Повышение эффективности модифицированных многокомпонентных строительных композитов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, доктор наук Толстой Александр Дмитриевич

• Толстой Александр Дмитриевич
• доктор наук
• 2020

Оглавление диссертации доктор наук Толстой Александр Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Анализ развития строительного материаловедения

1.2. Классификационные признаки современных композиционных материалов

1.3. Долговечность композиционных материалов и ее прогнозирование

1.4. Концепция самовосстановления композиционных материалов

1.5. Интенсификация процессов структурообразования в твердеющих цементосодержащих системах

1.6. Выводы

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ

2.1. Новая парадигма формирования структуры композиционных материалов

2.2. Теоретические основы процессов энергетического взаимодействия

в твердеющих композициях

2.3. Роль закона подобия в подборе составов и формировании структуры модифицированных композитов

2.4. Долговечность модифицированных строительных композитов и факторы, на нее влияющие

2.5. Выводы

3. РЕГУЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ ПОРОШКОВЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ

3.1. Классификация и особенности проектирования композиционных вяжущих

3.2. Свойства и особенности сырья для композиционных вяжущих

3.3. Энергоэффективность применяемого сырья

3.4. Разработка композиционных вяжущих для строительных

композитов различного назначения

3.5. Выводы

4. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ

4.1. Основные закономерности получения эффективных композитов

для монолитного бетонирования

4.2. Особенности формования конструктивных элементов из модифицированного композита

4.3. Оптимизация мелкозернистого бетона для строительства в районах Индокитая (Камбоджа) на основе модифицированного вяжущего

4.3.1. Особенности структуры и свойств многокомпонентного мелкозернистого бетона

4.3.2. Фибробетон на основе разработанного композиционного вяжущего

4.4. Оптимизация структуры дисперсно-армированного композита

для монолитного строительства в Юго-Восточной Европе (Сербия)

4.5. Выводы

5. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ ДЛЯ СТРИТЕЛЬСТВА УНИКАЛЬНЫХ ЗДАНИЙ, РЕМОНТНЫХ И ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ И ЗАЩИТНЫХ ЦЕЛЕЙ

5.1. Технические требования к ремонтным (монтажным) растворам

5.2. Повышение эффективности монтажных смесей для ремонтных и восстановительных целей

5.3. Ремонтные композиции для восстановления зданий и сооружений в Сирии и Ираке

5.4. Классификация уникальных зданий и бетонов для их строительства

5.5. Оптимизация состава и повышение эффективности композитов для уникальных зданий с техногенным сырьем

5.6. Критериальная зависимость состава и свойств поризованных материалов для защитных целей

5.7. Корректировка технологических параметров получения конструкционно-изоляционного материала

5.8. Выводы

6. САМОВОССТАНОВЛЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

6.1. Эффект самозалечивания дефектов бетона и методы его репродукции

6.1.1. Характеристика сульфидных включений в заполнителе и процессов, протекающих при кристаллизации новообразований

6.1.2. Влияние процессов и продуктов фазообразования на кинетику самовосстановления

6.2. Термодинамические параметры реакций гидратообразования

6.3. Физико-химический анализ новообразований в твердеющих модельных системах

6.4. Оптимизация методических параметров нового способа самовосстановления искусственного камня

6.5. Эффективность и статистическая достоверность полученных результатов

6.6. Выводы

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

7.1. Расчет экономического эффекта от внедрения результатов работы

7.2. Расчет экологического эффекта от внедрения результатов работы

7.3. Расчет изменения материальных затрат с учетом ввода композиционного вяжущего

7.4. Разработка нормативно-технической документации и внедрение результатов исследования

7.5. Общая технологическая схема производства эффективных строительных материалов

7.6. Технические показатели прогрессивности получения и применения модифицированных строительных композитов

7.7. Технико-экономическая оценка потенциальной эффективности мелкозернистых бетонов на сырьевых материалах Ирака

7.8. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А «Рекомендации по изготовлению изделий из

многокомпонентного композита для монолитного строительства»

Приложение Б «Технологический регламент на производство композиционного вяжущего многокомпонентного композита для

монолитного строительства»

Приложение В «Акт апробации в лаборатории ЗАО «Белшпала»

высокопрочного облегчённого мелкозернистого бетона»

Приложение Г «Акт принятия к внедрению результатов исследования и возможности использования высокопрочного бетона с использованием техногенного сырья при изготовлении железобетонных

изделий»

Приложение Д «Акт о выпуске опытной партии железобетонных шпал на основе композиционного вяжущего с порошковым

минеральным модификатором на ЗАО «Белшпала»

Приложение Е «Акт апробации в лаборатории ОАО «Завод ЖБК-1»

высокопрочного облегченного мелкозернистого бетона»

Приложение И «Акт принятия к внедрению результатов исследования и возможности использования высокопрочного бетона с использованием техногенного сырья при изготовлении железобетонных изделий»

Приложение К «Протокол испытаний № 358»

Приложение Л «Приложение 1 к Протоколу испытаний №

Результаты испытаний»

Приложение М «Акт испытаний в лаборатории компании «Аль-Карнас» (Ирак) высокопрочного облегченного мелкозернистого

бетона с компонентами из бетонного лома»

Приложение М' (Переводная версия Акта апробации в лаборатории

компании «Аль-Карнас» (Ирак))

Приложение Н «Акт принятия к внедрению результатов исследования и возможности использования высокопрочного бетона с применением техногенного сырья - бетонного лома при изготовлении железобетонных

изделий»

Приложение Н' Переводная версия Акта принятия к внедрению

результатов исследования компанией «Аль-Карнас» (Ирак)

Приложение П «Протокол (соглашение) о намерениях сотрудничества

с компанией «Аль-Карнас» (Ирак)»

Приложение П' Переводная версия протокола (соглашения) о

намерениях сотрудничества с компанией «Аль-Карнас» (Ирак)

Приложение Р «Протокол о намерении сотрудничества с высшей инженерной школой Северного (Арктического) федерального университета

им. М.В. Ломоносова

Приложение С «Протокол о намерении сотрудничества с Морской

инжененрной службой Тихоокеанского флота»

Приложение Т «Акт о внедрении результатов научной работы «Повышение эффективности модифицированных многокомпонентных

композитов»

Приложение У «Рекомендации на изготовление монолитного

фибробетона для строительства объектов в Камбодже»

Приложение Ф «Справка о внедрении результатов научно-исследовательской работы в учебный процесс»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности модифицированных многокомпонентных строительных композитов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Строительные материалы, модифицированные на основе принципов трансдисциплинарности и полиминеральности состава, олицетворяют новый качественный скачек в современном материаловедении. Благодаря сочетанию высоких прочностных, защитных и экологических свойств, а также технологичности и экономичности за счет применения техногенного сырья, модифицированные строительные материалы являются эффективными композитами во многих отраслях современной стройиндустрии, обеспечивающих оптимизацию системы «человек-материал-среда обитания», т.е. минимальную нагрузку на человека со стороны окружающей среды, благодаря своему защитному действию.

Важным направлением повышения эффективности и оптимизации свойств модифицированных многокомпонентных строительных материалов является применение трансдисциплинарного принципа, сочетающего теоретическое обоснование и техническое решение проблемы создания полиминеральных твердеющих систем с минимальными материальными и энергетическими затратами. Такие системы являются объектом исследования в данной работе, которая посвящена технологическим аспектам производства эффективных строительных материалов, модифицированных порошковыми модификаторами с полимерной добавкой, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками.

Научно обоснованные методы управления структурообразованием в полиминеральных твердеющих системах с порошковыми модификаторами рассматриваются в данной работе, как предмет исследования, отвечающий полному использованию потенциала тонкодисперсных полиминеральных компонентов состава материала, в том числе, из техногенного сырья. Данный предмет исследования соответствует перспективной концепции, объединяющей материаловедческие и конструкторские задачи, не реализуемые при

традиционных подходах создания строительных изделий и конструкций из обычных бетонов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках реализации ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы», уникальный идентификатор проекта КРМЕЕ158317Х0063; Гранда РФФИ: договор 18-29-24113 «Трансдисциплинарность - как теоретическая основа рационального использования техногенного сырья для энергоэффективных технологий производства строительных композитов нового поколения»; при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания, договор №7.872.2017/4.6; Программы стратегического развития: научный проект № А-74/17; Программы стратегического развития: договор № А-39/17 «Создание композитов нового поколения на основе закона сродства структур».

Степень разработанности темы исследования. Изучение свойств и технологии изготовления модифицированных строительных материалов - важное направление современного материаловедения. В известных исследованиях отечественных и зарубежных ученых (Ю.М. Баженов, В.Т. Ерофеев, В.И. Калашников, С.С. Каприелов, П.Г. Комохов, Е.В. Королев, В.С. Лесовик, Ю.В. Пухаренко, С.В. Федосов, Е.М. Чернышов, К.1. Коу1ег и др.) отражена научная и практическая значимость интегрированного подхода к методам изучения процессов структурообразования, важность комплексного применения в составах твердеющих систем новых видов сырья, в том числе, техногенного, проанализирована возможность совершенствования рецептурно-технологических параметров получения бетонов нового поколения. В то же время существует необходимость развития исследований для расширения фундаментального знания и реализации научных положений материаловедения, а также более полного понимания схем и механизмов кристаллизационных процессов при гидратации модифицированных цементосодержащих систем, определения способов управления структурообразованием искусственных каменных строительных материалов.

Основываясь на фундаментальных результатах, актуальным представляется рассмотрение эффекта совместного взаимодействия большого числа полиминеральных компонентов состава материала, полученного из специальных смесей, систематизация закономерностей формирования структуры многокомпонентных композиций, включая стадии этого процесса, и разработку технологических приемов регулирования процесса структурообразования.

Цель работы. Разработка теоретических основ оптимизации эксплуатационных характеристик строительных материалов на принципах модифицирования многокомпонентных твердеющих систем.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1. Анализ и систематизация современных аспектов проблемы, ограничивающей применение строительных материалов, модифицированных многокомпонентными модификаторами, и конструкций на их основе в строительстве. Постановка задачи и выработка методологических основ повышения эффективности и качества модифицированных строительных материалов.

2. Установление взаимосвязи между составом, структурой и свойствами строительного композиционного материала, полученного из многокомпонентной смеси, содержащей энергетически активное сырье, в том числе, техногенное, и закономерностей формирования его структуры. Развитие представлений об усилении взаимодействия между компонентами сырья с подобными техническими и энергетическими характеристиками.

3. Комплексное рассмотрение эволюционного процесса структуро-образования твердого вещества, как следствия функционирования механизма взаимодействия между компонентами твердеющей системы по закону подобия при формировании структуры строительного материала.

