Анотація до роботи:

05.23.05 - будівельні матеріали та вироби, Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Київ, 2005.

В роботі теоретично обґрунтовані і експериментально доведені методи модифікування шлаколужних в’яжучих шляхом введення до їх складу комплексної мінеральної добавки на основі портландцементного клінкеру і глин різного структурного типу.

Розроблено рецептури і технологію одержання бетонів для дорожніх основ і покриттів з використанням ґрунтів різного типу. Представлено склади бетонів і технологію використання забруднених радіонуклідами ґрунтів Зони відчуження Чорнобильської АЕС для одержання дорожніх бетонів на основі модифікованих шлаколужних в'яжучих.

Результати роботи реалізовані у ВАТ „Чернігівбуд” при спорудженні ділянки основи під дорожнє покриття в Зоні відчуження і на Київському міжобласному спецкомбінаті УкрДО „Радон” при іммобілізації низькоактивних РАВ у вигляді ґрунтів.

1. Встановлено особливості структуроутворення в системі «шлаколужне в’яжуча речовина-глина-портландцементний клінкер», які дозволяють використовувати радіоактивно забруднені ґрунти як заповнювачі при будівництві дорожніх основ та покриттів в умовах радіоактивного забруднення середовища за рахунок взаємодії алюмосилікатної складової ґрунтів та шлаколужної в’яжучої речовини, що супроводжується хімічним зв’язуванням радіоактивних елементів у стабільні та нерозчинні цеолітоподібні сполуки типу полуциту Cs₂OAl₂O₃4SiO₂2H₂O та стронцієвого шабазиту SrOAl₂O₃4SiO₂6H₂O.

2. Встановлено закономірності процесів структуроутворення шлаколужних в’яжучих в присутності глинистого компонента і портландцементного клінкеру і виявлено, що фізико-механічні характеристики штучного каменю зростають залежно від виду використаних глин в ряду: бентонітова < каолінітова < спонділова за рахунок направленого синтезу змішаних Na-Ca цеолітоподібних гідро алюмосилікатів, які відрізняються підвищеною швидкістю кристалізації і прискорюють нарощування міцності штучного каменю.

3. Кероване формування фазового складу новоутворень дозволяє регулювати властивості мікро- та макроструктури утвореного бетону, яке полягає у виборі складу глинистого і лужного компонентів, що впливають на особливості процесів структуроутворення в системі «шлак-спонділова глина-портландцементний клінкер-карбонат кальцію» у напрямку синтезу сполук подібних індигриніту CaAl₂(CO₃)₄(OH)₂15H₂O та туніситу NaCa₂Al₄(CO₃)₄(OH)₁₀, які забезпечують зменшення усадки та підвищення щільності і тріщиностійкості цементного каменю і бетону.

4. Описаними математичними моделями встановлено залежність основних характеристик дрібнозернистих модифікованих шлаколужних бетонів від виду і складу реальних ґрунтів. Визначено, що кількість глинистої складової в розроблених матеріалах до 30-35%, що вноситься з грунтом, не призводить до зниження міцності і погіршення деформативних характеристик модифікованих бетонів.

5. Розроблено і оптимізовано склади бетонів з використанням лесу і суглинку. Встановлено, що такі бетони при зміні співвідношень „в’яжуче-грунт” в межах від 1:2 до 1:4 характеризуються міцністю при стиску 22,8-114,4 МПа, деформацією усадки 0,36-0,74 мм/м, що дозволяє їх використовувати в дорожньому будівництві.

6. Доведено, що за рахунок повторної вібрації бетону, в кінці періоду формування коагуляційної структури, можна підвищити його міцність на 8 – 10 % (з 47,9 до 52,0 МПа на 28 добу).

