Спеціальні властивості бетонів, модифікованих сіркою

Наукова новизна отриманих результатів. Одержала подальший розвиток технологія бетонів, модифікованих сіркою. Науково обґрунтоване використання сірки для стабілізації електричних властивостей цементних бетонів, висушених до постійної маси. Уперше вивчені діелектричні і радіаційно-захисні характеристики сірчаних мастик і бетонів з використанням модифікованої сірки, встановлені закономірності формування їхніх структур і виявлені причини зниження характеристик у часі. Отримано нові дані про теплофізичні характеристики і коефіцієнти лінійного температурного розширення досліджених бетонів.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблені і запропоновані робочі склади і рекомендації з технології виготовлення електроізоляційних і радіаційно-захисних сірчаних бетонів. Розроблено технологію стабілізації електро-ізоляційних властивостей цементних бетонів шляхом просочення їх розплавом сірки. На основі проведених досліджень розроблені «Методичні рекомендації з технології виготовлення, методів випробувань і застосування композицій та бетонів, модифікованих сіркою, з підвищеними діелектричними характеристиками».

Впровадження результатів досліджень проводилося в період ремонту і реконструкції цеху деревообробки промбази проектно-промислового будівельного об'єднання “Електрон” при виготовленні й електромонтажних роботах електророзподільних щитів із сірчаної мастики і бетону, а також при капітальному ремонті фундаментів під портали ВРП 35-220 кВт “Роздол” монолітним електроізоляційним сірчаним бетоном в об’ємі 124 м3. Економічний ефект в умовах ТзОВ “Розділспецбуд” складає 29807 грн.

Особистий внесок здобувача. Всі основні результати досліджень отримані автором самостійно: аналіз технічної літератури, розробка методик досліджень, проведення експериментів і обробка отриманих результатів. У співавторстві з науковим керівником виконувалася наступна робота: постановка задач дослідження, аналіз і обговорення отриманих результатів і висновків. У співавторстві з колегами розроблені “Методичні рекомендації з технології виготовлення, методів випробувань і застосування композицій та бетонів, модифікованих сіркою, з підвищеними діелектричними характеристиками”. Впровадження результатів досліджень проводилося при особистій участі автора.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на наступних семінарах і конференціях: 38, 39, 40 і 41 міжнародних семінарах по моделюванню й оптимізації композитів, Одеса, 1999, 2000, 2001 і 2002; Міжнародній конференції: “Бетон і бетонні конструкції”. Жиліна, Словаччина, 1999; Міжнародній науковій конференції: “Динаміка цивільних і транспортних конструкцій”, Віхне, Словаччина, 2000; V Міжнародній науковій конференції: “Актуальні проблеми будівництва й інженерії довкілля”, Жешув, Польща, 2000; XXXI Всеросійській науково-технічній конференції: “Актуальні проблеми сучасного будівництва”, Пенза, Росія, 2001; VI Міжнародній науковій конференції: ”Актуальні проблеми будівництва й інженерії довкілля”, Львів, 2001.

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в 14 статтях у наукових журналах і збірниках наукових праць, у тому числі в 5-ти спеціалізованих виданнях, затверджених ВАКом України, у 9-ти тезах і доповідях на семінарах і конференціях і 2-х патентах України.

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, п’яти глав, висновків, списку літератури з 155 найменувань і двох додатків. Загальний обсяг – 242 сторінки, в тому числі 126 сторінок основного тексту, 61 рисунок і 50 таблиць.

 

 

У вступі обгрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі досліджень, наведено основні наукові результати, показано їх практичне значення й області реалізації.

Перший розділ дисертації присвячений критичному аналізу стану питання і обгрунтуванню використання сірки в якості просочуючої речовини та термопластичного в'яжучого для отримання електроізоляційних та радіаційно-захисних бетонів і виробів на їх основі.

Висушений до постійної маси цементний бетон характеризується високими діелектричними властивостями і відноситься до діелектриків (об’ємний електроопір  = 109-1011 Ом•м,  = 6-10, tg  = 0, 05-0, 20). Однак його електроопір є найбільш чуттєвою характеристикою до зміни зовнішніх умов експлуатації й особливо вологості. 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.

Є позитивний досвід використання хімічних добавок (поверхнево-активних речовин, іонообмінних смол, бітумних емульсій) з метою поліпшення діелектричних властивостей цементних бетонів. Однак достатня стабільність цих властивостей у процесі експлуатації бетону не забезпечується

Найбільш ефективними для одержання бетонів з поліпшеними діелектричними властивостями є речовини і методи обробки, що дають можливість направлено створити замкнено-пористу структуру цементного каменю й охоронити весь об’єм бетону від проникнення в нього вологи на завершальних стадіях виготовлення виробів і конструкцій. До таких методів обробки відносяться різні методи просочення бетону, зокрема мономерами з наступним їхнім твердінням і полімеризацією радіаційним чи термокаталітичним способами.

При всій ефективності цих методів просочення, використовувані як просочуюча речовина – мономери, маючи органічну природу, недостатньо довговічні, а складність технології полімеризації і висока вартість перешкоджають їх широкому практичному застосуванню.

У 70-і роки, в Україні (Львівська філія НДІБМ) під керівництвом Ю. І. Орловського разом з НДІЗБ (Москва), були початі роботи з дослідження властивостей і розробки технології цементних бетонів, просочених розплавом сірки і сірчаних бетонів. У результаті проведених досліджень був створений новий напрямок у будівельному матеріалознавстві – розробка на основі сірки і сірчаного в’яжучого нових композиційних матеріалів і, зокрема, полімерсірчаних мастик і бетонів.

Об'єктами 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. Однак загальним для них є використання сірки: у першому випадку як просочувальної речовини, у другому – як в’яжучого мінеральних компонентів бетону. Для досягнення поставленої мети