реферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук Дн
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Придніпровська державна академія будівництва та архітектури
Шишкін Олександр Олексійович
УДК 691.32
СПЕЦІАЛЬНІ БЕТОНИ
ДЛЯ ПІДСИЛЕННЯ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ, ЯКІ
ЕКСПЛУАТУЮТЬСЯ В УМОВАХ ДІЇ АГРЕСИВНИХ СЕРЕДОВИЩ
05.23.05 - Будівельні матеріали і вироби
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора технічних наук
Дніпропетровськ - 2003
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Криворізькому технічному університеті Міністерства освіти і науки України.
Офіційні опоненти:
- доктор технічних наук, професор Чернявський В’ячеслав Леонідович, Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри фізико-хімічної механіки і технології будівельних матеріалів і виробів;
- доктор технічних наук, професор Вировой Валерій Миколайович, Одеська державна академія будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри виробництва будівельних виробів і конструкцій;
- доктор технічних наук, професор Шейніч Леонід Олександрович, Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, професор кафедри технології виробництва бетонних та залізобетонних конструкцій.
Провідна установа:
ВАТ “Дніпропетровський науково-дослідний інститут будівельного виробництва”,
м. Дніпропетровськ
Захист відбудеться “_16_” жовтня_2003 р. о _13__ годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 08.085.01 Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Придніпровської державної академії будівництва та архітектури за адресою: вул. Чернишевського, 24а, м. Дніпропетровськ, 49600.
Автореферат розісланий 3 вересня 2003 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради, Баташева К.В.
1
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Забезпечення цілості будинків і споруд протягом заданого часу експлуатації, збільшення міжремонтного терміну експлуатації будівельних конструкцій є одним із головних факторів підвищення рівня використання основних фондів підприємств. Проблема забезпечення довговічності будівельних конструкцій, зокрема гірничо-металургійного комплексу, з одного боку, пов'язана зі значним терміном експлуатації будинків і споруд, з іншої сторони зі значними викидами в атмосферу підприємств агресивних речовин. Витрати на відновлення й посилення зношених будівельних конструкцій складають значну частину витрат підприємств чорної металургії. З метою зберігання системи виробництва, у першу чергу в чорній металургії, при посиленні будівельних конструкцій необхідно застосування нових корозійностійких матеріалів.
Актуальність теми. Сучасні методи посилення будівельних конструкцій, як металевих, так бетонних і залізобетонних, припускають або введення додаткових елементів, або збільшення розмірів існуючих. Практично в усіх випадках елементи посилення бетонних і залізобетонних конструкцій виконуються з бетону, що повинний мати визначені експлуатаційні властивості, що забезпечують його довговічність і спроможність сприймати навантаження без руйнації. Крім цього, при посиленні будівельних конструкцій повинна забезпечуватися спільна робота елементів посилення з елементами будівельних конструкцій. Тому бетони, призначені для посилення будівельних конструкцій, повинні мати високу міцність зчеплення з матеріалами конструкцій, яку посилюють, а бетони, призначені для посилення будівельних конструкцій, що експлуатуються в умовах дії агресивних середовищ, ще і високу щільність і стійкість до дії цих середовищ. Традиційні ж бетони не мають такий комплекс властивостей.
Отже, проблема одержання бетонів, спеціально призначених для посилення будівельних конструкцій, є актуальною.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконувалася відповідно до регіональної науково-дослідної програми “Кривбас - 2000”(1995-1999 р.), плану науково-дослідних робіт навчально - науково - виробничого комплексу “Будіндустрія” по темах № 79 “Розробка методів захисту залізобетонних каналізаційних труб”(1995 р.), № 81 “Розробка технічних умов на труби залізобетонні з каменелитим вкладишем”(1999 р.), № 1/37 “Розробка методів захисту конструкцій камер теплового опрацювання”(1994 р.), № 1/38 “Розробка складів і технології застосування спеціальних бетонів для виготовлення конструкцій, призначених для роботи в умовах дії агресивних середовищ”(1994 р.) і госпдоговірною тематикою Міністерства промисловості по темах: № 42-297-93 “Оцінка технічного стану будівельних конструкцій ПівнГЗК”(1983-1999 р.), № 1/7 “Дослідження роботи будівельних конструкцій в агресивному середовищі”(1991-1993 р.), № /24 “Розробка складу захисного покриття шламозгущувачів КГЗКОР”(1990 р.). Автор був відповідальним виконавцем зазначених робіт.
