Барабаш Іван Васильович. Бетони на механоактивованих мінеральних в'яжучих

Краткое описание

Барабаш Іван Васильович. Бетони на механоактивованих мінеральних в'яжучих : Дис... д-ра наук: 05.23.05 - 2005.

Барабаш І.В. Бетони на механоактивованих мінеральних в’яжучих. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук із спеціальності 05.23.05 будівельні матеріали і вироби. Одеська державна академія будівництва та архітектури, Одеса, 2005 р.
Захищається рукопис дисертації, основний зміст якої викладено у 51 наукових працях.
В роботі наведені результати теоретичних і експериментальних досліджень технології виготовлення бетонних виробів на механоактивованих мінеральних в’яжучих.
Запропонований механізм активації мінеральних в’яжучих як грубодисперсних систем, який враховує часте зіткнення без руйнування часток дисперсної фази в турбулентних потоках дисперсійного середовища. Визначені умови і режими роботи трибоактиватора, дозволяючи максимально активувати поверхневий шар часток мінерального в’яжучого і наповнювача.
Розглянутий механізм організації миттєвих структур” при механоактивації грубодисперсних висококонцентрованих систем, в яких враховуються міжчасткові взаємодії, виникаючі при зіткненні часток, ліофілізація поверхні часток. Вивчено вплив режимів механоактивації (швидкість обертання ротора, час змішування), виду ПАР, дисперсності і кількості молотого кварцового піску на зміну ефективної в’язкості суспензії на основі вапна і портландцементу. Рекомендовані оптимальні режими механоактивації суспензій
Експериментально підтверджено підвищення степені гідратації механоактивованих цементних композицій. Вивчено вплив режимів механоактивації на зміну степені гідратації, міцностних характеристик цементного каменю, розчинів і бетонів. Рекомендовані оптимальні склади бетонів, дозволяючи підвищити ефективність використання в’яжучих в 1,5...2 рази.
Створений промисловий трибоактиватор для механоактивації композицій на основі мінеральних в’яжучих. Розроблені технологічні схеми виготовлення виробів на механоактивованих в’яжучих, проведено їх промислове впровадження. Досвід експлуатації виробів на основі механоактивованих в’яжучих підтвердив їх техніко-економічну доцільність.

Проведений комплекс експериментально-теоретичних досліджень дозволив підтвердити видвинуту гіпотезу про можливість підвищення хімічної активності в’яжучих в будівельних матеріалах за рахунок використання ідей і методів їх трибохімічної активації. Запропоновано механізм активації мінеральних в’яжучих як грубодисперсних систем, який враховує часте зіткнення без руйнування часток дисперсної фази в турбулентних потоках дисперсійного середовища з послідуючою реалізацією трибоефектів при взаємодії часток в’яжучого з водою замішування.
Запропонований і реалізований механізм організації миттєвих структур” при механоактивації грубодисперсних висококонцентрованих систем, в яких враховуються міжчасткові взаємодії та ефекти, які виникають при зіткненні часток, ліофілізація поверхні часток за рахунок вибивання” іонів і за рахунок появи продуктів нової фази. Визначені умови і режими роботи трибоактиватора, дозволяючи максимально модифікувати площину поверхонь часток дисперсної фази.
Розроблений механізм організації початкової структури механоактивованих грубодисперсних систем з урахуванням орієнтації часток дисперсної фази при їх взаємодії. Експериментально підтверджено підвищення кількості хімічно зв’язаної води в механоактивованих цементних композиціях. Вивчено вплив режимів механоактивації на зміну степеня гідратації цементу.
Вивчено вплив режимів механоактивації на зміну реологічних характеристик композицій на основі мінеральних в’яжучих (цемент, вапно). Показано вплив добавок ПАР, концентрації і величини питомої поверхні молотого кварцового піску на зміну в’язкості суспензій в’яжучого. Рекомендовані оптимальні режими механоактивації в залежності від видів в’яжучого, ПАР і дисперсності молотого кварцового піску (швидкість обертання ротору 2400-3600 об/хв., час активації 90-120 с.).
Експериментально встановлено прискорення процесів формування структури, зміну температури, початкових об’ємних деформацій і зміну структурної міцності механоактивованих цементних композицій.
Аналіз рентгенограм показав, що фазова будова механоактивованого силікатного каменю представлена такими ж новоутвореннями, що і в звичайному силікатному камені, але швидкість структуроутворення збільшується. В механоактивованому силікатному камені утворення низькоосновних CSH і тобермориту виникає за чотири години ізотермічної витримки при Т = 150оС. В немеханоактивованому силікатному камені аналогічні новоутворення виникають після 8-ми годинної ізотермічній витримці при аналогічній температурі.
Проведені комплексні експериментальні дослідження дозволили встановити вплив режимів механохімічної активації на зміну міцностних характеристик цементного каменю, розчинів і бетонів. Рекомендовані оптимальні склади бетонних сумішей на основі портландцементу, вапняно-кремнеземного і вапняно-шлакового в’яжучих, що твердіють в різних умовах з добавками ПАР і молотого кварцового піску, які дозволяють підвищити ефективність використання в’яжучих в 1,5...2 рази.
Експериментально-теоретичні дослідження дозволили розробити устаткування для механоактивації композицій на основі мінеральних в’яжучих. Розроблені технологічні схеми виготовлення виробів на механоактивованих в’яжучих, проведено промислове впровадження результатів досліджень. Досвід експлуатації виробів на основі механоактивованих в’яжучих підтвердив їх техніко-економічну доцільність.