4. Разработка теоретических основ модифицирования структуры строительных материалов, полученных на основе композиционного вяжущего с порошковым минеральным модификатором (ПММ), содержащим

гиперпластификатор и тонкодисперсные полиминеральные компоненты, в том числе техногенного происхождения.

5. Систематизация и обоснование гипотезы о самозалечивании структуры строительного материала (бетона), работающего в агрессивной среде, кристаллическими новообразованиями при взаимодействии компонентов состава (вяжущего и заполнителя). Разработка схемы и методики самозалечивания бетонной конструкции под нагрузкой по кристаллизационному механизму взаимодействия.

6. Теоретическое обоснование получения модифицированных мелкозернистых бетонов различного функционального типа (для монолитного строительства, облегченных поризованных бетонов повышенной прочности, для уникальных и сложных конструкций), и их экспериментальное исследование.

7. Обоснование предложений по технологии изготовления (составов и параметров) модифицированных бетонов на основе рассмотренных принципов структурообразования твердеющих систем. Разработка нормативных документов для реализации теоретических и практических результатов исследований. Апробация и внедрение в производство полученных результатов. Выпуск опытно-промышленных партий изделий на основе предложенных строительных композитов.

Научная новизна работы. Даны теоретические представления о начальной фазе процесса структурообразования в многокомпонентных полиминеральных твердеющих системах на композиционных вяжущих. Показано, что гидратационное твердение в модифицированной порошковым минеральным модификатором цементосодержащей системе в начальной стадии формирования структуры протекает в гетерогенной матрице, в которой зарождение и рост кристаллических новообразований обусловлен многоступенчатой гидратационной самоорганизацией структуры, протекающей на различных уровнях твердеющей матрицы в различные временные промежутки. При этом на первом этапе имеет место ускоренный синтез метастабильных новообразований, способных к структурированию твердеющей системы, благодаря подобию свойств

компонентов смеси, что создаёт условия к образованию высокопрочных кристаллогидратов.

Введено понятие «подобия» технических свойств материалов, которое заключается в использовании сырья определенного минерального состава с близкими по значению физико-механическими свойствами (коэффициент температурного изменение объема, деформативные характеристики и др.), физико-химическими (электродный потенциал, знак заряда поверхности и др.) и сопоставимыми энергетическими показателями (свободная энергия, энергия атомизации, энергоплотность и др.). Это обусловливает быстрое формирование и плотнейшую упаковку новообразований искусственного камня при взаимодействии компонентов сырья в модифицированной твердеющей системе.

Показано, что эффективность применения карбонатного (мела), силикатного (песка) и алюминатного (глинистая порода) компонентов сырья в порошковом минеральном модификаторе (ПММ) определяется интегрированием модифицирующих эффектов каждого из них при совместном действии. Это обуславливает выбор материалов с учетом подобия их свойств. При этом оценена эффективность и вклад каждого из тонкодисперсных минеральных компонентов. Наличие в системе различных минеральных тонкодисперсных компонентов способствует гетерогенному фазообразованию в твердеющей системе за счет роста нано-, микро- и макроразмерных новообразований композита с минимальными внутренними напряжениями и объемными деформациями, что значительно снижает микротрещинообразование.

Сформулированы закономерности получения поризованных композитов повышенной прочности путем поризации композиционной смеси без использования традиционных порообразователей. Выявлена возможность поризации композиционной смеси без введения традиционных порообразователей. Газовыделение при перемешивании смеси обусловлено применением порошкового минерального модификатора, в состав которого входит глиноземсодержащий компонент, который, при твердении системы реагирует с выделяющимся при гидратации алита Са(ОН)2 с выделение водорода,

что сопровождается поризацией твердеющей системы. Снижение средней плотности при сохранении прочностных показателей позволило в 1,5-2 раза повысить коэффициент конструктивного качества композита.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена гипотеза самовосстановления структуры композиционного материала при трещинообразовании в процессе эксплуатации строительных объектов за счет кристаллизации новообразований при взаимодействии компонентов вяжущего и заполнителя, возникающих при окислении сульфидов железа и образования трисульфогидроалюмината кальция (ТГСАК). Установлено, что процесс самозалечивания идет по кристаллизационному механизму, аналогичному коррозии 111-го вида (по классификации В.М. Москвина), создающего необходимые условия для эффективного и быстрейшего зарастания образующихся микротрещин. Разработана схема и методика самовосстановления бетонной конструкции под нагрузкой при ее эксплуатации на основе рационального подбора вяжущего и заполнителей.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертационного исследования служили стандартные экспериментальные и вычислительные методы изучения свойств сырья и полученных материалов на его основе. Для изучения структуры материала применяли современные наукоемкие методы анализа: электронную микроскопию, рентгенофазовый, дифференциально-термический, дилатометрический анализ и др.

Теоретическая и практическая значимость работы. Проведенные исследования оптимизации фазовых, структурных и эксплуатационных характеристик строительных материалов, модифицированных минеральными многокомпонентными добавками, создают теоретическую основу для управления процессом структурообразования твердеющих гидратационных систем, способствуют обогащению теории и практики современных технологий строительных материалов. Разработанные теоретические положения позволили создать ряд эффективных конструкционных материалов, предложить рациональная область использования природного и техногенного сырья разных

генетических типов, оптимизировать составы и структуру многокомпонентных композитов для строительства объектов различного назначения с техногенными компонентами, что позволит решить экологические проблемы и расширить сырьевую базу для производства строительных материалов.

Результаты исследований важны для получения современных высокопрочных материалов с пределом прочности при сжатии до 100 МПа. С использованием промышленных отходов разработаны многокомпонентные композиты с удельной прочностью 0,3-0,4 МПа/кг, что в 2-2,5 раза выше, чем у традиционных бетонов, и удельной работой разрушения, отнесенной к расходу цемента, 15 Дж/кг, что на порядок превышает этот показатель для традиционных бетонов.

Подготовлены технологические регламенты на изготовление композиционных вяжущих и эффективных композитов различного назначения, технические условия на продукцию и рекомендации по их применению. Заключены договоры о намерениях сотрудничества с морской инженерной службой Тихоокеанского флота МО РФ, Высшей инженерной школой Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова. Проведена промышленная апробация результатов исследования в лабораториях отечественных и зарубежных предприятий: «ЖБК-1» (г. Белгород), «Белшпала» (г. Белгород), компании «Аль-Карнас» (Ирак) для последующего внедрения. Выпущены опытные партии и проведены испытания свойств разработанных материалов в промышленных предприятиях: ЗАО «Белшпала» (г. Белгород), строительной компании «Аль-Карнас».

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова: для подготовки бакалавров направления 08.03.01 Строительство - при разработке курсов лекций, лабораторных и практических работ по дисциплинам «Материаловедение», «Технологические процессы и оборудование предприятий строительных материалов»; при подготовке научно-исследовательский выпускных квалификационных работ; для

подготовки магистров направления 08.04.01 Инновации и трансферт технологий - при разработке курса лекций и практических занятий по дисциплине «Особенности технологий современных композиционных материалов»; для подготовки аспирантов направления 05.23.05 Строительные материалы и изделия - при подготовке дисциплины «Методические основы научных исследований».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на: 20 Internationale Baustofftagung Concretes and Durability of concrete (Weimar Bundesrepublik Deutschland, 2018); Наука XXI века: материалы III международной научной конференции (Kaрловы Вары, 2017); III International Conference «Industrial Technoioges and Engineering» ICITE, (Shymkent, Kazakhstan, 2016); II-й Республиканской научно-практической конференции «Совершенствование технологии производства бетонов повышенной прочности и долговечности» (Уфа, 1985); Республиканкой научно-технической конференции «Экономия и рациональное использование сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов в строительстве» (Харьков, 1986); Всесоюзной конференции «Ускорение научно-технического прогресса в промышленности строительных материалов и строительной индустрии» (Белгород, 1987); Всесоюзного совещания «Развитие малоэтажного домостроения на основе древесного сырья» (Тюмень, 1989); Международной конференции «Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций» (Белгород, 1995); Международной научно-практической конференции «Качество, безопасность и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века» (Белгород, 2000); II-й региональной научно-практической конференции «Современные проблемы технического, естественнонаучного и гуманитарного знания» (Губкин, 2001); Международной научно-технической конференции «Новые технологии рециклинга отходов производства и потребления» (Минск, 2004); Всероссийской научно-технической интернет-конференции «Современные проблемы экологии и безопасности» (Тула, 2004); Всероссийской научно-практической конференции

«Актуальные проблемы повышения качества обучения и воспитания в системе образования Российской Федерации» (Орел, 2006); Международной научной конференции «Эффективные композиты для архитектурной геоники» (Белгород, 2013); Юбилейной международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию БГТУ им. В.Г. Шухова «Наукоемкие технологии и инновации» (Белгород, 2014); Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию ФГБОУ ВПО «ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова» «Современные строительные материалы, технологии и конструкции» (Грозный, 2015); Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (С.-Петербург, 2015); Международной научно-технической конференции «Энерго- и ресурсосберегающие экологически чистые химико-технологические процессы защиты окружающей среды» (Белгород, 2015); Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в научной и образовательной деятельности» (Смоленск, 2015); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы реновации жилищного фонда города: взаимосвязь экономических, технических и правовых аспектов» (Белгород, 2016); Международной научно-практической конференции «Наукоемкие технологии и инновации» (ХХ11 научные чтения) (Белгород, 2016); Форум «Армия 2017-2019».

Публикации. Основные результаты и положения диссертационных исследований представлены в 136 научных публикациях, в том числе, в 3 учебных пособиях, 25 статьях в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК, 7 статьях в изданиях, индексируемых в базах данных SCOPUS и Web of Stience. Получено 6 авторских свидетельств и патентов на изобретение.

Личный вклад автора. Полученные в диссертационном исследовании результаты являются самостоятельной разработкой автора. При формулировке проблемы, цели и задач исследования автору принадлежит определяющая роль, также как и в планировании и проведении экспериментов, анализе и обобщении полученных результатов. Автору во всех печатных работах, опубликованных в

соавторстве, в равной степени принадлежат сформулированные теоретические положения и результаты экспериментов. Автором сформулированы, обоснованы и реализованы принципы интегрированного подхода к определению рецептур и технологии получения многокомпонентного строительного материала и его модификации, раскрывающие научную новизну работы, а также прикладных разработок, имеющих практическое значение.

Достоверность научных результатов. Достоверность научных результатов подтверждена: методически обоснованным комплексом теоретических и экспериментальных исследований; достаточным объемом и спектром исследований с применением сертифицированного и поверенного научно-исследовательского оборудования; применением стандартных методов исследования, отвечающих требованиям нормативных документов; статистической обработкой результатов с заданной вероятностью и необходимым количеством повторных испытаний; сопоставлением результатов, полученных разными методами, а также их сравнением с результатами, полученными другими авторами; приемлемой сходимостью теоретических и экспериментальных исследований.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы, включающего 409 наименований; изложена на 424 страницах машинописного текста, включающего 92 таблиц, 95 рисунков и фотографий, 16 приложений.

