Спеціальні властивості бетонів, модифікованих сіркою

Економічний ефект отриманий у результаті скорочення термінів ремонтних робіт у 2 рази та зниження їх собівартості на 25% у порівнянні з проектом, що передбачав підсилення фундаментів звичайним цементним бетоном склав 29807грн.

Досвід виготовлення і застосування бетону, модифікованого сіркою дозволив розробити “Методичні рекомендації з технології виготовлення, методів випробувань і застосування композицій та бетонів, модифікованих сіркою, з підвищеними діелектричними характеристиками“.

 

 

1. Теоретично обґрунтована й експериментально підтверджена можливість одержання ефективних бетонів, модифікованих сіркою електроізоляційного і радіаційно-захисного призначення.

2. Показано, що просочення висушеного до постійної маси цементного бетону розплавом сірки, що характеризується високим питомим електричним опором, дозволяє стабілізувати електроізоляційні властивості бетонних виробів у процесі їхньої експлуатації.

3. Показано, що використання сірки в якості термопластичного в’яжучого мінеральних матеріалів дозволяє одержати ефективні композиції як електро-ізоляційного, так і радіаційно-захисного призначення, що вигідно відрізняються від композицій аналогічного призначення на основі звичайного цементу.

4. Експериментально встановлений механізм дії хімічної добавки дициклопентадієну, що модифікує сірку і тонкодисперсних мінеральних наповнювачів на закономірності зміни електроізоляційних, теплофізичних і радіаційно-захисних характеристик бетонів при зміні вологості і температури експлуатаційного середовища.

5. Показано, що модифікування сірки добавками приводить до збільшення електричного опору, зниження електропроникності і підвищення ефекту, що послаблює  – випромінювання.

6. Отримані прямими вимірами теплофізичні характеристики і температурні деформації при впливі позитивних температур дали можливість оцінити радіаційно-захисні властивості сірчаних мастик і бетонів, зокрема коефіцієнт ослаблення -випромінювання і допустиму темпера-туру розігріву матеріалів під його впливом. Це дозволяє рекомендувати ці матеріали для виготов-лення огороджуючих конструкцій могильників, бункерів і сховищ радіаційних відходів, актив-ність яких складає від 1013 до 1015 Бк. Кількість таких відходів, що утворюються на атомних елек-тростанціях від одного реактора типу ВВЕР-1000, складає близько 99% від загального об’єму.

7. Науково обґрунтований підхід до дослідження процесів модифікування сірки і композицій на її основі дозволив розробити ефективні рецептури складів і впровадити їх у дослідному будівництві у виді монолітних залізобетонних обойм при капітальному ремонті фундаментів під портали ВРП 35-220 кВт “Роздол” і електророзподільних щитів при реконструкції цеху деревообробки промбази Львів-ського проектно-промислового будівельного об’єднання “Електрон” (сел. Рясне).

Економічний ефект в умовах ТзОВ “Розділспецбуд” склав 29807 грн.

8. На основі дослідного впровадження електроізоляційного бетону розроблені “Методичні рекомендації з технології виготовлення, методів випробувань і застосування композицій та бетонів, модифікованих сіркою, з підвищеними діелектричними характеристиками”.

9. Потенційна техніко-економічна ефективність від застосування бетонів, модифікованих сіркою знаходиться в сфері зниження собівартості виготовлення бетонів і бетонних виробів за рахунок використання як компонентів техногенних відходів сірчаної, скляної і металообробної промисловості, підвищення електроізоляційних і радіаційно-захисних характеристик виробів і конструкцій, призначених для енергетичного, атомного, транспортного і промислового будівництва.

 

 

1. Жук М. М. До питання дослідження поглинання радіоактивного -випромінювання сірковмісними композиційними матеріалами //Збірник наук. праць Рівненського державного технічного університету. Випуск 5. – Рівне, 2000, – С. 60-65.

2. Орловский Ю. И., Гордиенко В. П., Жук Н. Н. Радиационно-химическое модифицирование серы и стабилизация ее надмолекулярной структуры //Збірник наук. праць: ”Композиційні матеріали для будівництва”. Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Випуск 2000-2 (22). – Макіївка, 2000. – С. 86-88.