7. Розроблені бетони характеризуються високими експлуатаційними характеристиками і довговічністю. Модифіковані шлаколужні бетони, що заформовані в умовах від'ємних і низьких позитивних температурах, здатні інтенсивно тверднути без будь-якого попереднього догляду. Міцність зразків бетону, що тверднули перші 28 діб при -10^оС, а далі при +20^оС і зразків, що весь час тверднули при +20^оС, через 60 - 90 діб практично не відрізнялася. Протягом 4 років спостерігається плавний і зростаючий набір міцності, спадів міцності не зафіксовано. Коефіцієнт їх морозостійкості після 300 циклів поперемінного заморожування і відтавання складає 1,02 - 1,04. Розроблені бетони характеризуються високою корозійною стійкістю проти сульфатно-магнезіальної агресії (К_с=1,02-1,04) і дуже високою стійкістю в ґрунтових сульфатно-натрієвих та гідрокарбонатних кальцієво-натрієвих водах (К_с=1,38-1,45), характерних для Зони відчуження.

8. Розроблені шлаколужні модифіковані в’яжучі і бетони на їх основі впроваджені на Київському спецкомбінаті УкрДО "Радон" і ВАТ "Чернігівбуд". Загальний економічний ефект від їх використання склав 218,5 тис. грн. при об’ємі використання - 6100 м³/рік.

Публікації автора:

1. Утилизация и иммобилизация различных токсичных отходов // Экотехнологии и ресурсосбережение. П.В. Кривенко, Ж.В. Скурчинская, А.Г. Гелевера, П.А. Корчагин, Г.В. Лысенко . – 1997. – №5. – С.62–66.

2. Экологически безопасная иммобилизация жидких радиоактивных отходов атомных электростанций. П.В. Кривенко, Ж.В. Скурчинская, А.Г. Гелевера, П.А. Корчагин, Л.В. Лавриненко, О.С. Козырь, М.С. Хлонь // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 1999. – №2. – С.55–58.

3. Безконтейнерная локализация твердых радиоактивных отходов // Экотехнологии и ресурсосбережение. П.В. Кривенко, Ж.В. Скурчинская, В.А. Ракша, П.А. Корчагин, Л.В. Ракша. – 1999. – №6. – С.51–54.

4. Кривенко П.В., Гелевера О.Г., Корчагін П.О. Ґрунтобетони для дорожнього будівництва на основі модифікованих шлаколужних в'яжучих // Композитні матеріали для будівництва.- Макіївка: ДонДАБА. – 2001. – вип. 2001-1(26).-С.75-80.

5. Кривенко П.В., Гелевера А.Г., Корчагин П.А. Щелочные цементы для омоноличивания грунтов, загрязненных радионуклидами. // Тез. докл. ІІ Междунар. научно-практич. конфер. "Композит-2001". – Санкт-Петербург, Россия. – 2001. – С.32–34.

6. Кривенко П.В., Гелевера О.Г., Корчагін П.О. Спеціальні цементи для шляхового будівництва в умовах зони відчуження. –Симферополь, КАПСК. –2001. –С.52-57.

7. Корчагин П.А., Замостьян П.В., Шестопалов В.М. Обращение с радиоактивными отходами в Украине: проблемы, опыт, перспективы. – К.: Иван Федоров, 2000. – 178с.

8. Ракша Л.В., Ракша В.А., Корчагин П.А. Безконтейнерная локализация твердых радиоактивных отходов зоны отчуждения // Тез. докл. ІІ Междунар. конфер. "Щелочные цементы и бетоны". – Киев. – 1999. – С.611–621.

9. Холоша В.И., Корчагин П.А., Удод В.В. Стратегический план Минчернобыля в сфере обращения с радиоактивными отходами // Проблеми Чорнобильської зони відчуження. –К,: Наукова думка. – 1995. – Вип.2. – С.4–10.

10. Krivenko P.V., Skurchinskaya J.V., Gelevera A.G., Korchagin P.A., Lisenko G.V. Concrete on the basis of industrial wastes for ecological protection // International congress "Greating with concrete". – University of Dundee, Scothland, UK. – 1999. – C.622–629.

11. Корчагин П.А., Авдееев О.К., Богачев О.М. Выбор хранилищ для центра переработки и захоронения радиоактивных отходов в Украине. // Проблеми Чорнобильської зони відчуження, вип.2, Київ, Наукова думка. 1995.–С.21-27.