Положения, выносимые на защиту.

1. Теоретические и экспериментальные представления о начальной фазе процесса структурообразования в многокомпонентных полиминеральных твердеющих системах на композиционных вяжущих. Показано, что гидратационное твердение в модифицированной порошковыми минеральными добавками цементосодержащей системе в начальной стадии формирования структуры протекает в гетерогенной матрице, в которой зарождение и рост кристаллических новообразований обусловлен многоступенчатой гидратационной самоорганизацией структуры, протекающей на различных уровнях твердеющей

матрицы в различные временные промежутки. При этом на первом этапе имеет место ускоренный синтез метастабильных новообразований, способных к структурированию твердеющей системы, благодаря подобию свойств компонентов смеси, что создаёт условия к образованию высокопрочных кристаллогидратов.

2. Теоретическое обоснование принципов и методов модифицирования структуры и управления реакциями взаимодействия между элементами гетерогенной системы твердеющего композита с помощью порошкового минерального модификатора с учетом положений закона подобия. Представление показателей соизмеримости элементов структуры, как определяющей функции стабилизации процессов структурообразования.

3. Концепция взаимосвязи физико-механических и энергетических характеристик взаимодействующих веществ сырья и, как следствие, образования твердого состояния с высокими конструкционными свойствами материала.

4. Теоретические основы разработки управляемой технологии модифицирования структуры многокомпонентных твердеющих систем путем физико-химического взаимодействия компонентов сырья с подобными свойствами и экспериментального подтверждения возможности получение строительных материалов различного назначения.

5. Материальные составы и технологические параметры получения комплексной добавки - порошкового минерального модификатора - на основе полиминерального сырья (включая техногенное) для модифицирования структуры и свойств строительных материалов различного назначения (для монолитного строительства, уникальных зданий и сооружений, поризованных материалов повышенной прочности) и экспериментальное подтверждение эффективности и преимуществ ее применения в производстве мелкозернистых бетонов.

6. Анализ исследовательского материала относительно механизма структу-рообразования многокомпонентных цементосодержащих твердеющих систем в рамках трансдисциплинарного подхода и обоснования результатов исследований

и разработок, обеспечивающих оптимизацию фазовых, структурных и эксплуатационных характеристик строительных материалов.

7. Результаты исследований и разработки принципов самовосстановления структуры композиционного материала в процессе эксплуатации строительных объектов посредством кристаллизации новообразований при взаимодействии компонентов состава (вяжущего и заполнителя) за счет окисления сульфидов железа заполнителя и образования трисульфогидроалюмината кальция. Концепция самозалечивания бетона по кристаллизационному механизму, аналогичному коррозии 111-го вида (по классификации В.М. Москвина).

8. Прикладные и инновационные решения по технологии производства композиционных строительных материалов, модифицированных минеральными многокомпонентными модификаторами, а также результаты производственной апробации и внедрения.

Область исследования соответствует требованиям паспорта научной специальности ВАК: 05.23.05 Строительные материалы и изделия, а именно, п. 1. Разработка теоретических основ получения различных строительных материалов с заданным комплексом эксплуатационных свойств; п. 6. Создание теоретических основ получения строительных композитов гидратационного твердения и композиционных вяжущих веществ и бетонов; п. 7. Разработка составов и принципов производства эффективных строительных материалов с использованием местного сырья и отходов промышленности.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Анализ развития строительного материаловедения

Производство строительных материалов всегда было сопряжено с большими энерго- и трудозатратами. Однако, невзирая на них, строительные материалы, как средство обеспечения жизненноважных процессов человеческого общества, постоянно совершенствовались, обеспечивая рост общественных потребностей.

Развитие технологий производства строительных материалов и изделий вскрывает связь между технологией и наукой, и показывает, как под влиянием практических потребностей формируются научные положения и как, затем, наука создает необходимые условия для интенсивного развития технологии производства того или иного материала (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Блок-схема комплексных взаимосвязей материаловедения с научно-техническим прогрессом общества

Одним из древнейших строительных материалов можно считать бетон -искусственно создаваемый камень из минерального или органического сырья. Историки отмечают минимум 5-ти тысячелетний возраст этого материала. Древнейшая Анаутская культура (Туркменистан) явилась исходным центром распространения опыта производства бетонных строений [1]. Преобладающим типом строений здесь были «городища с жилыми стенами» (до 5 м в ширину и до нескольких километров в длину), возведенными из бетона, изготовленного с применением природного камня и раствора («паксы»). В таких стенах жили люди и размещались все бытовые помещения (рисунок 1.2.).

Рисунок 1.2 - Городище Кюзели-сыр с «жилыми стенами» (реконструкция)

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Толстой Александр Дмитриевич, 2020 год

- 160 с.

258. Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества / А.В. Волженский, Ю.С. Буров, В.С. Колокольников. - М. : Стройиздат, 1979. - 476 с.

259. Кузнецова Т.В. Специальные цементы: учеб. пособие / Т.В. Кузнецова и др. - СПб.: Стройиздат, 1997. - 314 с.

260. Виноградов, Б.Н. Влияние заполнителей на свойства бетона / Б.Н. Виноградов. - М.: Высшая школа, 1991. - 271 с.

261. Журавлев, В.Ф. Сцепление цементного камня с различными материалами / В.Ф. Журавлев, Н.П. Штейерт. - Цемент. - 1952. - №5. - С. 17-19.

262. Моисеенко, К.С. Слоистые декоративные бетоны с полимерным защитным слоем повышенной трещиностойкости / Моисеенко К.С., Воронин В.В., Панченко А.И., Соловьев В.Н. // Вестник МГСУ. - 2012. - № 3. - С. 96-99.

263. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны / В.Г. Батраков. - М.: Стройиздат, 1990. - 396 с.

264. Lesovik, V.S. Powder fiber-reinforced concrete based on composite binder / Lesovik V.S., Pukharenko Y.V., Tolstoy A.D., Glagolev E.S., Fedyuk R.S., Ahmed Anees Al-Ani (Iraq). - 20. Internationale Baustofftagung. 2 Concretes and Durability of concrete. P 2.18. 12-14 September, 2018. Weimar Bundesrepublik Deutschland.

265. Евдокимов, Н.И. Технология монолитного бетона и железобетона / Н.И. Евдокимов, А.Ф. Мацкевич, B.C. Сытник. - М.: Стройиздат, 1980. - 335 с.

266. Молодых, С.А. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона / С.А. Молодых, Е.А. Митина, В.Т. Ерофеев и др. - М.: Изд-во ассоциации строительных вузов, 2005. - 192 с.

267. Афанасьев, A.A. Интенсификация работ при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона / A.A. Афанасьев. - М.: Стройиздат, 1990. - 376 с.

268. Монолит - технология XXI века / Жилищное строительство. - 2002. -№ 5. - С. 29-30.

269. Плотников, Н. М. Совершенствование технологии монолитного строительства / Н. М. Плотников, В. Б. Стойчев, А. А. Яворский // Приволжский научный журнал. - 2007. - № 2. - С. 8-16.

270. Трембицкий, С.М. Высокоэффективная теплотехнология изготовления железобетонных изделий и конструкций / С.М. Трембицкий // Технологии бетонов. - 2007. - № 2. - С. 64-67.

271. Трембицкий, С.М. Высокоэффективная теплотехнология изготовления железобетонных изделий и конструкций / С.М. Трембицкий // Технологии бетонов. 2007. - № 2. - С. 64-67.

272. Гук, В. В. О технологии строительства многоэтажных жилых домов из монолитного бетона / В. В. Гук // Жилищное строительство. - 2003. -№ 6. -С. 5-9.

273. Самборский, С. А. Монолитно-каркасный дом - новый взгляд на малоэтажное строительство / С. А. Самборский // Жилищное строительство. -2007. - № 12. - С. 20-23.

274. Коротких, Д.Н. Многоуровневое дисперсное армирование структуры бетонов для повышения их вязкости разрушения / Д.Н. Коротких // Вестник гражданских инженеров. - №3. - 2009. - С.126-128.

275. Коротких, Д.Н. Дисперсное армирование структуры бетона при многоуровневом трещинообразовании / Д.Н. Коротких // Строительные материалы. - № 3. - 2011. - С.96-99.

276. Новиков, Д. А. Механизмы функционирования многоуровневых организационных систем / Д. А. Новиков. - М.: Фонд «Проблемы управления», 1999. - 150 с.

277. Новиков, Д.А. Механизмы управления динамическими активными системам / Д.А. Новиков, И.М. Смирнов, Т.Е. Шохина. - М.: ИПУ РАН, 2002. -124 с.

278. Войлоков, И.А. Архитектурные возможности монолитного бетона и фибробетонов / И. А. Войлоков // Бетоны и сухие смеси. - 2009. - 3/Б (89). - С. 2931.

279. Асхабов, И.Б. Технология монолитного домостроения с использованием несъемной опалубки / И.Б. Асхабов, В. И. Марсов, М.Ш. Минцаев // Вестник МГАДТУ. - 2009. - № 2. С. 38-41.

280. Юдина, А.Ф. Достоинства монолитного строительства и некоторые проблемы его совершенствования / А. Ф. Юдина // Вестник гражданских инженеров. - 2012. - № 1. - С. 154-156.

281. Зазимко, В.Г. Оптимизация свойств строительных материалов / В.Г. Зазимко. - М.: «Транспорт», 1981. - 103 с.

282. Воробьев, В. А. Применение физико-математических методов в исследовании свойств бетона / В. А. Воробьев, В. К. Кивран, В. Н. Корякин. - М.: Высшая школа, 1977. - 272 с.

283. Вознесенский, В. А. Современные методы оптимизации композиционных материалов / В. А. Вознесенский, В.Н. Выровой и др. - К.: Буд1вельник, 1983.

- 144 с.

284. Вознесенский, В. А. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ / В.А. Вознесенский, Т.В. Лященко, Б. Л. Огарков.

- Киев: Выща школа, 1989. - 328 с.

285. Вознесенский, В.А. ЭВМ и оптимизация композиционных материалов / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко и др. - К.: Буд1вельник, 1989. - 240 с.

286. Баженов, Ю.М. Высококачественные декоративные мелкозернистые бетоны, модифицированные наночастицами диоксида титана / Баженов, Ю.М.,

Королев Е.В., Лукутцова Н.П., Завалишин С.И., Чудакова С.А. Вестник // МГСУ. - 2012. - № 6. - С. 73-78.

287. Селяев, В.П. Многофункциональные модификаторы цементных композитов на основе минеральных добавок и поликарбоксилатных пластификаторов / В.П. Селяев, Т. А. Низина, А.В. Балбалин // Вестник ВГАСУ: Строительство и архитектура. - 2013. - № 31-2 (50). - с. 156-163.