2
Мета і задачі дослідження.
Метою досліджень є розробка наукових основ одержання спеціальних бетонів для посилення будівельних конструкцій за рахунок регулювання процесів структуроутворення в'яжучих систем, що досягається введенням у них комплексної поверхнево-активної речовини, що складається з гідрофільної грубодисперсної, заснованої на перехідних хімічних елементах, і діфільної лужної молекулярно-колоїдної поверхнево-активних речовин.
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:
1. Встановити закономірності впливу комплексної поверхнево-активної речовини на процеси структуроутворення гідравлічних в'яжучих речовин у залежності від їхнього виду.
. Визначити роль процесів структуроутворення в'яжучих речовин, що містять комплексну поверхнево-активну речовину, у формуванні експлуатаційних властивостей бетону для посилення будівельних конструкцій.
. Визначити механізм процесів формування контактної зони бетону на в'яжучих, що містять комплексну поверхнево-активну речовину, із матеріалами будівельних конструкцій, які підлягають посиленню.
. Розробити склади в'яжучих і бетонів для посилення будівельних конструкцій.
. Визначити основні технологічні параметри одержання і застосування бетонів на в'яжучих, що містять комплексну поверхнево-активну речовину.
6. Провести випробування розроблених бетонів і встановити ефективність їхнього застосування у виробничих умовах.
Об'єкт дослідження - склади спеціального бетону, що містить комплексну поверхнево-активну речовину, для посилення будівельних конструкцій.
Предмет дослідження - процеси структуроутворення бетону, що містить комплексну поверхнево-активну речовину, для посилення будівельних конструкцій.
Методи дослідження.
1) рентгенофазовий, хімічний, петрографічний, мікроскопічний і диференційно-термічний аналізи - для дослідження процесів гідратації і структуроутворення в'яжучих і бетонів на їхній основі;
- стандартні і спеціальні методи для визначення і дослідження властивостей цементного тіста, бетонної суміші і бетону.
- статистичний аналіз - для обробки результатів експериментів;
Наукова новизна одержаних результатів:
На основі фундаментальних положень колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки дисперсних систем установлені закономірності впливу комплексної поверхнево-активної речовини, що складається з гідрофільної грубодисперсної, заснованої на перехідних хімічних елементах, і діфільної лужної молекулярно-колоїдної поверхнево-активних речовин, на процеси структуроутворення гідравлічних в'яжучих, як на основі портландцементного клінкера, так і шлаколужного в'яжучого;
3
Встановлений механізм дії комплексу “гідрофільна грубодисперсна поверхнево-активна речовина - діфільна лужна молекулярно-колоїдна поверхнево-активна речовина”у в'яжучих системах гідравлічного твердіння, що дозволяє спрямовано управляти змінами структури кристалогідратів, і встановлені закономірності зміни властивостей цих систем;
Розроблений механізм процесів формування контактної зони бетону на в'яжучому, що представляє собою дисперсну систему “гідравлічне в'яжуче - гідрофільна грубодисперсна поверхнево-активна речовина - діфільна лужна молекулярно-колоїдна поверхнево-активна речовина”, із матеріалами будівельних конструкцій, які підлягають посиленню;
Визначені закономірності зміни технологічних, фізико-механічних і експлуатаційних властивостей бетонів на в'яжучих, що містять комплексну поверхнево-активну речовину, у залежності від складу їхніх інгредієнтів і умов твердіння;
Розроблені принципи підготування поверхні конструкції, яку посилюють, засновані на створенні на ній активних центрів шляхом її опрацювання діфільною лужною молекулярно-колоїдною поверхнево-активною речовиною.
Практичне значення одержаних результатів:
- Розроблені склади бетонів, одержуваних у результаті твердіння багатокомпонентних систем, що містять гідравлічне в'яжуче і комплексну поверхнево-активну речовину, для посилення будівельних конструкцій.
