Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
ПЫКИН Алексей Алексеевич
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН С ДОБАВКОЙ УГЛЕРОД-КРЕМНЕЗЕМИСТОГО НАНОМОДИФИКАТОРА
05.23.05 - Строительные материалы и изделия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Белгород - 2012
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Брянская государственная инженерно-технологическая академия Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Лукутцова Наталья Петровна Официальные оппоненты - Чулкова Ирина Львовна доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, профессор кафедры Строительные материалы и специальные технологии - Агеева Марина Сергеевна кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, доцент кафедры Строительное материаловедение, изделия и конструкции Ведущая организация - ФГБОУ ВПО Московский государственный строительный университет
Защита состоится л26 декабря 2012 г. в 1430 час. на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, ауд. 242 ГК.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова Отзывы на автореферат диссертации, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, отдел аспирантуры, тел. (4722) 55-95-78, факс (4722) 55-95-78, e-mail: aspir@intbel.ru
Автореферат разослан л__ ______ 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Г.А. Смоляго
Актуальность. Современные тенденции развития строительного материаловедения связаны с необходимостью разработки новых ресурсо- и энергосберегающих технологий получения композиционных материалов, в том числе цементных бетонов, с повышенными эксплуатационными характеристиками и долговечностью. Одним из решений данной проблемы может быть оптимизация свойств композитов путем управления процессами их структурообразования за счет высокоактивных микро- и наномодификаторов.
К наиболее распространенным способам синтеза нанодисперсных добавок, предлагаемых в настоящее время, относятся технологии, для которых характерно применение дорогостоящего и энергоемкого оборудования, повышенных давлений и температур, плазмы и дугового разряда, а также токсичных реактивов с многостадийной химической очисткой; что приводит к значительному увеличению стоимости нанотехнологической продукции и препятствует ее широкомасштабному внедрению в строительную отрасль.
В этой связи, актуальным и перспективным научно-техническим направлением является изыскание доступных и экологически безопасных способов получения эффективных наномодификаторов структуры и свойств композиционных материалов.
Диссертационная работа выполнена в рамках: фундаментальной НИР по заданию Министерства образования и науки РФ 7.1429.2011 Развитие теории синтеза и модифицирования наноструктурированных строительных композиционных материалов с разработкой методов оптимизации несущих и ограждающих конструкций на их основе; мероприятия 1.4.1 ФЦП Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг. по направлению Энергоэффективные и ресурсосберегающие строительные технологии, материалы и конструкции; Президентской программы подготовки управленческих кадров по направлению Менеджмент в сфере инноваций; программы У.М.Н.И.К.-2010 при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Цель работы. Повышение эффективности мелкозернистого бетона (МЗБ) за счет применения углерод-кремнеземистого наномодификатора (УКНМ), получаемого ультразвуковым диспергированием продукта совместного помола отсевов дробления шунгитосодержащих пород и анионного поверхностно-активного вещества нафталинформальдегидного типа (а-ПАВ НФТ).
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучение состава, свойств и микроструктуры отсевов дробления шунгитосодержащих пород для их использования в качестве основного компонента УКНМ;
- разработка оптимальных параметров синтеза углерод-кремнеземистого наномодификатора, исследование дисперсности, устойчивости, морфологии и состава его частиц;
- изучение влияния УКНМ на физико-механические показатели цементов с последующей оптимизацией состава и исследованием структурообразования и свойств мелкозернистого бетона;
- технико-экономическое обоснование применения наномодификатора в технологии производства мелкозернистого бетона и изделий на его основе;
- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований, - промышленная апробация результатов исследований.
Научная новизна. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистого бетона для мелкоштучных изделий, заключающиеся в использовании углерод-кремнеземистого наномодификатора, полученного способом ультразвукового диспергирования в водной среде продукта совместного помола отсевов дробления шунгитосодержащих пород и анионного ПАВ нафталинформальдегидного типа. Разработанный наномодификатор оказывает направленное воздействие на формирование структуры бетона за счет дополнительного образования в цементной матрице низкоосновных гидросиликатокальциевых фаз, способствующих перераспределению пор бетона по размерам в сторону уменьшения объемной доли седиментационных и капиллярных макропор размером от 0,1 до 100 мкм при снижении их среднего диаметра от 0,39 до 0,19 мкм, т.е. в 2 раза, что приводит к существенному повышению физико-механических характеристик МЗБ.