288. Селяев, В.П. Цементные композиции для высокопрочных бетонов / В.П. Селяев, А.Н. Лукин, А.В. Колотушкин // Региональная архитектура и строительство. - 2013. - № 3. - С. 4-8.

289. Алехин, Ю.Л. Экономическая эффективность использования вторичных материалов / Ю.Л. Алехин, А.М. Люсов. - М.: Стройиздат, 1988. - 344 с.

290. Соломатов, В. И. Строительные материалы на основе техногенных отходов / В.И. Соломатов, В.Т. Ерофеев, А. Д. Богатов // Современные проблемы строительного материаловедения: седьмые академические чтения РААСН. -Белгород, 2001. - С. 519-523.

291. Бобович, Б.Б. Переработка отходов производства и потребление / Б.Б. Бобович, В.В. Девяткин // «Интермет инжениринг», 2000. - 496 с.

292. Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества. 4-е изд. / А.В. Волженский. - М.: Стройиздат, 1986. - 464 с

293. Волженский, А. В. Характер и роль изменений в объемах фаз при твердении вяжущих и бетонов / А. В. Волженский // Бетон и железобетон. - 1969.

- № 3. - С. 12-16

294. Чхин, Сованн. Мелкозернистый фибробетон на композиционном вяжущем для монолитного строительства в условиях Камбоджи: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05/ Сованн Чхин. - Белгород, 2015. - 162 с.

295. Мишина, А.В. Физико-технические свойства сверхвысокопрочного сталефибробетона / А.В. Мишина, И. А. Чилин, А. А. Андрианов // Вестник МГСУ.

- 2011. - Т. 2, № 3. - С. 159.

296. Харлаб, В. Д. Упругость сталефибробетона / В. Д. Харлаб, Д. А. Смирнов // Вестник гражданских инженеров. - 2012. - № 3. - С. 77-82.

297. Талантова, К.В. Практика создания конструкций на основе сталефибробетона с заданными эксплуатационными характеристиками / К.В. Талантова, Н.М. Михеев, А.Н. Трошкин // Известия высших учебных заведений -№ 10. - 2011. - С. 112-118.

298. Соломатов, В.И. Интенсивная технология бетонов / В.И. Соломатов, М.К. Тахиров, Мад Тахер Шах. - М. :Стройиздат, 1989. - 264 с.

299. Штраух, Е. А. К вопросу о повышении эффективности строительных технологий при возведении многоэтажных монолитных жилых зданий / Штраух Е. А. // Промышленное и гражданское строительство.- 2010.-№ 2. - С. 43-45.

300. Сталефибробетонные конструкции зданий и сооружений. Строительные конструкции / ВНИИНТПИ. - М., 1990. - Вып 7. - 64 с.

301. Матвеева, Е.Г. Фибробетон с добавкой нанодисперсного кремнезема / Е.Г. Матвеева, Е.Л. Королева // Вестник МГСУ. - 2013.- № 3. - С.140-146.

302. Дятлов, А.К. Композиционное вяжущее для мелкозернистых самоуплотняющихся бетонов / А.К. Дятлов, А.И. Харченко и др. // Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - № 5. - С. 153-159.

303. Атаев, С.С. Интенсификация работ при возведении зданий из монолитного железобетона / С.С. Атаев. - М.: Стройиздат, 1990. - 275 с.

304. Лесовик, P.B. Активация наполнителей композиционных вяжущих / Р.В. Лесовик // Вестник БГТУ им. Шухова. - 2009. - №1. - С. 87-89.

305. Иванова, К.А. / Иванова К.А., Журенкова А.С. // «Зеленые» стандарты в строительстве // Молодой ученый. - 2016. - № 9.1. - С. 31-34.

306. Бобрышев, А.Н. Структура и свойства дисперсно-наполненных композитных материалов /А.Н. Бобрышев, А.В. Лахно, Р.В. Козомазов, А.А. Бобрышев. - Пенза: Изд-во ПГУАС, 2012. - 160 с.

307. Волков, И. В. Фибробетонные конструкции / И. В. Волков // Обз. инф. Серия «Строительные конструкции». - Вып. 2. - М., ВНИИИС Госстроя СССР, 1988. - 18 с.

308. Ерофеев, В.Т. Каркасные строительные композиты. Ч. 1. Структурообразование. Свойства. Технология / В.Т. Ерофеев, Н.И. Мищенко, В.П. Селяев, В.И. Соломатов; под ред. В.И. Соломатова. - Саранск: Изд-во Морд. унта, 1995. - 200 с.

309. Мосяков, Д.В. Сербия: внутреннее развитие. 1979-1991 гг. / Д.В. Мосяков. - М.: Стройиздат, 1991. - 148 с.

310. Композиционное вяжущее на сырье Сербии / Лесовик В.С., Толстой А. Д., Савич М.Л. (Сербия); [Ноу-хау № 20160015]. - Белгород. - БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2016.

311. Савич, М.Л. (Сербия) Возможности получения композиционных вяжущих с использованием сырьевых ресурсов Сербии / Савич, М.Л. (Сербия), Толстой А.Д. // Интеллектуальные строительные композиты для зеленого

строительства: сб. докладов Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию В.С.Лесовика. - Ч. 3. - Белгород. - 2016. - С. 74-79.

312. Коваль, С.В. Развитие научных основ модифицирования бетонов полифункциональными добавками: автореф. дисс. ... докт. техн. наук: 05.23.05 / Коваль С.В. - Одесса, 2005. - 34 с.

313. Коротких, Д.Н. Опыт разработки технологии высокопрочных бетонов на сырьевых материалах рядового качества / Д.Н. Коротких, И.Н. Миляев // Материалы XV академических чтений РААСН: Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии. - Казань. - 2010. -Т.1. - С.312-316.

314. Пухаренко, Ю.В. Научные и практические основы формирования структуры и свойств фибробетонов: автореф. дис. ... докт. техн. наук: 05.23.05 / Пухаренко Юрий Владимирович. - СПб., 2005. - 42 с.

315. Измайлова, В.В. Структурообразование в дисперсных системах / В.В. Измайлова, П. А. Ребиндер. - М.: Наука, 1974. - 268 с.

316. Рабинович, Ф.Н. Бетоны, дисперсно армированные волокнами // Обзор ВНИИЭСМ / Ф.Н. Рабинович. - М., 1976. - 73с.

317. Гридчин, А.М., Королев Н.В., Шухов В.Н. Вскрышные породы КМА в дорожном строительстве / А.М. Гридчин, Н.В. Королев, В.Н. Шухов. - Воронеж: Центрально-Ченоземное изд-во, 1983. - 95 с.

318. Справочник по бетонам и растворам / А.П. Чехов, А.М. Сергеев, Г. Д. Дибров / 2-е изд. перераб. и доп. - Киев: Буд1вельник, 1979. - 256 с.

319. Рыбьев, И. А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ (искусственные строительные конгломераты): учебное пособие для вузов / И. А. Рыбьев. - М.: Высшая школа, 1976. -309 с.

320. ГОСТ 32016-2014 Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2014. - 25 с.

321. ГОСТ Р 56378-2015 Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Требования к ремонтным смесям и адгезионным

соединениям контактной зоны при восстановлении конструкций. - М.: Стандартинформ, 2015. - 41 с.

322. СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции. - М.: ГОССТРОЙ СССР, 1989.

323. Несветаев, Г.В. Технология самоуплотняющихся бетонов / Г.В. Несветаев // Строительные материалы. - 2008. - № 3. - С. 24-29.

324. Ядыкина, В.В. Взаимосвязь донорно-акцепторных свойств поверхности минеральных материалов с их реакционной способностью при формировании органо-минеральных композитов / В.В. Ядыкина // Известия вузов. Строительство. - 2004. - № 4. - С. 46 - 50.

325. Строкова, В.В. О влиянии размерных параметров полиморфных модификаций кварца на его активность в композиционных вяжущих / В.В. Строкова, И.В. Жерновский, Ю.В. Фоменко // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. -2007. - № 3. - С. 72 - 73.

326. Лимаров, А.И. Ткаченко А.И. Белгород вчера и сегодня / А.И. Лимаров, А.И. Ткаченко // Белгород: «ЛитКараВан», 2009. - 128.

327. Загороднюк, Л.Х. Повышение эффективности сухих строительных смесей с учетом характеристик базовой поверхнсти: дис. ... д-ра техн. наук: 05.23.05 / Загороднюк Лилия Хасановна. - Белгород, 2015. - 661 с.

328. Каплан, М.Б. Переработка строительных отходов / М.Б. Каплан и др. // Строительные материалы. - 6/1998. - № 6. - С. 10-12.

329. ^^и» I 30 - 1 / 2007 , ^И^и , > 1 : ^Л^^и!^ ЛО! .

330. и и^ и^и!* и^ ^ ^^ ^с^ ^^Ки^*^» ^ I 81 - 2011.

331. ^^ J^Iи5 У^^^в и^ ^^^и» ^ - 2010.

332. ^^ и^ ^^- Ул^JJ ^^ 2010 -^ 120.

333. - ^ и^^ - ^ - 36 - 1995.

334. ТР 182-08: Технические рекомендации по научно-техническому сопровождению и мониторингу строительства большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений. - Москва, 2008.

335. Пухаренко, Ю.В. Научные и практические основы формирования структуры и свойств фибробетонов: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / Юрий Владимирович Пухаренко. - СПб., 2005. - 42 с.

336. Рабинович, Ф.Н. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции: монография / Ф. Н. Рабинович. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 560 с.

337. СП 52-104-2006. Сталефибробетонные конструкции: / Госстрой России. - М.: ФГУП «НИЦ «Строительство» Росстроя, 2006. - 110 с.

338. Мишина, А.В. Физико-технические свойства сверхвысокопрочного сталефибробетона / А.В. Мишина, И. А. Чилин, А. А. Андрианов // Вестник МГСУ. - том 2. - № 3. - 2011. - С. 159

339. Жуков, А.Д. Армирующие волокна в технологии бетонов / А. Д. Жуков, В. А. Рудницкая, Т. В. Смирнова // Вестник МГСУ. - 2012. - № 4. - С. 160-164.

340. Гуляев, В.Т. Пути повышения долговечности тяжелых бетонов для тонкостенных конструкций / В.Т. Гуляев, Л.М. Финашина, Н.А. Горбунова // Вологдинские чтения ДФУ. - № 46-2 - 2004 - с. 5-6.

341. Lesovik V.S., Tolstoy A.D., Glagolev E.S., Novikov K.Y., Strokova V.V. Powdered concretes on composition binders with application of technogene raw materials. International Journal of Pharmacy & Technology. - JPT / Dec-2016 / Vol. 8 / Issue No. 4 / p. 24726-24732.

