Сухі суміші на основі портландцементу та мінеральних добавок для наливних підлог підвищеної зносостійкості

Abstract

UA: Шептун С. Ю. Сухі суміші на основі портландцементу та мінеральних добавок для наливних підлог підвищеної зносостійкості. – На правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали та вироби. – Український державний університет залізничного транспорту МОН України, Харків, 2018. Дисертаційна робота присвячена питанням розробки складу і дослідження властивостей сухих будівельних сумішей з вмістом мінеральних добавок для влаштування наливних підлог. Робота спрямована на підвищення міцності і зниження деформаційних характеристик будівельних розчинів на основі сухих будівельних сумішей для влаштування наливних підлог за рахунок додавання до їх складу шламу від мокрого газоочищення виробництва феросиліцію (шлам МГВФ), керамзитового пилу і шламу водопом’якшення ТЕЦ. В роботі на підставі лабораторних досліджень підтверджено можливість регулювання основних фізико-механічних характеристик сухих будівельних сумішей шляхом введення до складу мінеральних добавок. З метою підбору раціонального складу проводилися випробування впливу тер- міну зберігання шламу МГВФ на фізико-механічні властивості цементного розчину. В результаті було визначено, що використання шламу МГВФ старше 25-ти років є найбільш ефективним. Встановлено вплив кількості мінеральних добавок і їх співвідношення на властивості розчину, виготовленого із сухої будівельної суміші для влаштування наливних підлог. На підставі проведених досліджень встановлено, що найкращі фізико-механічні властивості спостерігаються при веденні 15% шламу МГВФ і 5% керамзито- вою пилу. При такому співвідношенні добавок міцність зчеплення розчину з основою зростає на 55%, міцність на стиск – на 70%, опір стиранню – на 47%, водопоглинання зменшується на 55%. Встановлено, що додавання в композицію шламу МГВФ і керамзитового пилу дозволяє безпосередньо впливати на процеси гідратації цементного клінкеру. Так наявність оксидів активних металів (Na2O і К2О) дозволяє підвищити кількість активних центрів в зоні гідратації і збільшити приплив води до зони реакції. Високий вміст оксидів алюмінію і заліза збільшує частку каменеподібного тіла за рахунок утворення відповідних гідроалюмінатів і гідроферитів кальцію. Наявність значної кількості оксиду сірки дозволяє підвищити швидкість набору міцності на початковому етапі гідратації. За допомогою рентгенофазового, дериватографічного, електронно-мікроскопічного і інфрачервоного аналізів були досліджені зразки виготовлені із запропонованих складів. Визначено фазовий склад і ідентифіковані основні новоутворення в зразках цементного каменю з вмістом мінеральних добавок. У роботі виконано дослідно-промислове впровадження і розрахунок економічної ефективності розроблених складів сухих будівельних сумішей для влаштування наливних підлог. Проведені дослідно-промислові випробування із визначення фізико-механічних властивостей пропонованих сумішей підтвердили результати дисертаційних досліджень і відповідність цих сумішей вимогам стандартів. Техніко-економічна ефективність сухої суміші з додаванням шламу МГВФ і керамзитового пилу розрахована на основі порівняння її собівартості і звичайної суміші на основі портландцементу. Передбачуваний річний економічний ефект від виробництва запропонованої сухої будівельної суміші становить понад 1,7 млн. грн. EN: Sheptun S. Y. Dry building mixtures based on Portland cement and mineral additives for floors with high abrasion resistance. – On the rights of manuscript. Thesis in candidacy for a Degree of the Candidate of Technical Sciences in a Specialty 05.23.05 - building materials and products. – Ukrainian State University of Railway Transport, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to the study of dry building mixes with micro-fillers for floor laying. The work is aimed at improving the strength and reducing the deformation of mortars on the basis of dry mixes for floor by adding in their composition: sludge from wet gas cleaning of Stakhanov ferrosilicon production plant, expanded clay dust from Kharkov plant of expanded clay and sludge water softening from Kharkov CHP - 5. In work confirmed the possibility of regulating the basic physical and mechanical characteristics of dry mixes by introducing the micro-fillers. Were tested influence the shelf life of the sludge from the wet gas cleaning of ferrosilicon production to physical and mechanical properties of the cement paste. As a result, it was determined that the use of sludge over 30 years is the most effective. Determined that the best physical and mechanical properties observed with introduction of 15% of the sludge from the wet gas cleaning and 5% of expanded clay dust. With this ratio of micro-fillers adhesion strength increased by 55%, the compression strength – by 70%, the abrasion resistance - by 47%, water absorption reduced by 55%. Were tested samples of the proposed compositions with the help of instrumental methods of the research. Identified the phase structure and the main tumors in cement paste with micro filler. Paper presents commercialization and calculation of economic efficiency of the developed compositions for floor laying. Conducted trial tests to determine the physical and mechanical properties of the proposed mixtures have confirmed the results of the research and compliance with the mixtures standards. Cost-effectiveness of the proposed best dry mixes for floor laying based on a comparison of its costs and the usual mixture based on Portland cement. The estimated annual economic impact from the production of dry mortar with the addition of sludge from wet gas cleaning ferrosilicon production and expanded clay dust is more than 1.7 mln. UAH.