Анотація до роботи:

Барабаш І.В. Бетони на механоактивованих мінеральних в’яжучих. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук із спеціальності 05.23.05 – будівельні матеріали і вироби. Одеська державна академія будівництва та архітектури, Одеса, 2005 р.

Захищається рукопис дисертації, основний зміст якої викладено у 51 наукових працях.

В роботі наведені результати теоретичних і експериментальних досліджень технології виготовлення бетонних виробів на механоактивованих мінеральних в’яжучих.

Запропонований механізм активації мінеральних в’яжучих як грубодисперсних систем, який враховує часте зіткнення без руйнування часток дисперсної фази в турбулентних потоках дисперсійного середовища. Визначені умови і режими роботи трибоактиватора, дозволяючи максимально активувати поверхневий шар часток мінерального в’яжучого і наповнювача.

Розглянутий механізм організації “миттєвих структур” при механоактивації грубодисперсних висококонцентрованих систем, в яких враховуються міжчасткові взаємодії, виникаючі при зіткненні часток, ліофілізація поверхні часток. Вивчено вплив режимів механоактивації (швидкість обертання ротора, час змішування), виду ПАР, дисперсності і кількості молотого кварцового піску на зміну ефективної в’язкості суспензії на основі вапна і портландцементу. Рекомендовані оптимальні режими механоактивації суспензій

Експериментально підтверджено підвищення степені гідратації механоактивованих цементних композицій. Вивчено вплив режимів механоактивації на зміну степені гідратації, міцностних характеристик цементного каменю, розчинів і бетонів. Рекомендовані оптимальні склади бетонів, дозволяючи підвищити ефективність використання в’яжучих в 1,5...2 рази.

Створений промисловий трибоактиватор для механоактивації композицій на основі мінеральних в’яжучих. Розроблені технологічні схеми виготовлення виробів на механоактивованих в’яжучих, проведено їх промислове впровадження. Досвід експлуатації виробів на основі механоактивованих в’яжучих підтвердив їх техніко-економічну доцільність.

1. Проведений комплекс експериментально-теоретичних досліджень дозволив підтвердити видвинуту гіпотезу про можливість підвищення хімічної активності в’яжучих в будівельних матеріалах за рахунок використання ідей і методів їх трибохімічної активації. Запропоновано механізм активації мінеральних в’яжучих як грубодисперсних систем, який враховує часте зіткнення без руйнування часток дисперсної фази в турбулентних потоках дисперсійного середовища з послідуючою реалізацією трибоефектів при взаємодії часток в’яжучого з водою замішування.

2. Запропонований і реалізований механізм організації “миттєвих структур” при механоактивації грубодисперсних висококонцентрованих систем, в яких враховуються міжчасткові взаємодії та ефекти, які виникають при зіткненні часток, ліофілізація поверхні часток за рахунок “вибивання” іонів і за рахунок появи продуктів нової фази. Визначені умови і режими роботи трибоактиватора, дозволяючи максимально модифікувати площину поверхонь часток дисперсної фази.

3. Розроблений механізм організації початкової структури механоактивованих грубодисперсних систем з урахуванням орієнтації часток дисперсної фази при їх взаємодії. Експериментально підтверджено підвищення кількості хімічно зв’язаної води в механоактивованих цементних композиціях. Вивчено вплив режимів механоактивації на зміну степеня гідратації цементу.

4. Вивчено вплив режимів механоактивації на зміну реологічних характеристик композицій на основі мінеральних в’яжучих (цемент, вапно). Показано вплив добавок ПАР, концентрації і величини питомої поверхні молотого кварцового піску на зміну в’язкості суспензій в’яжучого. Рекомендовані оптимальні режими механоактивації в залежності від видів в’яжучого, ПАР і дисперсності молотого кварцового піску (швидкість обертання ротору – 2400-3600 об/хв., час активації 90-120 с.).

5. Експериментально встановлено прискорення процесів формування структури, зміну температури, початкових об’ємних деформацій і зміну структурної міцності механоактивованих цементних композицій.

6. Аналіз рентгенограм показав, що фазова будова механоактивованого силікатного каменю представлена такими ж новоутвореннями, що і в звичайному силікатному камені, але швидкість структуроутворення збільшується. В механоактивованому силікатному камені утворення низькоосновних CSH і тобермориту виникає за чотири години ізотермічної витримки при Т = 150 ^оС. В немеханоактивованому силікатному камені аналогічні новоутворення виникають після 8-ми годинної ізотермічній витримці при аналогічній температурі.