342. Heino Engel Atlante delle Strutture: UTET, Torino, 2001, p. 350.

343. Звездов, А.И. Высокопрочные лёгкие бетоны в строительстве и архитектуре / А.И. Звездов, В.Р. Фаликман // Жилищное строительство. - 2008. -№ 7. - С. 106-109.

344. Королев, Е.В. Прочность наномодифицированных высокопрочных лёгких бетонов / Е.В. Королев, А.С. Иноземцев // Нанотехнологии в

строительстве. Центр новых технологий «НаноСтроительство». - Москва. - 2013.

- № 1. - С. 24-38.

345. Иноземцев, А.С., Королев Е.В. Структурообразование и свойства конструкционных высокопрочных легких бетонов с применением наномодификатора BisNanoActivus / А. С. Иноземцев, Е.В. Королев // Строительные материалы. - 2014. - № 1. - С. 33-37.

346. Иноземцев, А.С. Средняя плотность и пористость высокопрочных легких бетонов // Magazine of Civil Engineering, No.7, 2014. - С. 31-37.

347. Мчедлов-Петросян, О.П. Управляемое структурообразование как результат использования основных положений физико-химической механики / О.П. Мчедлов-Петросян // Управляемое структурообразование в производстве строительных материалов. - Киев: Будiвельник, 1968. - С. 3-5.

348. Соломатов, В.И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов / В.И. Соломатов. - Изв. ВУЗов. Стр-во и архитектура, 1980. - № 8 - с. 61-70.

349. Соломатов, В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов / В.И. Соломатов. - Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура, 1985. - №8 - с. 58-64.

350. Рекомендации по подбору составов легких бетонов (к ГОСТ 27006-86).

- Утверждены протоколом Госстроя СССР от 19 декабря 1989 г. № АЧ-40. - М. -1990.

351. Отчет БТИСМ по НИР «Исследование свойств сульфидосодержащих заполнителей и бетонов на их основе (на примере Лебединского месторождения)» №01830057117. - Белгород, 1984. - 139 с.

352. Бабин, А.Е. Свойства бетона на заполнителях из метаморфических сланцев железорудных месторождений. - дис. ... канд. техн. наук: - Ростов-на-Дону, 1982. - 160 с.

352. Толстой, А.Д. Сульфатостойкость бетона с пиритосодержащим заполнителем, определяемая ускоренным методом: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / Толстой Александр Дмитриевич. - Белгород, 1987. - 178 с.

353. Самсонов, Г.В. Сульфиды / Г.В. Самсонов, С.В. Дроздова. - M.: Металлургия, I971. - 302 с.

354. Рябин, В. А. Термодинамические свойства веществ / В. А. Рябин, М.А. Остроумов, Т.Ф. Свит. - Л.: Химия, 1977. - 392 с.

355. Прохоров, В.Г. Пирит / В.Г. Прохоров. - Красноярск, 1970. - 188 с.

356. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии. - М.: Недра, 1970. - Т. I - 439 с.

357. Отчет БТИСМ по НИР «Исследование возможности использования различных петрографических разновидностей метаморфических пород Лебединского месторождения с целью получения строительного щебня» №81050752 - Белгород, 1984. - Кн. 1. - 165 с.

358. Chidiac, S.E., Moutassem, F., Mahmoodzadeh, F. Compressive strength model for concrete. MagicalConcrete. Res. 2013. 65, No 9-10, р. 557-572.

359. Пауэрс, Т.К. Физическая структура портландцементного теста / Т.К. Пауэрс. - М.: Стройиздат, 1969. - 300 с.

360. Никитина, Л.В. Образование и превращение эттрингита в расширяющихся системах / Л.В. Никитина // Труды ВНИЩемента, 1983. - № 77. - С.75-78.

361. Швитте, Г.Е. Гидроалюминаты и гидроферриты кальция / Г.Е. Швитте, У. Людвиг // Пятый Международный конгресс по химии цемента. - М.: Стройиздат,1973. - с.139-152.

362. Кондо, Р. Фазовый состав затвердевшего цементного теста / Р. Кондо, М. Даймон // Шестой Международный конгресс по химии цемента. - М.: Сройиздат, 1976. - Т. II. - Кн. I. - С. 244-257.

363. Калоусек, Г.Л. Процессы гидратации на ранних стадиях твердения цемента / Г. Л. Калоусек // Шестой Международный конгресс по химии цемента. -М.: Стройиздат, 1976. - Т.П. - Кн.2. - С.65-81.

364. Мета, П.К. Расширяющиеся цементы / П.К. Мета, М. Поливка // Шестой Международный конгресс по химии цемента. - М.: Стройиздат, I976. -T.III. - C. 158-172.

365. Эркенов, М.М. Изменение состава жидкой фазы в ранние стадии гидратации портландцемента / М.М. Эркенов // Строительство и архитектура, 1984. - № 12. С. 68-71.

366. Грин, К.Т. Реакции гидратации портландцемента на ранних стадиях / К.Е. Грин // Четвертый Международный конгресс по химии цемента. - М.: Стройиздат, 1964. - С. 275-291.

367. Зелигман, П. Фазовый состав в системе цемент-вода / П. Зелигман, Н.Р. Грининг // Пятый Международный конгресс по химии цемента. - М.: Стройиздат, 1973. - С. 169-206.

368. Арав, Р.И. Исследование новообразований и сульфатостойкости бетона на ракушечном песке / Р.И. Арав // Строительные материалы, изделия и санитарная техника. - 1982. - № 5. - С.13-15.

369. Арав, Р.И. Сульфатостойкие бетоны на среднеалюминатных цементах и карбонатных песках / Р.И. Арав, И.В. Ванеева // Строительные материалы и конструкции. - 1984. - № 3. - С. 13-14.

370. Figg, J. Choride and Sufphate attack on concrete / Chemistry and Industry. -1983. - № 20. - Р. 770-775.

371. Ван-Аардт, Д.Х.П. Влияние температуры на сульфатостойкость портландцементных растворов / Д.Х.П. Ван-Аардт // Пятый Международный конгресс по химии цемента. - М.: Стройиздат, 1973. - С. 298-299.

372. Логанина, В.И., Макарова Л.В., Кислицына С.Н., Сергеева К.А. Повышение водостойкости покрытий на основе известковых отделочных составов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2012. No1. С. 41-46.

373. Москвин, В.М, Любарская Г.В. О роли ионного и солевого состава раствора при сульфатной коррозии бетона / В.М. Москвин, Г.В. Любарская // Бетон и железобетон. - 1982. - № 9. - С. 16-18.

374. Гаррелс, P.M. Растворы, минералы, равновесия / Р.М. Гаррелс, Ч.Л. Крайст. - Мир, 1968. - 368 с.

375. Коваль, С.В. Моделирование влияния модифицирующих добавок на показатели качества и надежности бетона при воздействии жидких агрессивных

сред / С.В.Коваль, С.В.Савченко // Строительные материалы. - №7. - 2006. - С. 12-13.

376. Шилков, Ю.М. В. А. Штофф и современная философия науки / Ю.М. Шилков // Вопросы философии. - 2007. - № 9. - С. 86-95.

377. Ларионова, З.М., Виноградов Б.П. Петрография цементов и бетонов / З.М. Ларионова, Б.П. Виноградов.- М.: Стройиздат, 1974. - 348 с.

378. Die Ettringit-Phase in Hochotenzement / Smolcyck H.-C. - Zement - Kalk -Gips, 1961. - № 7. - Р. 277-283.

379. Die Ettringit-Phase in Hochotenzement / Smolcyck H.-C. - Zement - Kalk -Gips, 1961. - № 7. - Р. 277-283.

380. White, С.Р. Вегетативное исцеление материала с помощью полимерных композитов / С.Р. White, Р.Н. Sottos, Р.Н. Geubelle // Nature, 409, 2001 - № 6822. -С. 794-797.

381. Самах, Чаз Влияние микротрещинообразования на проницаемость бетона / Самах Чаз, Наведи К.С. - АСИ, Материаловедение. - 1992 - №89(4). - Р. 416-424.

382. Кафаров, В.В. Принципы математического моделирования химико-технологических систем / В.В. Кафаров, В.Л. Перов, В.П. Мешалкин. - М.: Химия, 1974. - 344 с.

383. Кормош, Ж. Планирование эксперимента и принятие решений при исследовании композитов с многофракционными заполнителями и наполнителями / Ж. Кормош, В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко // Экспериментально-статистическое моделирование и оптимизация композиционных материалов: сб. науч. трудов. - Киев: УМК ВО. - 1990. - С. 13-21.

384. Налимов, В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / В.В. Налимов, Н.А. Чернова. - М.: Наука, 1965. - 398 с.

385. Вознесенский, В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях / В. А. Вознесенский. - М.: Финансы и статистика, 1981. - 263 с.

386. Вознесенский, В. А. Математическая теория эксперимента и управления количеством композиционных материалов / В. А. Вознесенский. - Киев: Знание, УССР, 1979. - 27 с.

387. Ефремова, С.Ю., Экологический мониторинг загрязнения почв / С.Ю. Ефремова, Т.А. Шарков, О.В. Лукьянец // Известия ПГУ им.В.Г. Белинского. -2011. - №25. - С.568-571.

388. Рейтинг крупнейших производителей строительных материалов // total-rating.ru / интернет-ресурс.

389. Горшков, В.С. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ / В.С. Горшков, В.В. Тимашов, В.Г. Савельев. - М.: Высшая школа, 1981. - 335 с.

390. Щуров, А.Ф. Малоугловая рентгенография дисперсных и пористых тел: Учеб. пособие / А.Ф. Щуров, Т. А. Грачева. - Горький ГГУ, 1982. - 87 с.

391. Асхабов, А.М., Рязанов М.А. Кластеры «скрытой» фазы (кватароны) и зародышеобразование /А.М. Асхабов, М.А. Рязанов //Докл. РАН. - 1998. -Т.362. -№5.- С.630-633.

392. Асхабов, А.М. Кватаронная концепция: основные идеи и некоторые приложения / А.М. Асхабов // Известия Коми научного центра УрО РАН. -Выпуск 3(7). - Сыктывкар. - 2011. - С.70-77.

393. Innovative materials and techniques in concrete construction // ACES Workshop. M.N. Fardis (Ed.). Springer Science+Business Media. 2012. - 379 p.

394. Li, V.C. and Lepech, M. (2006). Durability and long term performance of Engineered Cementitious Composites, in Proceedings of International Workshop on HPFRCC in Structural Applications, Honolulu, Hawaii, USA, May 23-26, 2005.

395. Schmidt M., Fehling E., Geisenhanslake C. (eds.): Ultra High Performance Concrete (UHPC) — Proceedings of the 1st International Symposium on Ultra High Performance Concrete; SchriftenreiheBaustoffe und Massivbau, Universitat Kassel, Heft 3, 2004.