3. Орловський Ю. І., Лівша Р. Я., Жук М. М. Паропроникність і теплопровідність бетонів, просочених сіркою //Збірник наук. праць: ”Автомобільні дороги і дорожнє будівництво”. Вісник Національного транспортного університету № 57. – Київ, 1999. – С. 127-132.

4. Орловський Ю. І., Брайченко С. П., Жук М. М. Діелектричні властивості сірчаних мастик і бетонів //Збірник наук. праць: ”Композиційні матеріали для будівництва”. Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Випуск 1999-2 (16). – Макіївка, 1999. – С. 85-88.

5. Орловський Ю. І., Жук М. М. Діелектричні властивості цементних бетонів, модифікованих сіркою //Збірник наук. праць: ”Теорія і практика будівництва”. Вісник Національного університету “Львівська політехніка”, 1998. – С. 158-167.

6. Жук М. М., Орловський Ю. І., Шналь Т. М. Бетон для захисту від випромінювань //Деклараційний патент на винахід № 44603 А від 12. 06. 2001 р.

7. Жук М. М., Орловський Ю. І. Сірчаний бетон //Дата подання заявки на винахід № 2001107029 від 16. 10. 2001 р.

8. Жук М. М. Спеціальні властивості бетонів, модифікованих сіркою і галузі їх функціонального використання //Збірник матеріалів VI Міжнародної конференції: “Актуальні проблеми будівництва та інженерії довкілля”. Частина I. – Львів: Вид-во НУ ”Львівська політехніка”, 2001. – С. 489-494.

9. Орловский Ю. И., Жук Н. Н. Исследование свойств серных бетонов, предназначенных для защиты от - и нейтронного излучений //Сборник материалов XXXI всероссийской научно-технической конференции: “Актуальные проблемы современного строительства”. Часть I. – Пенза: Пензенская государственная архитектурно-строительная академия, 2001. – С. 59-60.

10. Жук М. М., Брайченко С. П. Діелектричні властивості цементних бетонів, модифіко-ваних сіркою //Збірник наук. праць Жешувської політехніки: “Budownictwo i inzineria srodowiska” (Будівництво і інженерія довкілля) № 32. – Жешув: Жешувська політехніка, 2000. – С. 607-614.

11. Орловський Ю. І., Жук М. М. Dispersion-reinfored Polymersulphur Concrete (Дисперсно-армований полімерсірчаний бетон). //Матеріали міжнародної конференції: ”Concrete and Concrete Struktures” (Бетони і бетонні конструкції). – Жиліна, Словаччина, 1999. – С. 67-72 (на англ. мові).

12. Методичні рекомендації з технології виготовлення, методів випробувань і застосування композицій та бетонів, модифікованих сіркою, з підвищеними діелектричними характеристиками. – Львів: Вид-во НУ “Львівська політехніка”, 2001. -24с.

Особистий внесок автора в цих публікаціях. Всі основні результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно. У публікаціях автором виконано: експериментальні дослідження фізико-механічних характеристик [2, 6, 9, 11], діелектричних характеристик[5, 7, 10, ], електрофізичних властивостей [4, 12], обчислені коефіцієнти паропроникності і теплопровідності [3], вивчено питання модифікування сірки [8].

 

 

Жук Н. Н. “Специальные свойства бетонов, модифицированных серой” – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности – 05. 23. 05 “Строительные материалы и изделия”. – Одесская государственная академия строительства и архитектуры, Одесса, 2002.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения эффективных бетонов, модифицированных серой электроизоляционного и радиационно-защитного назначения.

Показано, что пропитка высушенного до постоянной массы цементного бетона расплавом серы, характеризующейся высоким удельным электрическим сопротивлением, позволяет стабилизировать электроизоляционные свойства бетонных изделий в процессе их эксплуатации.

Показано, что использование серы в качестве термопластического связующего минеральных материалов, позволяет получить эффективные композиции как электроизоля-ционного, так и радиационно-защитного назначения выгодно отличающихся от композиции аналогичного назначения на основе обычного цемента.

Экспериментально установлен механизм действия модифицирующей серу химической добавки дициклопентадиена и тонкодисперстных минеральных наполнителей на закономерности изменения электроизоляционных, теплофизи-ческих и радиационно-защитных характеристик бетонов при изменении влажности и температуры эксплуатационной среды. Показано, что модифицирование серы добавками приводит к увеличению электрического сопротивления, снижению электропроницаемости и повышению ослабляющего эффекта -излучения композиции на её основе.

