Анотація до роботи:

Набіль Абдулла Ахмед Аль-Васабі. Технологія та властивості дорожнього цементобетону в умовах сухого жаркого клімату. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали та вироби. Кримська академія природоохоронного та курортного будівництва, 2002.

У дисертації розроблені основи технології дорожнього цементобетону в умовах сухого жаркого клімату, які базуються на вдосконаленні параметрів виробництва, складів та властивостей бетону й режимів догляду за укладеним бетоном.

Показано, що кліматичні фактори, які характерні для сухого жаркого клімату, суттєво впливають на зміну хімічного та мінералогічного складу цементного каменя дорожнього бетону природного тверднення.

В роботі встановлені основні закономірності і розкритий фізичний механізм взаємодії дорожнього цементобетону із середовищем тверднення. Доведено, що вологісний режим навколишнього середовища є головним фактором, який впливає на величину та інтенсивність зсідних деформацій бетону, а також формування кінцевих властивостей матеріалу. Введення до складу бетону, що твердіє в умовах сухого й жаркого клімату, активної добавки, яка представляє собою суміш олеата натрію, оксиду заліза і кремниземистого компоненту, призводить до зЗменьшення впливу навколишнього середовища на властивості бетону.

Гігрометричні властивості дорожнього бетону залежать від сукупності технологічних параметрів, виду вихідних матеріалів, складу та структурних характеристик бетону, модуля відкритої поверхні, тривалості та інтенсивності догляду за ним, а також параметрів середовища тверднення. Оцінка гігрометричного стану бетонних елементів у часі відбувалася на основі аналізу експериментальних даних утрат вологи дорожнього бетону.

Встановлено, що пластичне зсідання дорожнього бетону, який укладений в умовах сухого жаркого клімату, призводить до незворотних порушень його структури, настільки суттєвих, що їх наступне виправлення практично неможливе. Розвиток пластичного зсідання запобігається вчасним доглядом, здатним не допустити зневоднення поверхневих шарів дорожнього покриття. Початок та інтенсивність догляду встановлюються за даними дослідів з умови, що залишковий вологовміст поверхневих шарів бетонного дорожнього полотна повинний бути вищий за критичне значення, що є функцією водоцементного фактору.

Взаємозв’язок властивостей дорожнього бетону з його складом та рівнем структурних напружень дозволяє встановити умову забезпечення якості бетону, що піддається дії навколишнього середовища.

Експериментальними дослідженнями з використанням адеструктивних методів встановлено взаємозв’язок міцності дорожнього цементобетону з міцністю при розтягу та згині, а також деформативними властивостями матеріалу. Це дозволяє прогнозувати комплекс властивостей дорожнього бетону заданого складу за визначених умов виробництва та тверднення.

Встановлено, що при твердненні на відкритому повітрі у кліматичних умовах Ємену міцність дорожнього бетону у віці 7 діб майже у 2 рази нижча міцності контрольних зразків нормального тверднення. У подальшому міцність майже не зростає й у віці 28 діб складає 51…53% міцності контрольних зразків. При цьому найбільш піддані кліматичній дії поверхневі шари дорожнього покриття.

Дослідженнями впливу технологічних факторів на властивості бетону встановлений принцип взаємозалежності окремих операцій технологічного процесу виробництва дорожніх робіт в умовах сухого жаркого клімату та їх конгруентності умовам бетонування у відповідності з обраними критеріями оптимальності. Задані властивості дорожнього бетону забезпечуються також вибором оптимального методу догляду за свіжоуукладеним бетоном.

У результаті проведених експериментально-теоретичних досліджень розроблені основи технології дорожнього бетону, що вкладається в умовах сухого жаркого клімату шляхом удосконалювання параметрів виробництва, складів і властивостей цементобетону й режимів догляду за покладеним бетоном, що забезпечує одержання дорожнього покриття при мінімальній вартості бетонних робіт.

1. Теоретично й експериментально доведена доцільність уведення в бетон для дорожнього будівництва в умовах сухого й жаркого клімату активної добавки, що представляє собою суміш добавки Melment (суміш олеату натрію й оксиду заліза) і тонкодисперсного кремнезему. При цьому оптимальне співвідношення компонентів активної добавки (олеат натрію : оксид заліза : кремнеземистий компонент) складає 1:1:2,17. Оптимальний вміст активної добавки в бетонній суміші складає 6% від маси цементу.