Предложен механизм влияния УКНМ на процессы структурообразования цементного камня, заключающийся в ускорении гидратации клинкерных минералов при интенсивном выделении портландита в ранний гидратационный период, что сопровождается сокращением сроков схватывания цементного теста. В последующие стадии твердения концентрация Ca(OH)2 снижается за счет связывания его активным нанокремнеземистым компонентом добавки в дополнительное количество низкоосновных гидросиликатов кальция.
Установлены оптимальные параметры ультразвукового диспергирования шунгитосодержащих микрочастиц, способствующего разделению их наноуглеродной и кремнеземистой составляющих в водной среде в присутствии а-ПАВ НФТ. Кремнеземистая фаза, отделенная от углеродной, под воздействием ультразвука подвергается эрозии с образованием наноразмерных частиц с аморфизированным поверхностным слоем толщиной 15-20 нм. В свою очередь молекулы аПАВ НФТ, адсорбируясь своей неполярной частью на активных центрах высвобождаемых углеродных наноструктур, ориентированы к отрицательно заряженным наночастицам SiO2 одноименным зарядом, что препятствует обратной агрегации разделенных фаз.
Показан характер зависимости физико-технических характеристик мелкозернистого бетона от возраста наномодификатора и водоцементного отношения. Доказано, что введение УКНМ в возрасте от 1 до 90 суток приводит к ускорению набора прочности бетона в ранние (1-3 суток) и поздние сроки твердения, увеличению модуля упругости, снижению усадки, истираемости и водопоглощения, повышению морозостойкости, коррозионной стойкости в агрессивных кислых средах.
Достоверность научных результатов и выводов, полученных в диссертационной работе, обеспечена: корректностью постановки задач и принятых допущений, соответствующих общим положениям строительного материаловедения;
проведением исследований в аккредитованных научно-исследовательских лабораториях с использованием современных высокоточных приборов, в том числе входящих в государственный реестр средств измерений, и стандартного поверенного оборудования и приспособлений; управлением работой приборов, регистрацией и обработкой информации современными компьютерными программами;
достаточным количеством опытных данных, обеспечивающих адекватность и воспроизводимость экспериментов; статистической обработкой полученных результатов на персональной электронно-вычислительной машине.
Практическая значимость. Разработан углерод-кремнеземистый наномодификатор, позволяющий при оптимальном содержании ускорить набор прочности мелкозернистого бетона в ранние сроки твердения (1-3 суток) и повысить его прочностные показатели в проектном возрасте: на сжатие в 1,5-2 раза, изгиб в 1,6-4 раза;
увеличить призменную прочность и модуль упругости бетона как при статическом, так и динамическом видах нагружения; снизить усадку на 30-50 %, истираемость на 50-70 % и водопоглощение в 1,4-2,1 раза; повысить марку по морозостойкости более чем в 2 раза; снизить расход цемента на 10-20 % без потери прочности; сократить продолжительность ТВО или уменьшить температуру изотермической выдержки до 40-60 С при обеспечении прочности, достигающей 50-70 % от 28-суточной.
Предложен оптимальный состав мелкозернистого бетона с содержанием добавки УКНМ, позволяющий получать изделия с проектной прочностью на сжатие 46-57 МПа, изгиб 4,5-8,8 МПа; истираемостью 0,08-0,14 г/см2; водопоглощением 1,8-2,3 %; морозостойкостью более F200.
Разработана технология изготовления мелкоштучных вибропрессованных изделий из мелкозернистого бетона с УКНМ на линии типа Компакта (комплекса современного автоматизированного оборудования для выпуска тротуарной и облицовочной плитки, бордюрного камня, стеновых блоков).