396. Mechtcherine V., Muller H. S.: Fracture behaviour of High Performance Concrete. Finite Elements in Civil Engineering Applications, M.A.N. Hendriks & J.G. Rots (eds.), Balkema Publishers, Lisse, The Netherlands, 2002. - pp. 35-44,

397. Mechtcherine V., Dudziak L., Schulze J., Stahr H.: Internal curing by Super Absorbent Polymers — Effects on material properties of self-compacting fibrereinforced high performance concrete. International RILEM Conference on Volume Changes of Hardening Concrete: Testing and Mitigation, O. M. Jensen et al. (eds.), RILEM Proceedings PRO 52, RILEM Publications S.A.R.L., 2006. - pp. 87-96.

398. Richard P, and Cheyrezy M «Composition of Reactive Powder Concrete», Cement and Concrete Research, Vol. 25, No.7, (1995), pp. - 1501-1511.

399. Matte V and Moranville M «Durability of Reactive Powder Composites: Influence of Silica Fume on the leaching properties of very low water/binder pastes», Cement and Concrete Composites, 21 (1999). - pp. 1-9.

400. Staquet S, and Espion B «Influence of Cement and Silica Fume Type on Compressive Strength of Reactive Powder Concrete», 6th International Symposium on HPC, University of Brussels, Belgium, (2000), - pp. 1-14.

401. Yew, M.K., Mahmud H.B., Ang B.C., Yew M.C. Effects of heat treatment on oil palm shell coarse aggregates for high strength lightweight concrete // Materials & Design. - 2014. - Vol. 54. - Pp. 702-707.

402. Mc Bride, S.P., Shukla A., Bose A. Processing and characterization of a lightweight concrete using cenospheres // Journal of Materials Science. - 2002. - Vo l. - 37. - Pp. 4217-4225.

403. Mather B. Concrete-Year 2000, Revisited in 1995. // Adam Neville Symposium on Concrete Technology. - Las Vegas USA, June 12, 1995, p.p. 1-9.

404. Jeknavorian A., Roberts L., Jardine L. et al. Condensed Polyacrylic Acid-Aminated Palyether Polymers as Superplasticizers for Concrete. // Proceedings Fifth CAN-MET/ACI Int. Conference. - Rome, Italy, 1997, SP 173-4.

405. Ohta A., Sugiyama T., Tanaka Y. Fluidizing Mechanism and Application of Polycarboxylate-Based Superplasticizers // Proceedings Fifth CANMET/ACI Int. Conference. Rome. - Rome, Italy, 1997, SP 173-19.

406. Uchikawa H., Hanehara Sh. Influence of Characteristics of Sulfonic Acid-Based Admixture on Interactive Force Between Cement Particles and Fluidity of

Cement Paste. // Proceedings Fifth CANMET/ACI Int. Conference. - Rome, Italy, 1997, SP173-2.

407. Malhotra V.V. Innovative Applications of Superplasticizers in Concrete - A Review. // CANMET/ACI Sypmosium on Advances in Concrete Science Techn. -Rome, Italy, Oct. 7-10, 1997, Proceedings, p.p. 271-314.

408. Tolstoy A.D., Lesovik V.S., Glagolev E.S. and Vodopyanov I.O. Self-restoration hardening systems of high-strength concrete of a new generation // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 560 (2019) 012156 IOP Publishing. -doi:10.1088/1757-899X/560/1/012156

409. Lesovik V.S., Tolstoy A.D., Lesovik R.V., Volodchenko A.A., HansBertram Fisher Theoretical basis of creation of multicomponent high-strength composites // Journal of Southwest Jiaotong University / Vol.55 No.3 June 2020 p. 1-6 ISSN: 0258-2724, doi : 10.35741/issn.0258-2724.55.3.36

ПРИЛОЖЕНИЯ

Рекомендации по изготовлению изделий из многокомпонентного композита

для монолитного строительства

Госу д арственное обрззотельвие у чрехслсвие вы с ше го об | Азован ия Белгородский государственный технолог нческнй университет

I1м. В,Г. Шухова

У ГВЕРЖДАЮ Проректор по научной я индавационкой дея г^ьносги БГГУ>м, ЭуГ. Шухова

Т.М. Дтылснко

ш

« 14» п н]"ч с Ул 19 г,

РЕКОМЕНДАЦИИ

10 ИЗГС.УГ08ЛЕ1ШЮ ИЗДЕЛИЙ 113 МНОГОКОМ! Ю\ \1\ ГЦ 101 О КОМ I ЮЗ И ГА Л!>1 МО! ЮЛИТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВАЗРАБОТАНО I (аучн шв руководитель: д-р торт. наук, проф.

В С, Лесовик Истййни гели;; канд. геха, наук, доц.

__А-Д- Толстой

асМИрант

Ахмед А. Ахмед

Г Г**

г

1л 1Л

Применяемые для изготовления многокомпонентных композитов вяжущие предназначаются для несущих конструкций и наружных стен должно содержать в своем составе не менее 20% (по массе) клинкерной части портландцемента или пуццоланового портландцемента. При соответствующем обосновании допустимо уменьшение минимального содержания клинкерной части до 15%.

Соотношение между клинкерной частью и активной минеральной добавкой устанавливается по методике. Недостаточное количество активной минеральной добавки может быть компенсировано мелкими фракциями керамзита при приготовлении легких бетонов. Составы композитов в этом случае подлежат обязательной экспериментальной проверке с соблюдением условий, обеспечивающих долговечность вяжущего.

В качестве заполнителя для многокомпонентных композитов рекомендуется использовать отсев дробления кварцитопесчаника ид отходы мокрой магнитной сепарации (ОММС) железистых кварцитов КМА фракции 0,315-1,25 мм.

Вода для затворения бетонной смеси и растворов должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

Рекомендуется введение в бетонную смесь пластифицирующих добавок в виде суперпластификаторов С-3, СП-1, МЕГШХ 2651Г в количестве 0,60,9% от массы вяжущего (в расчете на сухое вещество добавки) в соответствии с техническими условиями и с экспериментальным уточнением дозировки добавок.

Указанные добавки позволяют регулировать консистенцию формовочной смеси и структуру композита, его плотность и прочность, возможность снижения расхода вяжущего.

Рекомендуется применение комплексных добавок позволяющих влиять сразу на несколько свойств: Полипласт СП-1 (0,3%) - для улучшения формуемости, повышения прочности.

Композит должен приготовляться из составов подобранных заводской лабораторией в соответствии с характеристиками исходных составляющих материалов и обеспечивать необходимые проектные требования по прочности средней плотности (для мелкозернистого бетона) и другие показатели, а так же иметь необходимые сроки схватывания.

Для приготовления смесей из многокомпонентного композита наиболее целесообразно использование бетоносмесителей непрерывного действия. Могут быть использованы и смесители и периодического действия, предпочтительнее готовить в цикличных смесителях принудительного действия латкового типа с горизонтально расположенными валами. Продолжительность смешивания около 3 мин. Смесительные лопасти дополнительно оснащают сменными накладками из жесткой резины для лучшей очистки корпуса от налепающей смеси. Вместимость смесителей по загрузке следует подбирать так, чтобы заполнение формы изделия производилось 1-2 замесами.

Подвижность бетонной и растворной смеси контролируют стандартными методами не менее четырех раз в смену, при этом необходимо так же определение сроков ее схватывания.

Прочность готового композита определяют испытанием образцов по ГОСТ 10180-78, отпускную прочность контролируют по показателям прочности образцов, твердевших вместе с изделиями.

Приемка по совокупности показателей качества готовых изделий осуществляется ОТК в соответствии с требованиями стандартов и нормативных документов на данный вид продукции.

Технологический регламент на производство композиционного вяжущего многокомпонентного композита для монолитного строительства

Настоящий технологический регламент разработан на производство композиционных вяжущих для получения многокомпонентных композитов для монолитного строительства с использованием техногенного сырья.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДИМОЙ ПРОДУКЦИИ

Композиционное вяжущее с использованием техногенных сырьевых компонентов - это продукт совместной механохимической обработки клинкера (или цемента), микрокремнезема, карбонат-, глинозем-, силикатсодержащих компонентов, которые отличаются от традиционных типов вяжущих повышенной прочностью и долговечностью.

Данное вяжущее, в зависимости от содержания компонентов и цемента, могут различаться по классам прочности (марок), и должны соответствовать следующим техническим требованиям (таблица 1).

Условное обозначение композиционных вяжущих формируется из буквенной группы следующим образом: КВ - аббревиатура слов «Композиционное вяжущее».

2. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА

2.1. Сырьевые материалы и требования к ним

Композиционные вяжущие с использованием в качестве кремнеземсодержащего компонентов, изготавливают путем раздельного их помола в мельнице интенсивного помола с последующим смешиванием с портландцементом и гиперпластификатором для получения гидравлического компонента в смесителе сухих смесей.

Таблица 1 - Технические требования к композиционным вяжущим

Наименование показателей Единицы Величины

измерения показателей

Удельная поверхность, не менее м2/кг 450-600

Сроки схватывания:

начало, не ранее мин 15

конец, не позднее

Предел прочности образцов

балочек в возрасте 28 сут

нормального твердения МПа 4...5 45,0...55,0

(температура 20+2°С, = при изгибе 95%

при сжатии

Портландцемент - марки ЦЕМ I. В качестве модификатора используют сухой гиперпластификатор МеШих 2651 Б. Взамен данного гиперпластификатора могут применяться другие добавки с аналогичной эффективностью.

2.2. Процесс изготовления КВ с использованием техногенного сырья

Изготовление КВ включает следующие основные переделы:

- подготовка сырьевых компонентов;

- дозирование исходных компонентов;

- подача отдозированных компонентов в шаровую мельницу;

- помол (механохимическая обработка);

- складирование и упаковка;

- отгрузка, транспортировка КВ и хранение.

Таблица 2 - Характеристика используемого сырья

Наименование Нормативный Документ Сорт или марка Контролируемые параметры

Портландцемент ГОСТ 10178-85 ЦЕМ I Активность, МПа

Пластификатор ГОСТ 242112003 Полипласт СП-1 Степень разжижения

Техногенное сырье Гранулометрический состав, минеральный состав, влажность

Сырьевые материалы поступают на предприятие и хранятся в течение 3-х суток.

2.2.1. Подготовка сырьевых компонентов

Этот технологический процесс заключается в измельчении и высушивании до влажности 2-3 %.

2.2.2. Дозирование компонентов

Дозирование компонентов (портландцемента, кремнеземсодержащего компонента, добавки гиперпластификатора осуществляется в весовых дозаторах, обеспечивающих заданную точность.

