Розробка наукового підходу до проектування модифікованих бетонів, що поєднує теоретичні основи модифікування цементних систем і багатофакторне моделювання для пошуку поліфункціональних добавок, що забезпечують задані властивості й довговічність бетону.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукНа основі аналізу великої кількості моделей встановлені загальні тенденції i виявлені особливості впливу комплексних добавок (що включають суперпластифікатори, прискорювачі, стабілізатори тощо) на технологічні та експлуатаційні властивості бетону. Показана можливість досягнення гарантованих властивостей бетону при оптимізації складу добавок не тільки за середніми оцінками властивостей, але і за ймовірносними показниками, які характеризують розподіл властивостей. Отримані в ході цих робіт результати зявилися підставою для впровадження нових добавок, а також ефективних матеріалів на їхній основі: бетонів зниженої материалоємністі для заводської технології та монолітного будівництва, ремонтних розчинів, сталефібробетона, шлаковміщуючого цементу, що швидко твердіє. Сформулированы методические принципы и предложены компьютерные способы поиска добавок по экспериментально-статистическим моделям (ЭС-моделям), позволяющие находить рациональные решения на этапе проектирования модифицированных бетонов. Выявлены и количественно описаны ЭС-моделями эффекты взаимоусиления добавок в составе комплексов, исследованы условия синергизма в смесях микрокремнеземов.Метою досліджень є розробка і впровадження в практику проектування модифікованих бетонів ефективного наукового підходу, що реалізує теоретичні основи модифікування цементних систем разом із багатофакторним моделюванням для пошуку і обґрунтування поліфункціональних добавок, що забезпечують комплекс заданих властивостей бетону. · здійснити впровадження розроблених методів у практику дослідження добавок і практичних рекомендацій по застосуванню модифікаторів бетону. · сформульовані методичні принципи та розроблені способи, що дозволяють із використанням багатофакторних статистичних моделей знаходити раціональні рішення по модифікуванню бетону добавками в умовах зміни факторів його складу, технології й експлуатації; Аналіз отриманих за оптимальними планами експерименту ЕСМ дозволяє виявити області факторного простору, у яких досліджувана добавка забезпечує задані показники властивостей Yi, найбільш ефективна по одному або групі параметрів, а також за відносними показниками - прирістами властивостей стосовно еталонних бетонів (без добавок) зі змінюваним складом к {Д} = Y{Д}: Уэт і бетонів з еталонною добавкою при зміні ії концентрації ч = Y{Ді}/ Y{Дэ}. Запропоновані принципи, способи і критерії реалізовані в основних задачах модифікування (регулювання властивостями сумішей, забезпечення технічних показників, підвищення однорідності бетону в конструкціях і його довговічності в умовах експлуатаційного середовища, ресурсозбереження) при дослідженні ряду добавок, але в першу чергу ПАР, які на різних етапах дослідження сполучалися з модифікаторами інших типів залежно від постановок технологічних завдань.Запропоновано й реалізовано у науково-дослідній практиці ефективний науковий підхід до проблеми раціонального модифікування бетонів, у якому знання загальних закономірностей структуроутворення й процесів модифікації цементних систем доповнюється багатофакторним моделюванням складів, режимів одержання й експлуатації бетону для пошуку й кількісного обґрунтування добавок, що забезпечують заданий комплекс технологічних й експлуатаційних показників. Моделями описані комплексні ефекти добавок, які полягають, зокрема, в суттєвому зниженні ефективної вязкості суміші (система суперпластифікатор електроліт) і підвищенні міцності цементних розчинів (система суперпластифікатор мікрокремнезем). Введення на стадії помелу вяжучого оптимальної комплексної добавки (що складається з лігносульфоната, тіосульфата й роданіда натрію) поліпшує зерновий склад цементу, інтенсифікує процеси гідратації й модифікує структуру цементного каменю, що в комплексі забезпечує в ранній термін твердіння підвищену міцність шлаковміщуючого цементу й бетону на його основі. Експериментальна інформація про розподіл властивостей бетону по висоті стовпчастих елементів дозволила оцінити вплив добавок на три групи узагальнюючих показників, що засновані на аналізі просторового поля як випадкової множини, на аналізі епюри властивостей, на поділі систематичної й випадкової складових поля. При оптимальному керуванні складом комплексного модифікатора (С-3 СНВ) поліпшується розподіл властивостей бетону й параметрів його порової структури (зокрема, довірчий інтервал водопоглинання зменшується в 2 рази), що забезпечило одержання цементно-пісчаної матриці дисперсноармованого бетону з підвищеними експлуатаційними властивостями.