Анотація до роботи:

Житковський В.В. Вібропресований дрібнозернистий бетон (ВДБ) з використанням відсівів подрібнення граніту. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали і вироби. – Одеська державна академія будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Одеса, 2003.

Дисертація присвячена теоретичному узагальненню і практичному вирішенню задачі розробки технології виготовлення вібропресованого бетону з використанням, у якості основного заповнювача, гранітного відсіву. Вивчено особливості розподілу води у наджорстких сумішах для вібропресування і формування їх водопотреби. Пилуваті частинки, що містяться в гранітному відсіві в кількості до 20% виступають у ролі наповнювача, що підвищує міцність і інші будівельно-технічні властивості вібропресованого бетону внаслідок збільшення середньої густини бетону й інтенсифікації процесів структуроутворення при недостатній кількості води.

Розроблено метод проектування оптимальних складів ВДБ, а також загальний метод проектування складів дрібнозернистих бетонів з урахуванням способу формування виробів.

Дисертація містить теоретичне обгрунтування і практичне вирішення задачі розробки оптимальної технології виготовлення вібропресованих бетонних виробів з використанням як основного заповнювача відсіву подрібнення граніту зі значним вмістом пилуватих частинок, котрі виступають в ролі мінерального наповнювача цементного тіста. Виконані дослідження дають змогу зробити такі висновки:

1. Встановлено, що при певній витраті цементу достатня формувальна міцність вібропресованого бетону та максимальна проектна міцність забезпечується при деякому (В/Ц)_опт, котре залежить від властивостей цементу, водопотреби заповнювача, параметрів ущільнення. Отримане рівняння розподілу води в наджорстких бетонних сумішах (НБС) для вібропресування при (В/Ц)_опт.

Контролювати (В/Ц)_опт доцільно за оптимальним питомим електричним опором ущільненого зразка бетону, котрий характеризує утворення неперервних плівок цементного тіста на зернах заповнювача.

2. У вібропресованому дрібнозернистому бетоні (ВДБ) кількість затисненого повітря знаходиться в межах від 200 до 100 л/м³. Ущільнення при встановлених оптимальних параметрах (амплітуда – 0,5…0,65 мм, тривалість – 15…20 с., привантаження – 0,06…0,1 МПа) дозволяє знизити об’єм повітря у ВДБ до 60…70 л/м³. Міцність при цьому збільшується у 1,5…2,1 рази. При підвищенні інтенсивності силового впливу за рахунок статичного пресування, з підвищенням густини бетону міцність практично не змінюється внаслідок руйнування голчатих зерен відсіву.

3. Водопотреба НБС залежить від коефіцієнта змочування заповнювача (К_зм), а при певній витраті цементу від його модуля ефективності (М_е). Встановлено кореляційну залежність між водопотребою та М_е. Розроблена методика визначення К_зм заповнювача у ВДБ, яка полягає у визначенні оптимального В/Ц наджорсткої суміші з заповнювачем і без нього, при певних параметрах ущільнення.

Водопотреба НБС зростає у всьому діапазоні зростання Ц/В: на такі суміші правило постійності водопотреби, відоме для звичайних бетонів, не розповсюджується внаслідок різкого зростання в’язкості цементного тіста і практично незмінної (мінімальної) товщини його плівок на зернах заповнювача. Отримано математичну модель водопотреби НБС, що враховує Ц/В і особливості заповнювача.

4. В дискретному середовищі, яке являють собою НБС суперпластифікатор і повітрявтягувальні добавки не впливають на консистенцію. Лише під час дії динамічного навантаження, що викликає звільнення частини адсорбційно-зв’язаної цементом води і утворення неперервних плівок, проявляється мастильний ефект макромолекул С-3 і бульбашок повітря втягнутих в суміш добавкою СДО. В результаті введення оптимальної кількості добавки С-3 кількість затисненого повітря до знижується до 30…40 л/м³ (міцність підвищується на 30…34%), добавки СДО – міцність зростає на 17…21%.

5. Збільшення кількості гранітного пилу (наповнювача) у відсіві до 15...18% в середньому підвищує міцність при стиску на 37…48%, міцність на розтяг при згині на 52…60%. Найбільший приріст міцності спостерігається у бетонах з високими значеннями В/Ц, коли цементного тіста недостатньо для заповнення пустот заповнювача.

6. Присутність гранітного пилу у відсіві приводить до збільшення тривалості індукційного періоду (періоду тужавлення та зародження кристалогідратів). Це викликано збільшенням кількості води, яка приймає участь у реакціях за рахунок адсорбованої на поверхні заповнювача, а також розширенням вільного простору між зернами цементу. В присутності гранітного пилу підвищується степінь гідратації портландцементу.

Позитивна дія гранітного наповнювача у ВДБ проявляється на двох рівнях: дисперсні частинки приймають активну участь у кристалоутворенні цементного каменю, а крупні зерна (до 0,315 мм), збільшуючи кількість в’яжучого, сприяють підвищенню щільності бетону. Встановлено оптимальний зерновий склад наповнювача, що забезпечує максимальну міцність при ефективному використанні цементу.

7. Присутність гранітного пилу у відсіві сприяє підвищенню кінетики зниження пористості ВДБ у часі і викликає збільшення частки умовно-замкнених пор. При цьому показник середнього розміру пор (l) знижується в середньому з 2,12 до 2,0, а показник однорідності пор за розміром (a) підвищується з 0,55 до 0,61.

Найбільш впливовими факторами, що підвищують морозостійкість ВДБ, є збільшення середньої густини (в тому числі і за рахунок введення гранітного наповнювача) та реорганізація затисненого повітря за допомогою повітрявтягувальних добавок. Введення С-3 підвищує морозостійкість до 190…200, а комплексу С–3 і СДО – до 220…230 циклів.

