Експериментально-теоретичні дослідження електроізоляційних, теплофізичних і радіаційно-захисних властивостей цементних бетонів. Використання сірки в якості термопластичного в’яжучого. Основні технічні властивості для розроблених складів бетонів.
Аннотация к работе
УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ І ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ ІНСТИТУТ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ВИРОБІВ “НДІБМВ”Роботу виконано в Українському науково-дослідному і проектно-конструкторському інституті будівельних матеріалів та виробів “НДІБМВ” Української державної корпорації промисловості будівельних матеріалів. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Орловський Юрій Ігорович, Національний університет “Львівська політехніка”, кафедра автомобільних шляхів, професор Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Сердюк Василь Романович, Вінницький державний технічний університет, завідувач кафедри менеджмент організацій; доктор технічних наук Федоркін Сергій Іванович, Кримська академія природоохоронного і курортного будівництва, завідувач кафедри технології будівельних матеріалів і конструкцій. Захист відбудеться 13.06.2002 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.085.01 при Одеській державній академії будівництва і архітектури за адресою: 65029 м.Не менш важливі задачі висуває сучасна енергетика перед енергетичним будівництвом і електрифікованим транспортом, що вимагають зростаючих обсягів матеріалів і конструкцій, здатних сприймати електричні впливи в результаті функціонування рейкового, трубопровідного транспорту, гідротехнічних систем і систем комунального господарства, підприємств, що споживають електроенергію в технологічних цілях. В останні роки сторіччя, що пішло, в Україні в матеріалознавстві розробляється новий напрямок - модифікування бетонів сіркою, в основі якого лежать дві технології - використання сірки в якості термопластичного вяжучого і речовини для просочення пористих матеріалів з метою підвищення фізико-механічних характеристик і довговічності. Розробити оптимальні склади сірчаних мастик і бетонів з підвищеними електроізоляційними і радіаційнозахисними характеристиками. Вивчити електроопір і діелектричні властивості цементних бетонів, просочених розплавом сірки і бетонів на сірчаному вяжучому. Вивчити основні теплофізичні властивості і коефіцієнти лінійного температурного розширення бетонів при підвищених температурах.У вступі обгрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі досліджень, наведено основні наукові результати, показано їх практичне значення й області реалізації.Висушений до постійної маси цементний бетон характеризується високими діелектричними властивостями і відноситься до діелектриків (обємний електроопір r = 109-1011 Ом·м, e = 6-10, tg d = 0,05-0,20). При зволоженні сухого бетону його електричний опір може змінюватися на кілька порядків і переводить його спочатку в напівпровідника, а при подальшому зволоженні діелектричні властивості такого бетону можуть цілком зникнути. Однак достатня стабільність цих властивостей у процесі експлуатації бетону не забезпечується Обєктами дослідження даної дисертації є два види бетонів: цементний бетон, просочений розплавом сірки і сірчаний бетон, що принципово відрізняються технологією виготовлення, властивостями, структурою й областями практичного застосування. Кольматація капілярно-пористої структури цементного бетону сіркою, що за своїми властивостями відноситься до діелектриків, повинна привести до підвищення не тільки фізико-механічних, але і діелектричних властивостей цементобетонних виробів при значному підвищенні їхньої водонепроникності і зниженні водопоглинання, що забезпечить стабільність цих властивостей в умовах експлуатації виробів.Перевірка стабільності електроопору і діелектричних характеристик, просочених сіркою зразків протягом 200 діб в різних температурно-вологісних умовах показала наступне: - при випробуванні зразків у нормальних умовах (j = 40-60 %, Т = 20 ± 5 °С) не було зафіксовано збільшення вологості бетону, завдяки чому електричні властивості залишилися практично без змін; Оскільки при збільшенні віку бетону з моменту його виготовлення до моменту просочення розплавом сірки в структурі підвищується кількість хімічно звязаної води, що видаляється тільки при прожарюванні бетону, сушіння і просочування цементного бетону варто робити в “молодому” віці при максимальній кількості вільної води, що видаляється при “шкодуючих” структуру бетону температурах (не вище 120 °С). Розрахунок електроопору цементного бетону в залежності від вологості можна робити за залежністю, що встановлена для бетону, просоченого петролатумом з відповідною зміною коефіцієнта структури (А) і показника (n), що відображає зниження електропровідності з ростом вологості (W) у рівнянні на основі матричної моделі, запропонованої В.І. Порівняльний аналіз піщаного бетону, просоченого петролатумом, як найбільш ефективного технологічного рішення, з аналогічним бетоном, просоченим сіркою (табл.1) показав, що просочення сіркою не тільки не знижує електричні властивості попередньо висушеного бетону, але і, у випадку просочення модифікованою сіркою, підвищує на порядок електроопір і знижує діелектричну проникність бетону.