2.2.3. Подача компонентов в шаровую мельнииу

Подача цемента и суперпластификатора в шаровую мельницу осуществляется пневмотранспортером или при помощи шнековых транспортеров. Минеральные компоненты перемещаются при помощи транспортера.

2.2.4. Помол (механохимическая обработка)

Помол компонентов при производстве КВ осуществляется в шаровой мельнице. Удельная поверхность КВ определяется по ГОСТ 310.2-76 и должна достигать по прибору ПСХ 450-600 м2/кг.

2.2.5 Складирование и упаковка

КВ отгружают в упаковке или без нее. При поставке без упаковки КВ должно хранится в силосах и других закрытых емкостях на складе готовой продукции.

Для упаковки КВ применяют:

- бумажные пяти- или шестислойные мешки по ГОСТ2226, сшитые или склеенные с закрытой горловиной с клапаном марок НМ, БМ или БМП. Могут быть использованы бумажные мешки зарубежного производства, показатели, качества которых не ниже требований ГОСТ 2226;

- мягкие контейнеры с водонепроницаемым вкладышем или другая

упаковка, надежно защищающая КВ от увлажнения и загрязнения, по

соответствующим нормативным документам.

Для мелкой расфасовки применяют полиэтиленовые банки, пакеты, а также другую упаковку, обеспечивающую сохранность КВ по соответствующим нормативным документам.

Маркировка КВ должна осуществляться по ГОСТ 30515-97.

2.2.6 Отгрузка и транспортирование

КВ транспортируется всеми видами транспорта с соблюдением Правил перевозок грузов, установленных для транспорта данного вида.

КВ без упаковки транспортируют в специализированных вагонах-цементовозах, автоцементовозах и судах.

КВ в упаковке транспортируют в универсальных транспортных средствах (крытых вагонах, автомобилях и судах) транспортными пакетами, в контейнерах или поштучно (мешками).

КВ в мелкой расфасовке транспортируют в крытых вагонах или автомобильным транспортом в специальных емкостях.

2.2.7 Хранение

КВ должно хранится раздельно по классам прочности (марке): в неупакованном виде - в силосах или других закрытых емкостях, а КВ в упаковке - в сухих помещениях.

Смешивание КВ различных классов прочности (марок), а так же загрязнение его посторонними примесями и увлажнение не допускаются.

Не допускается хранить КВ без упаковки в складах амбарного типа.

3. НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА

Таблица 3 - Норма технологического режима производства КВ

Наименование операции Характеристика Оборудования материалов и процессов Основные технологические показатели

Сушка Дозирование компонентов: а) портландцемент б) компоненты КВ в) суперпластификатор Помол отдозированных компонентов Сушильный шкаф Бункер, дозатор весовой Бункер, дозатор весовой Бункер, дозатор весовой Бункер, дозатор весовой Шаровая мельница сухого помола Влажность 2-3 % Кол-во по массе Кол-во по массе Кол-во по массе Кол-во по массе Удельная поверхность по ПСХ - 450 - 700 м2/кг

Таблица 4 - Нормы расхода сырья и материалов

Наименование сырья и материалов Ед. измерения Нормы расхода сырья и материалов

Портландцемент Гиперпластификатор % по массе сухих материалов % по массе вяжущего 1-2 1

4. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

4.1. Лаборатория предприятия обязана осуществлять систематический контроль качества сырья и материалов, следить за соблюдением норм технологического процесса и режима работы технологического оборудования. Систематически проверять работу измерительных приборов и аппаратуры. При этом необходимо руководствоваться ГОСТ 310.1-76 - ГОСТ 310.3-76, ГОСТ 310.4-81 «Цемент. Правила контроля», ГОСТ 125-79, ГОСТ 26871-86.

4.2. При контроле производственных процессов лаборатория проверяет:

а) зерновой и минералогический состав минеральных компонентов;

б) влажность сырья;

в) активность портландцемента;

г) состав смеси, подаваемой в шаровую мельницу;

д) дисперсность КВ;

е) активность КВ.

При изменении характеристик сырья и материалов лаборатория должна внести необходимые коррективы в технологию изготовления продукции.

4.3. При приемке готовых партий КВ проверке ОТК подлежат:

а) состав композиционных вяжущих;

б) активность КВ определяется;

в) дисперсность КВ определяется.

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ, ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ

Рабочие, поступившие на предприятие, проходят вводный инструктаж по технике безопасности и инструктаж на рабочем месте. Если рабочих переводят с одного места на другое, то на новом рабочем месте обязательно проводится повторный инструктаж.

5.1. Меры безопасности при эксплуатации машин и агрегатов

Техника безопасности в технологии производства композиционных вяжущих предусматривает необходимость аэрации помольных установок в местах загрузки портландцемента и суперпластификатора и выгрузки готовой продукции. Рабочие склада портландцемента, отходов и гиперпластификатора и помольного отделения должны быть обеспечены средствами защиты от производственной пыли - респираторами.

Лестницы к бункерам должны быть выполнены из металла. Оставлять люки бункеров не закрытыми на замок запрещается. Вверху бункера должны

иметь открывающиеся окна для вентиляции. При наличии в бункере материала слоем более 1 м вход в него запрещен, а при наличии слоя до 1 м вход разрешен только под наблюдением начальника смены. Обрушать материал только сверху.

Для подъема крышек лазов, монтажа и демонтажа броневых плит и загрузки шарами необходимо установить над мельницами подъемные приспособления. Мельницы ограждаются по длине корпуса с обеих сторон решетками высотой в 1 м.

5.2. Производственная санитария Для предприятия по производству композиционных вяжущих защитная зона устанавливается в радиусе 50 м. Территория предприятия, свободная от застройки и хозяйственных площадок, должна быть озеленена. Проезды и пешеходные дорожки должны иметь твердые покрытия.

6. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

6.1. Перечень технической документации

Перечень технической документации для выпуска готовой продукции композиционных вяжущих (таблица 4).

6.2. Производственные инструкции

Перечень инструкций.

1. Инструкция по технике безопасности при работе с мельницей.

2. Инструкция по технике безопасности при работе в бункерах сыпучих материалов.

3. Инструкция по технике безопасности для электромонтера.

4. Инструкция по технике безопасности для слесаря.

Утверждение инструкций производится главным инженером предприятия и должны пересматриваться не реже 1 раза в год.

6.3. Нормативные документы

Перечень нормативных документов.

1. Единые правила техники безопасности и производственной санитарии для предприятий промышленности строительных материалов.

2. Правила технической эксплуатации электроустановок.

3. Положение о расследовании и учете несчастных случаев на производстве.

Таблица 5 - Перечень технической документации

Техническая документация Кем разработан или внесен Кем утвержден Когда Введен

1 2 3 4

ГОСТ 310.1-76 - ГОСТ 310.3-76, ГОСТ 310.4-81. Цемент. Методы испытаний. МНТКС МНТКС 01.01.82.

ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. МНТКС МНТКС 01.01.86.

ГОСТ 23789-79. Вяжущие гипсовые. Методы испытаний

ГОСТ 30515-97. Общие технические условия. МНТКС МНТКС 10.01.98.

ГОСТ 2226-88. Мешки бумажные. Технические условия. МНТКС МНТКС 01.01.89.

ГОСТ 24211-2003. Добавки для бетона. МНТКС МНТКС 01.01.92.

Акт апробации в лаборатории ЗАО «Белшпала» высокопрочного облегчённого

мелкозернистого бетона

«УТВЕРЖДАЮ»

ГсИйрвлДОЫЙ ДЕ1рсЕггор

ЗЛО «Бештша»

J7Z

_Ю.А. Черняков

» £'У 20Д г,

АКТ

агрооздни sЛ£оор£гторни ЗЛО «БелИпйпай 8Ь1СС*01гр01пю! о облсгЧснпОГО мелижри пегого

бетон«

Мы, ьняислцдаисайшиЁея првдсгвдгшш 'iAO йБслитадаж шсдукшши лпбйрямрией Мягреиша ЛгМ,. вапшшкнк 1ТГО 1Еав|твд ЕС, н представители Бйагородскаго г сч:^ дзрствамш t> lefltiiUnnKiCitui и университета Им. Н. Г, ШутЩвз (Б1ТУ им. В. Г. 11 [yxoraï: д-р теки. пну к, профессор Лесовик B.C., докюригп к.г.н., доцент Голетой АД кафедры ^Строительного митериановедеяиж, изделий и инструкций** атсиищн касттдддай ягг о

Ы ИЖССДРДуюЩРЧ.

По COÎ ПЭСОЦаННЕО CTOpOtt, flMilM ОГ: pi UN HSLU 3pC'iylLnmj ИССЛСЛОТИаЛИЙ ген теме: ■.'■)([и[»йспшныс нLnXîKOttpLi■ LHtit NopOiiJKoHi.ie ûcnuhtj t: примененнем ]схноюлтт> сырыси, ЯЫШЛВСШШХ Ft ШТУ им. B.i lllysobu, С этой mribHi и гшгиирлккрзис <(ЭАО «БСШППШШ» былн проведены илитоне сцышык ^хЗралооы размером IOUkUWaICK) мм иыыжоирошкно облСГЧСННОГО ЧеЛКОЭвр»*СТОГО fÎeiiOLia. ripai КЩЛШЛБ№Ш ДШШЫЧ обрНИЦЧЭ ElpHMl'HKJEH РЯДОВОЙ ]iopi.Lïiiишсмеит ЗАО лКслцомснтх 'hiLLpkii ЦЕМ I 42H5Lï, В кйтсстве снерхмелкого эпгшшителя

НСЮЛВДОШНП! OlUCII ripOÎ)JICII]L4 МШрШШНК-'СЧиНПХЛ (фр. UJ]5-0,itf}, л TlLKHÎC КОК KOWnnUiEfT

POJhiîикообого ^шнервльно; и модификатора (ГТММ) бгплг^ Удиилм гяжр^кхть ПММ состав; 5<Х) м 1 kj I looje форМ1Ч*аннч и [ суток терпения в фирмах ^.^рос+цы полЕ^ргилпеь ггпло-алажностноЙ Обработке пи режиму J-ft-2 чса. Испытания проводились и лаборатория та^имд и Период с 1 (i атл ета но 17 августа 201 Л года.

Г! pu HEiiriih'i]iL!MMif nâôopatopn с fi Проверки фи шкО'Мекалпческнх чпр&ккрнегни II L>imiJ*fl4bHHX Дичйровок L OeTLLILi] Я НИ] El [ Ч МСЛИПерПИеШП fitriLTHIktii СМЬ'СИ иркмен HTCJ1 h но к условиям произжмона уточнялись и проверялись:

t. Характеристики неполных сырьевых материалов: tcpnonoir состав сверх мелкого 3ûiii)j] iiRTt?jis - кварцигопесчаиика, удельная поверхность токкодиспервдых компонентов I ] о ро ЩкООбрЩиого мннералмюго модификатора (ПММ);

2. Влияние Кйл и ЧССгва гн пергогастификатора Mclilux 5581Г ни фнчико-мехшшчискне еигжетпа щррОшКова-дкгпЕВЕюй части:

а) необходимое КОЛИЧЕСТВО йоды TliOpCEfHfl при рДЮТТНОМ сочетании компонентов,

б) ерпкн скватыаэння теста и чавнен мости от долиринки добайкл П ПЕернлаетнфнкат ора;

в» iipo'iHOtEb На сжатие после иронарипммнн н 7 суток ] t. eioj'o тперленид П помещении шГтрашрни.

