Анотація до роботи:

Алі Ноаман Халед Хуссейн. Дослідження гідратації та твердіння цементного каменя конденсаційного зволоження.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2001.

Розвинуті уяви про фазовий склад продуктів гідратації клінкерних мінералів, що утворюються після конденсаційного зволоження в ущільнених системах при подальшому зберіганні в нормальних умовах Досліджено склад гідратів при топохімічній гідратації трикальцієвого сілікату, b–2CaO.SiO₂, 3CaO.Al₂O₃ та C₄AF. Визначено послідовність перетворення кремнекисневих радікалів гідросилікатів при зростанні міцності каменя.

За допомогою експериментальних фізико-хімічних методів досліджень та термодинамічного аналізу одержані кількісні характеристики гідратації портландцементного клінкера і цементу в умовах застосування різних комбінацій конденсаційного зволоження та ущільнення.

Розроблені основи двох енергозберігаючих способів одержання виробів з цементу або бетону, що мають високі показники міцності та витривалості проти сульфатної агресії.

1. З метою одержання каменя підвищеної міцності та високої сульфатної витривалості запропоновані і досліджені два способи обробки в’яжучих, які використовують конденсаційне зволоження насиченою парою та ущільнення.

2. Доведено, що конденсаційне зволоження активізує початкові стадії гідратації. В цих умовах обмежене розчинення вихідних фаз, синтез гідратів відрізняється від гідратації в тісті, і процес гідратації можна вважати топохімічним.

3. На підставі результатів дослідження продуктів гідратації клінкерних мінералів, клінкера і цемента доведено, що фазовий склад гідратів визначається способом зволоження і не залежить від умов ущільнення.

4. Виявлено, що ущільнення в’яжучого, зволоженого насиченою парою, впливає на термін кристалізаційного зміцніння твердіючої системи.

5. Початкові продукти гідратації 3CaO.SiO₂ , що утворюються одразу після зволоження, є Ca(OH)₂ та гідросиликати складу CSH(I). Доведено, що при твердінні 3CaO.SiO₂ величина CaO/SiO₂ у гідросилікатах з момента зволоження до 28 діб змінюється в послідовності 2 1,66 1,33 1. Ця закономірність зберігається при твердінні клінкера і цемента.

6. Одразу після конденсаційного зволоження 3CaO.Al₂O₃ утворюється кубічний C₃AH₆., а при конденсаційному зволоженні C₄AF –кубічні C₃(A,F)H₆ та FeOOH – геттіт і лепідокрокіт. Одержана висока міцність каменя з 3CaO.Al₂O₃ і C₄AF, є результатом зрощування кристалів означених гідратів.

7. Встановлено, що формування гідросілікатів з b–2CaO.SiO₂ у топохімічних умовах відбувається через розчинення іонів атома водню в кристалічній гратці сіліката та трансформацію зв’язків Si–O–Ca .

8. У твердіючому шлакопортландцементі у 1 добу формується два типи гідросілікатів складу CSH(I) и CSH(II) , до 7 діб гидросілікати мають склад CSH(I) і C₂SH(B), але з 14 доби склад гідросілікатів представлений головним чином CSH(II).

9. У твердіючому цементі одразу посля конденсаційного зволоження і пресування утворюється етрінгіт, який надалі не перетворюється у моносульфоалюмінат

10. При конденсаційному зволоженні цемента, попередньо ущільненого пресуванням, утворюється камінь, міцність якого у 28 діб на 20-35 % перевищує міцність зразків, що тверділи в тісті, і має вищі показники морозо- та сульфатовитривалості.

11. При конденсаційному зволоженні цемента з наступним ущільненням пресуванням при зусиллі тиску біля 18 МПа початкова міцність каменя є 25-30 МПа, а його міцність у 28 діб на 60-75% перевищує міцність зразків, що тверділи в тісті, та характеризується вищою витривалістю проти сульфатної агресії.

12. З використанням термодинамічного аналізу реакції гідратації цемента, використаного в роботі, при конденсаційному зволоженні визначено стандартний тепловий ефект реакції -6195,0 кДж/моль клінкера а також кількість тепла, що виділяється при гідратації, яке дорівнює Q_реак(298,15) = - 2352,03 кДж . Методика розрахунків, застосована для визначення означених характеристик гідратації, може бути використана для будь яких цементів.

Реализація та впровадження результатів роботи. За результатами досліджень одержані два нові способи виготовлення виробів з цемента або бетона, захищені патентами України. Промислову апробацію цих способів проведено у цеху шлакобетонних виробів Криворізького цементно-гірничого комбіната на дільниці товарів народного вжитку.

Основні положення диссертації відображені в таких публікаціях:

1. Шеин В.И., Зайшлый Б.В., Халед Х. А. Ноаман Аппроксимация экспериментальных значений теплоемкости индивидуальных веществ // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та. – Харьков: ХГПУ, 1998. – Вып. 18. – С. 123-126.

2. Щеткина Т.Ю., Али Ноаман Халед Х. Гидратация и твердение клинкерных минералов без растворения // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди / Вестник Ровненского государственного технического университета. –Ровно, 1999. –Вып.3. –С. 69-73.

3. Щеткина Т.Ю., Али Ноаман Халед Хуссейн Твердение трехкальциевого силиката, увлажненного в гидротермальных условиях // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та. – Харьков: ХГПУ, 2000. – Вып. 105. – С. 91-98.

4. Али Ноаман Халед Хуссейн, Щеткина Т.Ю. Гидратация и твердение трехкальциевого алюмината, увлажненного насыщенным паром // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та. – Харьков: ХГПУ, 2000. – Вып. 123. – С. 20-28.

5. Али Ноаман Халед Хуссейн, Щеткина Т.Ю. Гидратация и твердение браунмиллерита, увлажненного паром // Вопросы химии и хим. технол. – Днепропетровск: ДХТУ, 2001. – № 2. – С. 60-64.

6. Али Ноаман Халед Хуссейн, Щеткина Т.Ю. Влияние контактно-конденсационных процессов на состав гидросиликатов твердеющего 3CaO.SiO₂ // Физико-химические проблемы керамического материаловедения / Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та. – Харьков: ХГПУ, 2000. – Вып. 18¹ – С. 125-129.

7. Пат. 36923А Україна, МКИ С04В41/00. Спосіб одержання виробів з цементу або бетону./ Алі Ноаман Халед Хуссейн, Шеїн В.І., Щьоткіна Т.Ю.

8. Пат. 42422А Україна, МКИ С04В41/00. Спосіб виготовлення виробів з цементу або бетону./ Шеїн В.І., Алі Ноаман Халед Хуссейн, Щьоткіна Т.Ю./