Анотація до роботи:

Сидорова Н.В. Модифіковані силікатні матеріали безавтоклавного твердіння. Структура, властивості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук з спеціальності 05.23.05 – Будівельні матеріали та вироби. – Одеська державна академія будівництва та архітектури, Одеса, 2004.

В дисертаційній роботі теоретично обґрунтована й експериментально підтверджена можливість одержання модифікованих силікатних матеріалів безавтоклавного твердіння з поліпшеними тепло- і гідрофізичними властивостями шляхом модифікації структури в результаті механічної активації сировинної суміші за рахунок аморфізації поверхні кристалічного кварцу, а також хімічної активації за рахунок введення мінеральної добавки у виді трепелу. Отримані ЕС моделі, що описують зміни властивостей (R_ст, R_виг, F, К_р, ), пористості відкритої, закритої, загальної і мінерального складу новоутворених фаз під впливом величини питомої поверхні мінеральної добавки, вмісту добавки гіпсу і режимів твердіння.

Проведена багатокритеріальна оптимізація складу і режимів твердіння по комплексу експлуатаційних властивостей. За результатами оптимізації рекомендовані значення питомої поверхні мінеральної добавки, технологічні режими і склади, що забезпечують одержання стінових матеріалів з наступним рівнем експлуатаційних показників якості: марки по міцності М 75;100, по морозостійкості – F 15, =1500;1550 кг/м³, =0,5;0,55 Вт/мК, , з коефіцієнтом розм'якшення 0,84;0,86.

1. Теоретично обґрунтована й експериментально підтверджена можливість одержання силікатних матеріалів безавтоклавного твердіння з поліпшеними тепло- і гідрофізичних властивостями шляхом модифікації структури. Використання механічної і хімічної активації забезпечує одержання модифікованих силікатних матеріалів з наступними характеристиками: М 75-200, F 15-35, К_р0,84, =0,46-0,7 Вт/мК, =1451-1650 кг/м³, що на 20-25% нижче густини звичайних силікатних бетонів.

2. Встановлено закономірності зміни міцнісних, гідро- і теплофізичних властивостей і густини під впливом питомої поверхні мінеральної добавки, вмісту добавки гіпсу і режимів твердіння. Таким чином, властивості матеріалів можуть направлено регулюватися в широких межах R_ст в 3,5 рази, R_виг в 2,6 рази, в 1,5 рази, F від 15 до 35 циклів, К_р на 22%.

3. Встановлено закономірності зміни пористості загальної, відкритої, закритої під впливом питомої поверхні мінеральної добавки, вмісту добавки гіпсу і режимів твердіння, що можуть змінюватися в діапазонах: пористість загальна Р_заг від 30 до 40%, відношення пористості відкритої до закритої Р_від/Р_зак в 2,7 разів, відношення пористості відкритої до загальної Р_від/Р_заг – на 43%, капілярний підсос w – на 10%.

4. Мінеральний склад модифікованих силікатних матеріалів представлено тоберморитоподобними закристалізованими силікатами кальцію CSH(II), кристалічним гиллебрандитом C₂SH(B) і його різновидом C₂SH(С), гідросилікатом кальцію С₄S₃H. В залежності від величини питомої поверхні мінеральної добавки і умов твердіння утворюються гідросилікати кальцію різної основності і в різних кількісних співвідношеннях.

Встановлено закономірності зміни вмісту новоутворених фаз під впливом величини питомої поверхні мінеральної добавки, вмісту добавки гіпсу і режимів твердіння, що можуть змінюватися в діапазонах: CSH(II) – від 11 до 20%, C₂SH(B) – від 4 до 51%, C₂SH(С) – від 7 до 33%, С₄S₃H – від 0 до 18%.

5. Аналіз кореляційних зв'язків між властивостями і характеристиками структури показав, що склад і режими твердіння впливають на структуру і властивості силікатних матеріалів, а саме в зоні оптимуму міцності на стиск (R_ст 20 МПа) коефіцієнт кореляції міцності на стиск з відношенням відкритої до загальної пористості для складу з S₁ {r}= -0,98, з S₃ – {r}= 0,04, з S₁:S₃=1:1 – {r}= -0,81. Тому технологічні режими повинні призначатися конкретно для кожного складу з урахуванням вимог до показників якості, що, у свою чергу, формулюються з урахуванням області застосування виробів.

6. Проведена багатокритеріальна оптимізація складу і режимів твердіння по комплексу експлуатаційних властивостей. За результатами оптимізації рекомендовані значення питомої поверхні мінеральної добавки, технологічні режими і склади, що забезпечують одержання стінових матеріалів з наступним рівнем експлуатаційних показників якості: марки по міцності М 75; 100, по морозостійкості – F 15, =1500кг/м³, =0,5; 0,55 Вт/мК, з коефіцієнтом розм'якшення 0,84; 0,86.