Результаты проведенных н crrinirai rit : i пркведсны в таблице.

Гоблин Стеган к предел прочности при сжапш щлсокгарочмого Гзетоио

№ 11Л1 Радаоя нтрнат* 1» 1 ч\ кг и К Средняя НЛОТПРСТК кг^м' Предел ПрОТпОСта при сжит ни. Й^.МШ

Пирожковое вяжущее Огоеа дро&кнн* квлрцнто-песчаники сфг 0315ЧШ) Посох Воли

и ц+гп мим

Г - — 1500 - 175 0,32 2 ¡06

N00 Ш ]№ ПМ 3185

3 - 550 1500 — 1« 0,30 2107 51,7

А 1100 400 172 0^1 2192

5 из 1350 — 144 0,28 2ТЛ8 чоЛ

6 1400 201 0.29 21ДО

Устшоплено повышение скпом(м> фичвко-нсхмнчссп« клракгершлик ыедкомрнтгллго бетолж с добивкрН дарй&пвннато мпрошковдо мшкфйвышго модификатора и состды Которого кзддог технотшце мкпрммы: тпнкомологиП

тлршггопесчпннк, цкмяккл, микрокрсмлеэсм я друтж минерал мыс компоненты. Унличним предела прочности ирн сжапш сост&шгло -)У/| % по фдосишо с шздентно-ксяаным рэегворам. Рост покипел ей ехроотклъно-тгамческнх своЛсги обМСШОТС* высокой плотностью млтерипли. обуслокжныыц введен нем и состап иоднфицнруквдеЯ лоСчшкп, .1 также качеством мсджохринстогс ынояннтсля и степенью его сдачагая с тьр;)Ск>[1Шч кем нем. Результаты ксслсдошишП едндетельетъуют о гом, что применение порошке»го минерального МОднфпмтора с удельной поверхностью 500 м:,'кг. н ри полит к умлкчешоо прейеда проча ост» при иши> Стпш длстнгятце? шачшгкй* характерных ,1ли ы>и;окшрочкого Се нэпа.

Гйкнм образом, колунснинП бегон можно кллссифнштроштъ елвдом по прочности й Та. Достижение таких нншагакй с применением отходи и аде ('егошюго яомл даст -ингштсльишН жол омический н эдолшкчгскнП эффект.

Лрьиггв^гтътн ЭА О «Ьелншоли и Звд.1>Н11МЛЯ ,Ч(м-[И Г^рИсИ

I Цчальпик НТО

11|Ч1-ктлги«и;]и БПУикШ . Шгиш

Эш ифоройСМНК д-р «щ». ииък. рроф Дсщггоршп к 1 М , ДОИ, тф. ГМИК

ДМ Мдгрнишь ЕС. Ллвраы

^ А Д Толстой

Акт принятия к внедрению результатов исследования и возможности использования высокопрочного бетона с использованием техногенного сырья при изготовлении железобетонных изделий

УТВЕРЖДАЙ) I чнер« гмпъгй пяректор ЗЛО - tjé^hitajia» __ÍO.A* Черняков

Tí Ü9_20^ г.

АКТ

пршипнн к анедренша ре-*; лыготов исследования [] юамо^рстн Rciin.iKWBíutiiíi Нкищодромвоп) бшщв с гсмк>и£Ш1(Н"0

емрьл ijpit изготовлении желеюбетокныя mulmhn

Комиссия в cot типе: заведующей шбореторчвв Матрениной \,М, яинальншш НТО Лавровой l:.í . ЗЛО '.'Бслтпнми, заведующей кафедрой Строительного материаловедения. я вдел н й ы конструкций (СШ1К) ЙГТУ нм. В J Щух от д.т. и, проф, ЛеСЬвнка ВХ ., доцента кафедры: С MUX k.ui Толстого Л .Л шставшш настоящий акт в юм. что püчую.тати доследований» полученные автором разработки Л.Л. Толстым «эффективные высокопрочные порошкпвме йешны и прнмейсЕхем гекйогсияою с и ¡.чья >1 (научный руководитель B.C. Лесовик) н рекомендации no 11 рос к i прочими«-соегтаа л недвдыованню данного материала приняты к внедрению.

Представители ОАО <Бе мпиалл ■: Заве J у ющая ш бора горней Начальник НТО

Предсгавители Ы ТУ Ий- Н.Г. Шухова: Заведующий кифс.фОй СМИК". |.тл]ч лроф* До [[cm кифсЛрУГ СМИК. k. in

У

л !

ДЛ1 MaipeKHHs fi t. Лапрова

ft.С Лесоапк А.Д. Толстой

Акт о выпуске опытной партии железобетонных шпал на основе композиционного вяжущего с порошковым минеральным модификатором на

ЗАО «Белшпала»

о выпуске опыпши партии жсЛсюбстоннЫХ нншл на ж мши; коммой тминного инжушеш С ш>;н>[пк(]»н1№1 мннералъмыи молнфлкэ трон мн ЗАО

Мы, нкжсподлисюшнося лре/кташпелн ЧЛО чЬслииаипа» одедукшии .шбороюрнеК Магренива Л.М. ¡итльннк НТО Ла&рокт Е.С. с олнон стороны. и предсташгтедн гафедры Ггроигелмтго чатсрналпиелдощц изделий и кпнстручтшА Ьс.и Оридскою [ «еударс IIмш и пгхиолш'ичискат университета (Б1 ТУ) км 11.1 Ш^мии .[ I и пр1к|> Лсзднн^.В С.« Доцеэт кафедры СМ ИК к.т.н Голстми А;Д I) аспмДОп1 Шн галопа С.В с другой стороны, составили ншетяшнй акт и 11 юкислеЛукн ийм

] 1-Е*» СОГЛцеийаНЕШТ СТЮрОИ II НН ОСНОНЛЛНН рСТуЛЬЩТОН ИССЛСЛННЛНМН.

проведенных при выниллемкн дисссртзциинной риСнмы а [И Г У ни 5 Г Шухова. на ЗАО "(телшнала» была выпушена опытная марши желешбетминык алии на композиционном вяжущем с порошковый минеральным моднфнкаюром к объеме

ч Выло ИС1Ш.-1Е>'Н.11Ш1Н) комшпнпиоешос нжжутес с(хгтин:1 Портландцемент 76т гюроиишьый модификатор 24. Заоодышслсм служил гриннтмыЙ щебень фракции 3-10 мм

Согласно результатом ппборл торных испытаний, гтронтэеденнда продукции соотжпхп>1гс1 трсбоа&нним нпрчгппнинюотчешй документации

За счет МСИОЛЬ'ШНЛННЯ комеишнипжною анжлиКГО с ВорОШковыМ минеральным чоа и фи каюром л снижения расколи цемента ни 24 % экономический эффект составил 76 тыс рублен

ш»:

АКТ

А.М. Мл рем пни (; С ЛйЦМШ

ПрслспаанЕелн 1>ГГУ им И ! . Шухоьи Заведующий кафедрой СМИК. д т н , проф Домент кафелры СМИК, К.т;Н Аспирант

Приложение Е

Акт апробации в лаборатории ОАО «Завод ЖБК-1» высокопрочного

облегченного мелкозернистого бетона

«У ШЕРЖДАЮ»

акт

апробации в лаборатории ОАО «Завода ЖБК-1 высокопрочного облегченного

мелкозернистого бетона

Мы, нижеподписавшиеся представители ОАО «Завода ЖБК-1: главный технолог Новиков С.П., заместитель директора по производству Шатохина Е.М. и представители Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова): д-р техн. наук, профессор Лесовик B.C., докторант к.т.н., доцент Толстой А.Д., магистрант Крымова А.И., студент группы ПС-41 Кочанов A.A. кафедры «Строительного материаловедения, изделий и конструкций» составили настоящий акт о нижеследующем.

По согласованию сторон, были опробованы результаты исследований но теме: «Эффективные высокопрочные порошковые бетоны с применением техногенного сырья», выполненных в БГТУ им. В.Г. Шухова. С этой целью в лаборатории завода ЖБК-1 была проведена апробация опытных образцов размером 100x100x100 мм высокопрочного облегченного мелкозернистого бетона. При изготовлении данных образцов применяли рядовой портландцемент ЗАО «Белцемент» марки ЦЕМ 1 42,5Н. В качестве мелкого заполнителя использовали отсев дробления кварцитопесчаника (фр. 0,315-0,63), а также, как компонент- бетона -порошкообразный минеральный модификатор (ПММ). Удельная поверхность ПММ составляла 500 м?/кг. После формования и 1 суток твердения в формах образцы подвергались тепло-влажностной обработке по режиму 3-6-2 часа. Испытания проводились в лаборатории завода в период с 6 октября по 13 октября 2018 года.

При выполнении лабораторной проверки подверглись физико-механические характеристики и оптимальные дозировки составляющих мелкозернистой бетонной смеси применительно к условиям производства, при этом уточнялись и проверялись:

1. Характеристики исходных сырьевых материалов: зерновой состав мелкого заполнителя - кварцитопесчаника, удельная поверхность тонкодисперсных компонентов порошкообразного минерального модификатора (ПММ);

2. Влияние количества гиперпластификатора Melflux 558 IF на физико-механические свойства порошково-активной части:

а) необходимое количество воды творения при различном сочетании компонентов,

б) сроки схватывания теста в зависимости от дозировки добавки гиперпластификатора;

в) прочность на сжатие после пропаривания и 5 суток нормального твердения.

Результаты проведенных испытаний приведены в таблице.

Таблица - Состав и механические характеристики высокопрочного бетона с отсевом дробления кварци гопесчаника и порошковым минеральным модификатором

Расход материалов на 1 м3, кг Предел Предел прочност и при сжатии в 28-ми сут. возрасте (марочна я прочност ь) Ясж, МПа

Порошковое вяжущее Отсев дроблен и я Природ- Сред -няя плотность кг/м3 прочност и при сжатии в Марка Класс

№ п/ п ц Ц+Г П ПММ кварцито песчаник а (фр. 0,3150,63) ный кварцевый песок (Мк = 1,63) Вода В/Ц 5-ти сут. возрасте (75 % марочной прочност и)Яеж, МПа по прочности, М по прочности, В