- Розроблений метод розрахунків бетонів, одержуваних у результаті твердіння багатокомпонентних систем, що містять гідравлічне в'яжуче і комплексну поверхнево-активну речовину, із заздалегідь заданими властивостями, заснований на проектуванні фізико-механічних властивостей бетонної суміші і бетону.
Дослідно-промислова апробація отриманих результатів:
- зроблена словацькою фірмою STAVEX, у 1992 р. яка виконала вторинний захист шламозгущувачів Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд загальною площею захищеної поверхні 180 м, науково - виробничим підприємством “Шламобет”бетонами зі спеціальних цементів було здійснено захист будівельних конструкцій камер теплової обробки, загальною площею захищених конструкцій 1456 м, цим же підприємством із 1995 року по 1999 рік виготовлено будівельних виробів і випущено “товарного” бетону на спеціальному цементі для виготовлення монолітних конструкцій загальним обсягом 75000 м. Виробничою фірмою “КипАРиС”здійснений захист залізобетонних каналізаційних труб від дії агресивних ґрунтових вод загальним обсягом 500 м захищених конструкцій. Заводом великопанельних конструкцій ВАТ “Криворіжжитлобуд”застосований метод розрахунку складів бетону, що дозволив скоротити витрату цементу на 11%.
4
- розроблені й затверджені технічні умови ТУ У В.2. 6-14. 1-13464244. 003-2003 “Бетони спеціальні для відновлення, захисту і посилення будівельних конструкцій”,
- результати досліджень використовуються в навчальному процесі при підготовці фахівців за спеціальністю 7.092104 “Технологія будівельних конструкцій, виробів і матеріалів”.
Особистий внесок здобувача:
- розроблені теоретичні основи регулювання структуроутворення дисперсних систем, як на основі портландцементного клінкера, так і шлаколужного в'яжучого, шляхом введення в їхній склад комплексної поверхнево-активної речовини, що складається з гідрофільної грубодисперсної, заснованої на перехідних хімічних елементах, і діфільної лужної молекулярно-колоїдної поверхнево-активних речовин;
- розкриті особливості механізму структуроутворення даних систем;
- установлені процеси, що протікають на поверхні контакту даних систем і матеріалу конструкції, яку посилюють;
- виконаний основний обсяг експериментальних досліджень спеціальних бетонів для посилення будівельних конструкцій.
В опублікованих роботах із співавторами здобувачу належать:
- аналіз залежностей міцності бетону від його структури, обґрунтування основних параметрів, що впливають на міцність бетону [16,18];
- встановлені основні структурні характеристики, що впливають на рухомість бетонної суміші [18];
- обґрунтування закономірностей зміни міцності бетону в часі [3];
- обґрунтовані залежності гігрометричних властивостей бетону від його складу [6,17];
- теоретичне обґрунтування процесів активації в'яжучих речовин штучними залозистими цеолітами [15];
- розробка механізму твердіння спеціального цементу на основі портландцементного клінкера та перехідних хімічних елементів [15];
- теоретично обґрунтовано формування властивостей контактної зони між бетоном для посилення та поверхнею будівельних конструкцій [24];
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень розглянуті на Міжнародних і Всеукраїнських конференціях і семінарах: "Проблемы проектирования и технологии выполнения работ при реконструкции действующих предприятий" (Пенза,1991 г.), XXIII Міжнародна конференція в галузі бетону и залізобетону (Волго-Балт,1991 г.), "Актуальные проблемы снижения материалоемкости в строительстве" (Севастополь, 1991 г.), "Проблемы технологии выполнения работ при реконструкции действующих предприятий, зданий и сооружений" (Пенза,1992 г.), " Материалы для строительных конструкций XXI века" (Днепропетровск, 1992 г.), "Материалы для строительства" (Днепропетровск, 1993 г.), Перша Всеукраїнська науково-технічна конференція "Научно-практические проблемы современного железобетона" (Киев, 1996 г.), друга Всеукраїнська науково-технічна конференція “Аварии на зданиях и сооружениях и их предупреждение” (Киев, 1999), “Механіка грунтів і фундаментобудування” (Київ, 2000 р.), “Реконструкція будівель і споруд. Досвід та проблеми” (Київ, 2001 р.), “Сучасні проблеми бетону та його технологій” (Київ, 2002 р.), “Структура, свойства и состав бетона. Вопросы теории бетоноведения и технологической практики” (Рівне, 2002 р.), а також на секції “Будівельні матеріали” науково-технічної ради Держбуду України (Київ, 2003 р.) та інші.