2. На підставі досліджень впливу складу і температурно-вологісного режиму навколишнього середовища на реологічні властивості бетонних сумішей доведено, що застосування активної добавки призводить до зменшення втрати удобоукладності бетонною сумішшю і зниженню до 50% водовідділення з неї в умовах сухого й жаркого клімату за рахунок підвищення водоутримуючої спроможності.

3. Встановлено, що введення активної добавки в кількості 6 % від маси цементу підвищує міцність бетону на 10…15% і знижує втрати їм міцності при твердінні в умовах сухого й жаркого клімату, за рахунок зменшення ступеня водовідділення бетоном і підвищення ступеня гідратації цементу.

4. За допомогою планування експерименту отримані залежності зміни удобоукладності бетонної суміші, що містить активну добавку від складу бетонній суміші, її водоцементного відношення й часу її зберігання, а також міцності цементного каменю від складу активної добавки, міцності бетону від його складу, модуля відкритої поверхні бетонного елемента й віку бетону.

5. Сформульовано основні принципи й режими технології готування бетонної суміші, що містить активну добавку. Ці положення дозволяють одержувати бетонні суміші із заданими властивостями і враховувати її склад і зміст у ній активної добавки.

6. Доведено, що в умовах сухого й жаркого клімату повторне перемішування бетонної суміші після її транспортування до місця укладки і повторне ущільнення бетонної суміші методом пресування підвищує міцність бетону на 20…30%...

7. Встановлено, що в початкові терміни твердіння догляд за укладеним бетоном доцільно проводити обробкою його поверхні водяною емульсією добавки Melment із наступним укриттям піноутворюючим складом, на основі рідкого скла й оксиду алюмінію. Доведено, що даний вид укриття має найменшу теплопровідність і найбільшу усталеність в умовах сухого й жаркого клімату, що сприяє нарощуванню бетоном міцності під даним укриттям. Крім того, на поверхні бетону, що твердіє, утворюється щільний шар продуктів реакції добавки Melment із гідрооксидом кальцію, що виділяється з бетону, і силікатної складової піни, що також сприяє зниженню водовідділення бетону й підвищенню його міцності.

8. Удосконалено метод проектування складів бетону за рахунок урахування зміни водоутримання в бетонній суміші в умовах сухого й жаркого клімату й масивності елементів бетонного дорожнього покриття.

9. Дослідна перевірка застосування розробленої технології виробництва, укладки й догляду за дорожнім бетоном в умовах Ємену підтвердила достовірність і ефективність отриманих результатів.

Основні положення дисертації викладені в таких роботах:

1. Аль-Васаби Набиль Абдулла, А.А. Шишкин, М.Ю. Джур Специальные бетоны в условиях действия повышенных температур. - Кривой Рог: Изд-во «Минерал» АГНУ, 2001. - 104 с.

2. Гигрометрические свойства дорожных бетонов в условиях сухого жаркого климата / А.А. Шишкин, Аль-Васаби Набиль Абдулла // Строительство: Сб. научн. тр. ДИИТа. - Вып. 6. - Днепропетровск, 1999. - с. 155-157.

3. Оптимизация гранулометрического состава крупного заполнителя дорожного бетона / Аль-Васаби Набиль Абдулла, А.А. Шишкин // Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Вып. 13 - Дн-ск.: ПГАСА, 2000 с. 67-71.

4. Совершенствование ухода за дорожным цементобетоном в климатических условиях Йемена / Аль-Васаби Набиль Абдулла // Строительство: Сб. научн. тр. ДИИТа. - Вып. 8. - Днепропетровск, 2000. - с. 131-133.

5. Инженерный метод оценки гигрометрического состояния бетонных элементов / Аль-Васаби Набиль Абдулла // Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Вып. 15 - Дн-ск.: ПГАСА, 2001 с. 72-80.

6. Изменение свойств бетонов под действием повышенных температур / А.А. Шишкин, Аль-Васаби Набиль Абдулла // Міжвідомчій науково-технічний збірник “Будівельні конструкції”. Вип. 54 - Київ: НДІБК, 2001, с. 777-781. (Визначено зміну властивостей бетонів під дією підвищених температур)