості важких бетонів, які містять комплексні поліфункціональні модифікатори.

7. Никифорова Н. А. Технологические и физико-механические свойства тяжелых бетонов, модифицированных известесодержащими компонентами из отходов горной промышленности // Зб. наук. пр. НГУ. – 2006. – № 25. – С. 87–91.

8. Никифоров А. П., Пушкаренко О. А., Матенчук Н. А. Технологические свойства цементных композиций, содержащих полифункциональные модификаторы // Материалы к 44-му международному семинару по моделированию и оптимизации композитов – МОК’44 «Моделирование и оптимизация в материаловедении». – Одесса, 2005. – С. 87–89.

Особистий внесок автора: досліджені реологічні властивості цементних композицій, які містять комплексні модифікатори, що складаються з низькомолекулярних та високомолекулярних ПАР. Надана оцінка властивостей бетонних сумішей у координатах «напруга зрушення – деформації».

9. Никифоров А. П., Пушкаренко О. А., Матенчук Н. А. Физико-химические и технические свойства тяжелого бетона с добавками модифицированного плава дикарбоновых кислот // Материалы 7-й международной научно-практической конференции «Дни современного бетона». – Запорожье, 2005. – С. 35–40.

Особистий внесок автора: надана оцінка впливу вмісту води на структуру та технологічні властивості цементного тіста. Визначено рН водних розчинів комплексних модифікаторів.

10. Пшинько А. Н., Дриженко А. Ю., Никифорова Н. А. Повышение эффективности переработки известесодержащих отходов горнодобывающих предприятий и использование их в строительстве // Проектування бетонів із заданими властивостями: Матеріали 5-го наук.-практ. семінару «Структура, властивості та склад бетону». – Рівне, 2006. – С. 156–160.

Особистий внесок автора: показані технологічні особливості отримання дрібнодисперсного вапна у печі циклонного типу. Досліджені основні властивості вапна з відходів гірничого виробництва.

11. Пшинько А. Н., Никифоров А. П., Матенчук Н. А. Перспективы использования отходов горнорудной и химической промышленности в производстве ячеистых бетонов // Строительный рынок. – Минск, 2006. – № 9 – 10 – С. 63–66.

Особистий внесок автора: розроблено та доведено механізм пластифікації низькомолекулярних кальцієвих солей дикарбонових кислот.