7. Проведені комплексні експериментальні дослідження дозволили встановити вплив режимів механохімічної активації на зміну міцностних характеристик цементного каменю, розчинів і бетонів. Рекомендовані оптимальні склади бетонних сумішей на основі портландцементу, вапняно-кремнеземного і вапняно-шлакового в’яжучих, що твердіють в різних умовах з добавками ПАР і молотого кварцового піску, які дозволяють підвищити ефективність використання в’яжучих в 1,5...2 рази.

8. Експериментально-теоретичні дослідження дозволили розробити устаткування для механоактивації композицій на основі мінеральних в’яжучих. Розроблені технологічні схеми виготовлення виробів на механоактивованих в’яжучих, проведено промислове впровадження результатів досліджень. Досвід експлуатації виробів на основі механоактивованих в’яжучих підтвердив їх техніко-економічну доцільність.

Основний зміст дисертаційної роботи викладений у таких публікаціях:

1. Барабаш И.В., Соломатов В.И. Интенсивная раздельная технология бетонов на наполненном известковом вяжущем // Строительные материалы. – 1992. - №1. – С.4-5.

   Интенсивные гидродинамические воздействия на наполненную известесодержащую суспензию в раздельной технологии приготовления бетонной смеси / Барабаш И.В., Шинкевич Е.С., Сааков В.В., Щербина С.Н. // Ресурсосберегающие решения в технологии строительных материалов и конструкций: Сб. науч. тр. – Одесса: ОИСИ. – 1992.– С.20-29.

   Барабаш И.В., Шинкевич Е.С., Джусупова М.А. Экспериментально-статистическое моделирование в производстве стеновых строительных материалов с использованием дисперсных отходов промышленных производств // Экспериментально-статистическое моделирование и оптимизация композиционных материалов: Сб. науч. трудов. – Киев УМК ВО.– 1990. – С. 117-124.

   Моделирование влияния полиминеральных наполнителей на свойства полимерных композитов для ремонтно-восстановительных работ / Вознесенский В.А., Николов И.И., Барабаш И.В., Дьяченко В.И. // Местные строительные материалы: Сборник научных трудов. – Омск: ОмПИ.– 1985.– С.15-20.

   Барабаш И.В., Выровой В.Н., Барабаш Т.И. Влияние концентрации и дисперсности молотого кварцевого песка на процесс гидратации механоактивированных цементных суспензий // Вісник ОДАБА.– Одеса: ОДАБА. – 2004. – Вип. 16. – С.15-20.

   Использование отходов литейного производства // Барабаш И.В., Вознесенский В.А., Сааков В.В., Мишин В.Н. «Строительные материалы и конструкции».– Киев. – 1987.– №2. – С.13.

   Резервы ресурсо- и энергозбережения в интенсивной раздельной технологии / Барабаш И.В., Шинкевич Е.С., Гнып О.П., Мишин В.Н. // Эффективные материалы и конструкции для сельскохозяйственного строительства: Межд. сб. науч. трудов. – НГАУ. – Новосибирск.– 1995. – С.40-42.

   Влияние наполнителей на структурообразование и свойства силикатных бетонов, приготовленных по интенсивной раздельной технологии / Барабаш И.В., Шинкевич Е.С., Мишин В.Н., Щербина С.Н., Гнып О.П. // Строительные материалы, конструкции и инженерные системы: Сб. трудов.– Одесса: ОГАСиА. – 1996. – С.221-235.

   9. Управление технологией приготовлений бетонной смеси на высоконаполненной известесодержащей суспензии / Барабаш И.В., Шинкевич Е.С., Щербина С.Н., Пласконь Н.Н. // Строительные материалы и конструкции, - 1994. - №1, С.39-40.

   10. Механизмы организации структуры механоактивированных грубодисперсных систем / Барабаш И.В., Выровой В.Н., Арроб А., Сильченко С.В., Бабий И.Н. // Вісник ДДАБА. – Макіївка: – ДДАБА.–Вип. 2(22). –2000. – С.12-15.

   11. Барабаш И.В. Трибохимические эффекты в технологии строительных композитов // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Зб. наук. праць. – Рівне: РДТУ.– 2000.– Вип.5.– С.10-14.

   12. Барабаш И.В., Барабаш Т.И., Выровой В.Н. Свойства твердеющих механоактивированных цементных композиций // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Зб. наукових праць. – Рівне: РДТУ. – 2001. – Вип. 7. – С.3-7.

   13. Барабаш И.В., Выровой В.Н. Особенности структурообразования механоактивированных полиминеральных и полидисперсных вяжущих // Будівельні конструкції: Зб. наук. праць. – Київ: НДІБК. – 2002.– вип. 56. – С.171-177.

