Анотація до роботи:

Руденко Д.В. Важкі бетони для відновлення несучої здатності транспортних споруд. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали та вироби. – Донбаська національна академія будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, м. Макіївка, 2007.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення й рішення практичного завдання, що полягає у розробці бетонів підвищеної стійкості на активованій в’яжучій речовині для ремонту і відновлення штучних транспортних споруд, що забезпечується використанням хімічно активних компонентів цементної системи.

Встановлено, що одержання бетонів з високими експлуатаційними властивостями для ремонтно-відновлювальних робіт на транспортних спорудах можливо при використанні активованої в’яжучої речовини зі спеціальним органо-мінеральним комплексом поліфункціональної дії, склад якого – оцтова кислота у кількості 0,01...0,05% від маси цементу, елементарна сірка – 0,01...0,03% від маси цементу.

При фізико-хімічній активації цементної системи спрямованим розвитком процесу створюються необхідні умови для утворення матриці – носія майбутніх властивостей необоротної кристалізаційної структури матеріалу. В особливо ранній період гідратації передається енергія для подолання енергетичного бар’єра з утворенням більшого числа коагуляційних контактів. В активованій цементній системі різнорозмірні гідратні елементи упаковуються таким чином, що утворюють кількість контактів на одиницю об’єму на 2...3 порядки більше, ніж у цементній матриці бетону нормального тверднення.

При витримуванні зразків бетону на активованій в’яжучій речовині в сульфатному середовищі зниження міцності при стиску становить 3...6% на відміну від звичайного бетону, міцність якого знижується на 12...23%; коефіцієнт сульфатостійкості К_с перебуває в межах 0,91...0,93 залежно від тривалості витримування й марки використовуваного портландцементу. Стабілізація міцності бетону на активованій в’яжучій речовині в часі свідчить про перевагу конструктивних процесів над деструктивними.

Дослідно-промислове впровадження розробленої технології ремонтно-відновлювальних робіт на транспортних спорудах з використанням бетону на активованій в’яжучій речовині здійснено у Концерні «Гідромонтажспецбуд» на аварійній ділянці водоводу Дніпро – Західний Донбас загальною площею 356 м². Сумарний економічний ефект склав більш 40,5 тис. грн.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення й рішення практичного завдання, що полягає у розробці бетонів підвищеної стійкості на активованій в’яжучій речовині для ремонту і відновлення штучних транспортних споруд, що забезпечується використанням хімічно активних компонентів цементної системи.

Основні наукові й практичні результати, отримані в дисертаційній роботі, полягають у наступному.

1. Встановлено, що одержання бетонів з високими експлуатаційними властивостями для ремонтно-відновлювальних робіт на транспортних спорудах можливо при використанні активованої в’яжучої речовини зі спеціальним органо-мінеральним комплексом поліфункціональної дії, склад якого – оцтова кислота у кількості 0,01...0,05% від маси цементу, елементарна сірка – 0,01...0,03% від маси цементу.

2. З метою визначення закономірностей якісного формування мікроструктури досліджена пористість активованої цементної системи. Пористість цементного каменю нормального тверднення характеризується двома основними групами пор - мікропорами з радіусами 30...40Ч10^-8 м і 20...30Ч10^-7 м. Фізико-хімічна активація цементної системи зсовує максимуми убік менших радіусів пор – 30...80Ч10^-9 м, що свідчить про впорядковану структуру цементної системи у порівнянні з еталонним зразком, і створює передумови для формування щільної структури цементної матриці бетону.

3. Встановлено, що при фізико-хімічній активації цементної системи спрямованим розвитком процесу створюються необхідні умови для утворення матриці – носія майбутніх властивостей необоротної кристалізаційної структури матеріалу. В особливо ранній період гідратації передається енергія для подолання енергетичного бар’єра з утворенням більшого числа коагуляційних контактів. В активованій цементній системі різнорозмірні гідратні елементи упаковуються таким чином, що утворюють кількість контактів на одиницю об’єму на 2...3 порядки більше, ніж у цементній матриці бетону нормального тверднення.

4. Встановлено, що при витримуванні зразків бетону на активованій в’яжучій речовині в сульфатному середовищі зниження міцності при стиску становить 3...6% на відміну від звичайного бетону, міцність якого знижується на 12...23%; коефіцієнт сульфатостійкості К_с перебуває в межах 0,91...0,93 залежно від тривалості витримування й марки використовуваного портландцементу. Стабілізація міцності бетону на активованій в’яжучій речовині в часі свідчить про перевагу конструктивних процесів над деструктивними.

