Корчагін Павло Олексійович. Шлаколужні бетони для дорожніх основ і покриттів, що споруджуються в умовах радіоактивного забруднення середовища

Короткий опис

Корчагін Павло Олексійович. Шлаколужні бетони для дорожніх основ і покриттів, що споруджуються в умовах радіоактивного забруднення середовища : дис... канд. техн. наук: 05.23.05 / Київський національний ун-т будівництва і архітектури. - К., 2005

05.23.05 - будівельні матеріали та вироби, Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Київ, 2005.
В роботі теоретично обґрунтовані і експериментально доведені методи модифікування шлаколужних в’яжучих шляхом введення до їх складу комплексної мінеральної добавки на основі портландцементного клінкеру і глин різного структурного типу.
Розроблено рецептури і технологію одержання бетонів для дорожніх основ і покриттів з використанням ґрунтів різного типу. Представлено склади бетонів і технологію використаннязабруднених радіонуклідами ґрунтів Зони відчуження Чорнобильської АЕС для одержання дорожніх бетонів на основі модифікованих шлаколужних в'яжучих.
Результати роботи реалізовані у ВАТ „Чернігівбуд” при спорудженні ділянки основи під дорожнє покриття в Зоні відчуження і на Київському міжобласному спецкомбінаті УкрДО „Радон” при іммобілізації низькоактивних РАВ у вигляді ґрунтів.

1. Встановлено особливості структуроутворення в системі «шлаколужне в’яжуча речовина-глина-портландцементний клінкер», які дозволяють використовувати радіоактивно забруднені ґрунти як заповнювачі при будівництві дорожніх основ та покриттів в умовах радіоактивного забруднення середовища за рахунок взаємодії алюмосилікатної складової ґрунтів та шлаколужної в’яжучої речовини, що супроводжується хімічним зв’язуванням радіоактивних елементів у стабільні та нерозчинні цеолітоподібні сполуки типу полуциту Cs2OAl2O34SiO22H2O та стронцієвого шабазиту SrOAl2O34SiO26H2O.
2. Встановлено закономірності процесів структуроутворення шлаколужних в’яжучих в присутності глинистого компонента і портландцементного клінкеру і виявлено, що фізико-механічні характеристики штучного каменю зростають залежно від виду використаних глин в ряду: бентонітова < каолінітова < спонділова за рахунок направленого синтезу змішаних Na-Ca цеолітоподібних гідро алюмосилікатів, які відрізняються підвищеною швидкістю кристалізації і прискорюють нарощування міцності штучного каменю.
3. Кероване формування фазового складу новоутворень дозволяє регулювати властивості мікро- та макроструктури утвореного бетону, яке полягає у виборі складу глинистого і лужного компонентів, що впливають на особливості процесів структуроутворення в системі «шлак-спонділова глина-портландцементний клінкер-карбонат кальцію» у напрямку синтезу сполук подібних індигриніту CaAl2(CO3)4(OH)215H2O та туніситу NaCa2Al4(CO3)4(OH)10, які забезпечують зменшення усадки та підвищення щільності і тріщиностійкості цементного каменю і бетону.
4. Описаними математичними моделями встановлено залежність основних характеристик дрібнозернистих модифікованих шлаколужних бетонів від виду і складу реальних ґрунтів. Визначено, що кількість глинистої складової в розроблених матеріалах до 30-35%, що вноситься з грунтом, не призводить до зниження міцності і погіршення деформативних характеристик модифікованих бетонів.
5. Розроблено і оптимізовано склади бетонів з використанням лесу і суглинку. Встановлено, що такі бетони при зміні співвідношень „в’яжуче-грунт” в межах від 1:2 до 1:4 характеризуються міцністю при стиску 22,8-114,4 МПа, деформацією усадки 0,36-0,74 мм/м, що дозволяє їх використовувати в дорожньому будівництві.
6. Доведено, що за рахунок повторної вібрації бетону, в кінці періоду формування коагуляційної структури, можна підвищити його міцність на 8 10 % (з 47,9 до 52,0 МПа на 28 добу).
7. Розроблені бетони характеризуються високими експлуатаційними характеристиками і довговічністю. Модифіковані шлаколужні бетони, що заформовані в умовах від'ємних і низьких позитивних температурах, здатні інтенсивно тверднути без будь-якого попереднього догляду. Міцність зразків бетону, що тверднули перші 28 діб при -10оС, а далі при +20оС і зразків, що весь час тверднули при +20оС, через 60 - 90 діб практично не відрізнялася. Протягом 4 років спостерігається плавний і зростаючий набір міцності, спадів міцності не зафіксовано. Коефіцієнт їх морозостійкості після 300 циклів поперемінного заморожування і відтавання складає 1,02 - 1,04. Розроблені бетони характеризуються високою корозійною стійкістю проти сульфатно-магнезіальної агресії (Кс=1,02-1,04) і дуже високою стійкістю в ґрунтових сульфатно-натрієвих та гідрокарбонатних кальцієво-натрієвих водах (Кс=1,38-1,45), характерних для Зони відчуження.
8. Розроблені шлаколужні модифіковані в’яжучі і бетони на їх основі впроваджені на Київському спецкомбінаті УкрДО "Радон" і ВАТ "Чернігівбуд". Загальний економічний ефект від їх використання склав 218,5 тис. грн. при об’ємі використання - 6100 м3/рік.