7. Результати оптимізації складів і режимів твердіння були впроваджені на ВАТ “Силікат” при випуску дослідно-промислової партії силікатних виробів об’ємом 170м³. Техніко-економічний розрахунок показав, що впровадження цього матеріалу дозволить знизити витрати тепла через огороджуючи конструкції на 26,7%, тобто основний економічний ефект отримує споживач.

Основні положення дисертації викладені у працях:

1. Шинкевич Е.С., Сидорова Н.В. Влияние минеральных добавок на свойства силикатных композиций, подвергнутых гидродинамическим воздействиям // Ресурсоекономнi матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Зб. наук. пр. – Вип.5. – Рівне, 2000. – С.109-116.

Внесок здобувача – досліджено вплив вмісту та величини питомої поверхні мінеральної добавки на міцності властивості.

2. Шинкевич Е.С., Сидорова Н.В. Особенности структурообразования и твердения активированных известково-кремнеземистых композиций с минеральными добавками // Моделирование и оптимизация в материаловедении: Материалы к 40-му международному семинару по моделированию и оптимизации композитов. – Одесса, 2001 – С.52-53.

Внесок здобувача – виконані експериментальні дослідження пористостi і властивостей матеріалів.

3. Шинкевич Е.С., Шкрабик И.В., Сидорова Н.В., Луцкин Е.С. Корреляционный анализ и оптимизация структуры в исследованиях с использованием экспериментально-статистических моделей // Ресурсоекономнi матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Зб. наук. пр. – Вип.8. – Рівне, 2002 – С.31-36.

Внесок здобувача – отримані експериментально-статистичні моделі, які описують зв'язок питомої поверхні мінеральної добавки, складу і технологічних режимів на міцність при стиску і міцність на вигин, морозо- і водостійкість.

4. Шинкевич Е.С., Сидорова Н.В., Луцкин Е.С., Гнып О.П. Особенности оптимизации составов силикатных композиций с минеральными добавками // Вісник ОДАБА. Вип.№6-2002. – Одеса, 2002рiк. – С.216-221.

Внесок здобувача – обґрунтовано рівні варіювання рецептурно-технологічних факторів в основному експерименті, оптимізовані склади.

5. Шинкевич Е.С., Керш В.Я., Сидорова Н.В., Луцкин Е.С. Эффективные механоактивированные силикатные стеновые материалы // Строительство и техногенная безопасность: Сб. науч. тр.: Крымская академия природоохранного и курортного строительства. – Вып. 6. – Симферополь, 2002. – С.235-237.

Внесок здобувача – отримані експериментально-статистичні моделі, що описують зв'язок величини питомої поверхні мінеральної добавки, складу і технологічних режимів з теплопровідністю.

6. Шинкевич Е.С., Сидорова Н.В., Луцкин Е.С., Парамонов Д.Ю. Возможности ресурсосбережения на основе анализа связи состава, структуры и теплофизических свойств активированных силикатных композиций безавтоклавного твердения // Межрегиональные проблемы экологической безопасности: Тр. междунар. науч.-практ. конференции, т. 2. – Сумы – Санкт-Петербург, 2002. – С.61-66.

Внесок здобувача – отримані експериментально-статистичні моделі, що описують зв'язок питомої поверхні мінеральної добавки, складу і технологічних режимів з теплопровідністю. Проаналізовані аспекти ресурсозбереження.

7. Шинкевич Е.С., Манжос А.В., Сидорова Н.В., Луцкин Е.С., Шевчук Г.В. Особенности моделирования результатов физико-химических и химических методов анализа // Моделирование и оптимизация в материаловедении: Материалы к 42-му междунар. сем. по моделированию и оптимизации композитов. – Одесса, 2003 – С.32-34.

Внесок здобувача – проведено аналіз фізико-хімічного складу новоутворень.

8. Шинкевич Е.С., Сидорова Н.В., Луцкин Е.С., Гнып О.П. Анализ и оптимизация структуры и свойств активированных силикатных материалов безавтоклавного твердения // Вісник Донбаської ДАБА. Композиційні матеріали для будівництва: Зб. наук. праць. – Вип. 1(38). –Макіївка, 2003. –С.172-178.

Внесок здобувача – проведено оптимізацію складу і режимів твердіння для отримання матеріалів з поліпшеними теплофізичними властивостями.

9. Шинкевич Е.С., Луцкин Е.С., Сидорова Н.В. Анализ корреляционной связи между структурными характеристиками и свойствами модифицированных силикатных материалов // Вісник ОДАБА. – Вип. № 9. – Одеса, 2003. – С.194-198.

Внесок здобувача – проведено кореляційний аналіз міцнісних властивостей з відношенням відкритої та загальної пористостей .

10. Шинкевич Е.С., Сидорова Н.В., Луцкин Е.С., Парамонов Д.Ю., Политкин С.И. Анализ эколого-экономических и технологических аспектов ресурсосбережения в производстве модифицированных силикатных материалов // Межрегиональные проблемы экологической безопасности: Сб. тр. симп. – Сумы – Санкт-Петербург, 2003. – С.225-232.

Внесок здобувача – проведено аналіз економічних та технологічних аспектів ресурсозбереження.