5. Розроблена технологія замонолічування залізобетонних елементів транспортних споруд характеризується відносно низькою собівартістю, а також високими якісними показниками. При замонолічуванні стиків торкретбетоном на активованій в’яжучій речовині досягнуто зниження кількості відскоку на вертикальних поверхнях до 6...7%, на стельових поверхнях - до 8...9%; крім того, підтверджена можливість зниження водоцементного відношення до 0,29...0,3, що практично неможливо при звичайних способах торкретування.

6. Запропоновані дві форми визначення критерію ефективності провадження ремонтно-відновлювальних робіт на транспортних спорудах. Перша форма передбачає досягнення максимуму корисного ефекту при даній витраті ресурсів; такий принцип оптимальності названо принципом максимізації ефекту. При другій постановці оптимальність рішення досягається шляхом мінімізації витрат ресурсів з обов’язковою умовою досягнення заданого корисного ефекту (принцип економії ресурсів).

7. Дослідно-промислове впровадження розробленої технології ремонтно-відновлювальних робіт на транспортних спорудах з використанням бетону на активованій в’яжучій речовині здійснено у Концерні «Гідромонтажспецбуд» на аварійній ділянці водоводу Дніпро – Західний Донбас загальною площею 356 м². Сумарний економічний ефект склав більш 40,5 тис. грн.

Публікації автора:

1. Пунагин В.Н., Руденко Д.В. Совершенствование технологии высокопрочных бетонов // Вісник Дніпропетровського національного технічного університету залізничного транспорту. - 2001. – Вип. 9. – С. 26-30 (Запропонований склад органо-мінерального комплексу).

2. Руденко Н.М., Пунагін В.В., Руденко Д.В. Безпрогрівна технологія бетонів спеціального призначення//Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ПДАБА: Дніпропетровськ. - 2003. - № 6. – С. 44-47. (Розроблено технологію роздільного укладання бетонної суміші).

3. Кушвид А.А., Бугаев В.А., Руденко Д.В. Формирование эксплуатационных свойств монолитного бетона//Вісник СНУ ім. В. Даля. – 2004. - № 7(77). – Ч. 2. – С. 98-102. (Встановлені особливості механізму структуроутворення цементної матриці).

4. Руденко Н.Н., Руденко Д.В., Пунагин В.В. Особенности процессов структурообразования активированной цементной матрицы бетона//Вісник Дніпропетровського національного технічного університету залізничного транспорту. - 2004. - № 3. – С. 150-153 (Визначений якісний склад кристалогідратів активованої цементної системи).

5. Пунагин В.В., Руденко Н.Н., Руденко Д.В. Формирование структуры цементной матрицы беспрогревного бетона//Композиційні матеріали для будівництва. – Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. – 2004. - № 1(43). – Т. 2. – С. 58-63 (Визначені параметри фізико-хімічної активації цементної системи).

6. Технология защиты конструкций сооружений специального назначения/Пшинько А.Н., Руденко Н.Н., Пунагин В.В., Руденко Д.В., Пунагина Ю.В., Белошицкая Н.И.//Сборник научных трудов Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры «Строительство, материаловедение, машиностроение». – 2005. – Вып. 35. – Ч. 2. – С. 138-144 (Розроблена технологія ремонту транспортних споруд з використанням бетонних сумішей на активованій в’яжучій речовині).

7. Руденко Н.М, Білошицька Н.І., Руденко Д.В. Фізико-хімічні закономірності структуроутворення бетонів з високими експлуатаційними властивостями//Сборник научных трудов Луганского национального аграрного университета. – 2005. - № 6. – С. 68-75 (Встановлені фізико-хімічні закономірності структуроутворення активованої цементної системи).

8. Особенности физико-химических взаимодействий в активированной цементной матрице бетона/Руденко Н.Н., Пунагин В.В., Белошицкая Н.И., Руденко Д.В., Бугаев В.А.//Композиційні матеріали для будівництва. – Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури. – 2006. - № 5(61). – С. 103-109 (Встановлений механізм хімічної дії органо-мінерального комплексу на клінкерні мінерали).

9. Пшинько А.Н., Руденко Д.В., Пунагина Ю.В. Бетоны с высокими эксплуатационными свойствами для специальных ремонтно-восстановительных работ//Вісник Дніпропетровського національного технічного університету залізничного транспорту. - 2006. – Вип. 11. – С. 189-192 (Розроблено технологічну схему виробництва ремонтно-відновлювальних робіт на транспортних спорудах).

10. Руденко Д.В. Бетони спеціального призначення для відновлення транспортних споруд//Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. – 2007. - № 71(94). – С. 362-366.