8. Розроблено методи проектування складу ВДБ, що дозволяють проектувати бетон з заданою міцністю, враховувати спосіб і параметри ущільнення, а також характеристики заповнювача (зерновий склад, пустотність, питому поверхню) і його вид.

9. Технологія виготовлення вібропресованих стінових блоків і тротуарних плит на гранітному відсіві, а також оптимальні склади бетону впроваджені у виробництво на УКСП “Орія-Вест”, що дозволило підприємству повністю замінити кондиційні заповнювачі гранітним відсівом.

Основні положення дисертаційної роботи викладено в таких публікаціях:

1. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л., Житковский В.В. Вибропрессованый бетон с использованием отсевов камнедробления.// Проблеми науки. – 1998.– №3.– С.53-55. (автором виконані експериментальні дослідження і встановлено ефект позитивної дії гранітного пилу на властивості ВДБ)

2. Дворкін Л.Й., Житковський В.В., Дворкін О.Л. Розрахунок складу дрібнозернистого бетону для дорожніх покрить. //Автошляховик України №3, 2001.–С.43-46. (автором встановлені залежності для розрахунку умовної товщини плівки цементного тіста на зернах заповнювача)

3. Житковський В.В. Прискорення твердіння дрібнозернистого вібропресованого бетону на гранітному відсіві.// Ресурсоекономні матеріали, конструкції будівлі та споруди. Зб. наук. праць. Вип.3.– Рівне: РДТУ, 1999.– С.34-37.

4. Житковский В.В., Скрыпник И.Г. Влияние минерального наполнителя на кинетику твердения мелкозернистого вибропрессованного бетона.// Композиционные строительные материалы. Теория и практика.Сб. науч. тр.– Пенза, 2000.– С. 94-96. (автором проведені дослідження кінетики проходження ультразвукових хвиль крізь вібропресований бетон, що твердіє)

5. Житковский В.В., Скрыпник И.Г. Свойства вибропрессуемых мелкозернистых бетонных смесей на гранитном отсеве.// Современные проблемы строительного материаловедения: Сб. науч. тр. – Белгород: БелГАСА, 2001.–С.25-29. (автором проведені експериметальні дослідження і встановлений кореляційний зв'язок між міцністю та питомою електропровідністю вібропресованої бетонної суміші)

6. Дворкін Л.Й., Житковський В.В. Бруківка з вібропресованого бетону на гранітному відсіві.// Автомобільні дороги і дорожнє будівництво.– вип.69 Київ, 2001.–С.102-107. (автором проведені експериментальні дослідження і встановлено вплив повітрявтягувальних добавок на властивості ВДБ)

7. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л., Житковский В.В. Метод проектирования состава мелкозернистого бетона. // Создание и применение высокоэффективных наукоемких ресурсосберегающих технологий, машин и комплексов: Сб. науч. тр.– Могилев: МГТУ, 2001.– С.284-285. (автором експериментально отримані рівняння регресії використані для розрахунку дрібнозернистих бетонів ущільнених вібропресуванням)

8. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л., Житковский В.В. Элементы теории проектирования составов бетона.// Будівельні конструкції. Н-т збірник, вип. 56.– К.:2002.– С.70-81. (автором проведений теоретичний аналіз умов і меж справедливості правила постійності водопотреби)

9. Житковський В.В. Структура порового простору і властивості вібропресованого дрібнозернистого бетону на гранітному відсіві.// Структура свойства и состав бетона: Сб. науч. тр. – Ровно, 2002.– С.93-96.

10. Дворкін О.Л., Житковський В.В., Доманський Г.В. Гранітні відсіви – заповнювач для вібропресованого бетону.// Ресурсоекономні матеріали, конструкції будівлі та споруди. Зб. наук. праць. Вип.2.– Рівне: РДТУ, 1999.– С. 19-24. (автором розроблена методика проектування складу ВДБ на гранітному відсіві).

11. Дворкін Л.Й., Житковський В.В. Особливості підрахунку складу вібропресованого дрібнозернистого бетону на гранітному відсіві.// Вісник РДТУ: Зб. наук. праць. Вип. 5(7).– Рівне, 2000.– С. 141-148. (автором експериментально отримані регресійні залежності і математичні моделі, що дозволяють проектувати склад ВДБ з гранітним наповнювачем).

12. Дворкін Л.Й., Житковський В.В. Оптимізація параметрів ущільнення вібропресованого дрібнозернистого бетону з використанням гранітного відсіву.// Ресурсоекономні матеріали, конструкції будівлі та споруди. Зб. наук. праць. Вип.5.– Рівне: РДТУ, 2000.– С. 52-59. (автором проведені дослідження, отримані математичні моделі властивостей ВДБ і визначені оптимальні параметри ущільнення).

13. Житковський В.В. Вплив зернового складу заповнювача на властивості вібропресованого дрібнозернистого бетону.// Ресурсоекономні матеріали, будівлі і споруди. Вип.6. – Рівне, 2001.– С. 15-20.

14. Дворкін Л.Й., Житковський В.В. Особливості структуроутворення вібропресованого бетону з гранітним мікронаповнювачем.// Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво. Вип.26.– Рівне, 2001.– С.200-209. (автором виконані експериментальні дослідження впливу дисперсності гранітного наповнювача на властивості ВДБ та кінетики електропровідності бетону, що твердіє)

15. Дворкін Л.Й., Житковський В.В.Водопотреба сипких бетонних сумішей.// Вісник УДУВГП. Вип. 3 (16) – Рівне, 2002.– С. 149-157. (автором проведене аналітичне дослідження особливостей розподілу води в бетонних сумішах для вібропресування, запропонована методика визначення коефіцієнта змочування заповнювачів).