5
Публікації. Основні положення роботи відображені в 6 монографіях, 20 збірниках наукових праць, 8 матеріалах конференцій, 1 патенті України на винахід, 1 методичних указівках. З них у фахових виданнях - 24 роботи.
Структура й обсяг дисертації. Дисертація викладена на 285 сторінках основної частини і складається з вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел із 348 найменувань, 4 додатків і містить 130 рисунків, 43 таблиці.
ЗМІСТ РОБОТИ
У першому розділі наведено аналітичний огляд досліджень із проблеми одержання бетонів, які мають спеціальні властивості, в першу чергу - підвищену корозійну стійкість, підвищену міцність та знижену деформативність.
Значний внесок у розвиток теорії впливу агресивних середовищ на властивості бетону, а також підвищення корозійної стійкості бетону внесли вітчизняні вчені В.І. Бабушкін, Г.Д. Дібров, П.В. Кривенко, В.В. Міхайлов, В.М. Москвін, О.П. Мчедлов-Петросян, С.М. Рояк, Н.А. Попов, В.Л. Чернявський і багато інших, у тому числі і закордонні вчені Д. Калоузек, Р. Лерміт, К. Мензель, Р. Нерст, Т. Пауер, 3. Рейнсдорф, X. Тейлор, Т. Торвальдсон і інші.
Питаннями впливу іонів перехідних хімічних елементів, зокрема заліза, на структуроутворення в'яжучих, та отримання комплексних з'єднань на його основі у складі в'яжучих присвячено роботи Кривенко П.В., Пащенко О.О., Шейніча Л.О., Чехова А.П. та інших.
Питанням впливу структури бетону на його властивості присвячено роботи Соломатова В.І., Вирового В.М. та інших.
Дослідженням впливу технологічних факторів на властивості бетону присвячені капітальні дослідження Ю. М. Бутта, О. В. Волженського, X. С. Воробйова, В. М. Пунагіна, В.Н. Шмігальского.
Установлено, що ремонтні оболонки будівельних конструкцій, виконані з нового (іншого) матеріалу чим матеріал конструкції, яку ремонтують, в процесі своєї роботи під навантаженням, мають подібний напружено-деформований стан, що і матеріал конструкції, яку ремонтують. Тому, для забезпечення надійної спільної роботи ремонтного бетону й будівельної конструкції, яку ремонтують, передбачається, що ремонтний бетон повинен мати міцність вище міцності бетону конструкції, яку ремонтують, а його деформативність повинна бути нижче деформативності бетону цієї конструкції.
6
2. Фемида. В течение 40 дней орган юстиции проверял положения Устава общественного объединения и 25 января 2002 го.html
3. Компрессорные и расширительные машины Методические указания к лабораторным работам
4. An Apple a Day Keeps a Doctor Away
5. Дипломная работа- Как рассчитать налог на доходы физических лиц
6. Русская Правда
7. Виды балансовых изменений
8. Лабораторная работа 1 Хдоходы У расходы на лекарства
9. Совершенствование организации нефтепродуктообеспечения в ТНВ и
10. Экологией - наука о растительном мире - наука о человеке - наука о Земле - наука о животном мире
11. Изучение микробных сообществ при повышенном увлажнении в условиях модельного эксперимента
12. Біла студія створене 1918 року в Києві об~єднало Я
13. Дианетику Л. Рона Хаббарда Дианетика искателям сфабрикованного счастья Эрих Фромм Челов
14. НА ТЕМУ- Революция Мэйдзи
15. реферат диссертации на соискание ученой степени кандидата философских наук Ниж
16. то очень туманного и неопределенного ~ случайной реплики необычной интонации непонятного но все же приятн
17. Шутки и остроты А. С. Пушкин
18. Задачи благотворительности
19. варианта Студенты шифр т
20. Расчёт стоимости объекта недвижимости