Полученные прямыми измерениями теплофизические характеристики и температурные деформации при воздействии положительных температур дали возможность оценить радиационно-защитные свойства серных мастик и бетонов, в частности коэффициент ослабления -излучения и допустимую температуру разогрева материалов под его воздействием. Это позволяет рекомендовать эти материалы для изготовления ограждающих конструкций могильников, бункеров и хранилищ радиационных отходов, активность которых составляет от 1013 до 1015 Бк. Количество таких отходов, образующихся на атомных электростанциях от одного реактора типа ВВЭР – 1000, составляет около 99% от общего объёма.

Научно обоснованный подход к исследованию процессов модифицирования серы и композиций на её основе позволил разработать эффективные рецептуры сос-тавов и внедрить их в опытном строительстве в виде монолитных железобетонных обойм при капитальном ремонте фундаментов под порталы ВРП 35-220 кВт “Роздол” и электрораспределительных щитов при реконструкции цеха деревооб-работки промбазы Львовского проектно-промышленного строительного обьедине-ния “Электрон” (пос. Ряснэ).

Экономический эффект в условиях ООО “Роздолспецстрой” составил 29807 грн.

На основе опытного внедрения электроизоляционного бетона разработаны “Методичні рекомендації з технології виготовлення, методів випробувань і застосування композицій та бетонів, модифікованих сіркою, з підвищеними діелектричними характеристиками”.

Потенциальная технико-экономическая эффективность от применения бетонов, модифицированных серой находится в сфере снижения себестоимости изготовления бетонов и бетонных изделий за счет использования в качестве компонентов техногенных отходов серной, стекольной и металлообрабатывающей промышленности, повышения электроизоляционных и радиационно-защитных характеристик изделий и конструкций, предназначенных для энергетического, атомного, транспортного и промышленного строительства.

Ключевые слова: цементный бетон, пропитанный серой, серные мастики и бетоны, электрическое сопротивление, диэлектрические характеристики, ослабление  – излучения, теплофизические свойства, технология.

 

 

Жук М. М. “Спеціальні властивості бетонів, модифікованих сіркою” – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 23. 05 “Будівельні матеріали та вироби”. – Одеська державна академія будівництва і архітектури, Одеса, 2002.

Дисертація містить експериментально-теоретичні дослідження електроізоляційних, теплофізичних і радіаційно-захисних властивостей цементних бетонів, просочених розплавом сірки і сірчаних бетонів з використанням немодифікованої і модифікованої сірки. Використання сірки в якості термопластичного в’яжучого і як речовини для просочування дозволяє отримати електроізоляційні і радіаційно-захисні бетони з високими експлуатаційними характеристиками. Встановлені основні фізико-механічні, теплофізичні, електричні і радіаційно-захисні властивості для розроблених складів бетонів.

Розроблені рекомендації з технології виготовлення, методів досліджень і застосування композицій та бетонів, модифікованих сіркою, з підвищеними діелектричними характеристиками. Визначені потенціальні галузі використання і техніко-економічна ефективність розроблених складів бетонів.

Kлючові слова: цементний бетон, просочений сіркою, сірчані мастики і бетони, електричний опір, діелектричні характеристики, послаблення  – випромінювання, теплофізичні властивості, технологія.

 

 

Zhuk N. N. “Special properties of the sulphur modified concrete” – Manuscript.

The dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in Speciality. – 05. 23. 05 “Building materials and products”. – Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture of the Ministry of Education of Ukraine, Odessa, 2002

The dissertation presents experimental and theoretical research of electrical insulating, thermophysical and radiation protective properties of the cement concrete, impregnated by the sulphur melt and sulphur concrete with the use of non-modified and modified sulphur. The usage of sulphur as a means of the impregnating substance and the thermoplastic binder allows to obtain the electrical insulating and radiation protective concrete with high operating characteristics. Main physical-mechanical, thermophysical, electrical and radiation protective properties of worked out compounds have been determined.

Recommendations on the technology of producing, research and application methods of compositions and sulphur-modified concrete, with increased dielectric characteristics, have been worked out. Potential spheres of usage and technical-economical effectiveness of the worked out concrete compounds have been determined.

Key words: cement concrete, sulphur impregnated, sulphur mastic and concrete, electrical resistance, dielectric characteristics, reduction of -radiation, thermophysical properties, technology.