   14. Барабаш И.В., Выровой В.Н. Свойства твердеющих и затвердевших механоактивированных цементных композиций // Строительство и техногенная безопасность: Сб. науч. трудов. – Симферополь: КАПКС. – 2002.– Вып. 6. – С.207-210.

   15. Барабаш И.В. Технологические особенности получения механоактивированных композитов // Вісник ОДАБА. – Одеса: ОДАБА. – 2003.– Вип. 9. – С.19-26.

   16. Барабаш И.В., Бабий И.Н., Матковский В.Д. Цементные бетоны на механоактивированном вяжущем // Вісник ОДАБА.– Одеса: ОДАБА. – 2003. – Вип. 10. – С.15-19.

   17. Барабаш И.В. Эффективная вязкость механоактивированных композиций на неорганических вяжущих // Вісник ОДАБА. – Одеса: ОДАБА. – 2003. – Вип. 12. – С.12-32.

   18. Барабаш И.В. Влияние механохимической активации на трещиностойкость цементных композиций // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво: Зб. наук. праць. – Київ: Український транспортний університет. – 2003.– Вип.68.– С.160-170.

   19. Герега А.Н., Барабаш И.В., Выровой В.Н. О персистентности стесненного потока. // Серія “Технічні науки”: Зб. наук. праць.– Луганськ: ЛНАУ. – 2004.– №40(52).– С.397-399.

   20. Барабаш И.В. Механохимическая активация в технологи приготовления бетонных смесей. // Вісник ОДАБА.– Одеса: ОДАБА. – 2004. – Вип. 13. – С.16-23.

   21. Барабаш І.В., Бабій І.М., Барабаш Т.І. Аналіз механізмів організації структури механоактивованих полідисперсних та полімінеральних систем // Вісник ОДАБА. – Одеса: ОДАБА. – 2004. – Вип. 15. – С.24-36.

   22. Барабаш И.В., Соломатов В.И., Шинкевич Е.С., Пастер Н.М., Дырикова С.Г. Способ приготовления бетонной смеси. Авторское свидетельство АС. SU 1761731A1 C04B40/00. 15.05.1992.

   23. Влияние физико-химической активации на кинетику набора прочности КСМ на основе портландцементов / Барабаш И.В., Щербина С.Н., Бабий И.Н., Матковский В.Д. // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Зб. наук. праць. – Рівне: РДТУ. –2000. – Вип.5. – С.3-10.

   24. Роль наполнителей в формировании структуры и свойств грубодисперсных известесодержащих суспензий / Шинкевич Е.С., Соломатов В.И., Барабаш И.В., Выровой В.Н. // Ресурсосберегающие решения в технологии строительных материалов и конструкций: Сб. науч. трудов. – Одеса: ОИСИ. – 1992. – С.30-41.

   25. Барабаш И.В., Выровой В.Н., Гречаный А.П. Строительные и отделочные материалы. Технология, структура, свойства // Материалы симпозиума «Строй-экспо-98». – Одесса. – 1998. – С.18-19.

   26. Барабаш И.В. Моделирование механизмов структурообразования механоактивированных грубодисперсных систем // Рациональный эксперимент в материаловедении: Мат-лы к 39-му международному симпозиуму по моделированию и оптимизации композитов. – Одесса. – Астропринт. – 2000. – С.75.

   27. Барабаш И.В., Щербина С.Н., Бабий И.Н. Влияние механической активации на уровень критического коэффициента интенсивности напряжений цементного камня // Моделирование и оптимизация в материаловедении: Мат-лы к 42-му международному симпозиуму по моделированию и оптимизации композитов. – Одесса. – Астропринт. –2003. – С.42.

   28. Барабаш И.В. Бетоны на механоактивированных минеральных вяжущих // Моделирование и оптимизация в материаловедении: Мат-лы к 43-му международному семинару по моделированию и оптимизации композитов. – Одесса. – Астропринт. – 2004. – С.79-83.

   Особистий внесок здобувача:

   1. Виявлення впливу механоактивації на швидкість структуроутворення грубодиспесрних систем [1, 2, 7, 8, 13, 24, 25].

   2. Виявлення ролі механоактивації на міцність при стиску бетонів [9, 16, 23, 28].

   3. Проведення експериментальних досліджень і обґрунтування висновків [3, 4, 5, 6, 19, 22].

   4. Виявлення впливу наповнювачів на фізико-механічні властивості цементних суспензій та на кінетику гідратації цементу [10, 12, 14, 17, 18, 21, 27].

   5. Запропонування конструкції трибоактиватора [15].