Внедрение результатов исследований. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлена на предприятиях ООО Стройдеталь и К (Брянск), ООО Фокинский завод ЖБИ (Фокино, Брянская обл.), ООО МИП Нанокомпозит-БГИТА (Брянск). Из бетонов с применением разработанного наномодификатора выпущены опытно-промышленные партии тротуарной плитки, бордюрного камня, колонн и ригелей на ООО Стройдеталь и К. На ООО Фокинский завод ЖБИ выпущена опытно-промышленная партия стеновых блоков с УКНМ.
Для широкомасштабного внедрения результатов исследований разработаны следующие нормативные документы: ТУ 5745-002-65808240-2012 Углеродкремнеземистый наномодификатор для бетонов; ТУ 5741-003-14339618-2010 Изделия стеновые из бетонов, модифицированных нанодисперсными добавками. Камни и плитка облицовочная.
Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по направлению 270800 Строительство профилям: Производство строительных материалов, изделий и конструкций, Городское строительство и хозяйство, Промышленное и гражданское строительство.
Апробация работы. Основные положения диссертационной были представлены: на V Международной научно-технической конференции Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов (Волгоград, 2009); 67-й Всероссийской научно-технической конференции по итогам НИР 2009 года (Самара, 2010); Международной научно-практической конференции Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов (Белгород, 2010); Международной научнопрактической конференции Достижения молодых ученых в развитии инновационных процессов в экономике, науке, образовании (Брянск, 2010); Международном семинаре-конкурсе молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей (Москва, 2010); Международной научно-практической конференции Композиционные строительные материалы. Теория и практика (Пенза, 2011); VII Международной научно-практической конференции Новости передовой науки (Болгария, 2011); XII Международной научно-практической конференции Экологически безопасные нанотехнологии в промышленности (Казань, 2011).
Углерод-кремнеземистый наномодификатор и образцы бетона на его основе были экспонированы на выставках: Перспективы развития и сотрудничества в рамках второго славянского международного экономического форума (Брянск, 2010); Дни научно-технического и инновационного сотрудничества приграничных регионов республики Беларусь и Российской Федерации (Могилев, 2011);
RusnanotechExpo (Москва, ЦВК Экспоцентр, 2011); Open Innovations Expo в рамках Московского международного форума инновационного развития (Москва, ЦВК Экспоцентр, 2012).
Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 20 научных публикациях, в том числе в 8 статьях в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент на полезную модель Энергоэффективная технологическая линия производства нанодисперсной добавки для бетонов. На способ получения добавки подана заявка на изобретение (№ 2012111843, приоритет от 27.03.2012).
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованных источников из 186 наименований и 6 приложений. Работа изложена на 191 странице машинописного текста, включающего 36 таблиц, 48 рисунков и фотографий.
На защиту выносятся:
- результаты экспериментально-теоретических исследований получения углеродкремнеземистого наномодификатора для мелкозернистого бетона из отсевов дробления шунгитосодержащих пород и анионного ПАВ нафталинформальдегидного типа;
- характер влияния УКНМ и его отдельных компонентов на физикомеханические показатели цементных вяжущих;
- оптимизация состава мелкозернистого бетона с содержанием УКНМ и зависимость физико-технических свойств бетона от возраста наномодификатора и водоцементного отношения;
- механизм влияния УКНМ на процессы структурообразования цементного камня и мелкозернистого бетона;
- технология изготовления мелкоштучных изделий из мелкозернистого бетона с использованием разработанного наномодификатора;
- технико-экономическое обоснование и внедрение результатов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований и основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе изложен аналитический обзор современных способов получения и целесообразности применения углеродных и кремнеземсодержащих микро- и нанодисперсных модификаторов в разработке композиционных материалов на минеральных вяжущих с улучшенной структурой и свойствами.
Эффективность использования модифицирующих добавок на основе углеродных и кремнеземистых микро- и наночастиц в технологии строительных материалов, в том числе цементных бетонов, подтверждена в работах: Ю.М. Баженова, П.Г. Комохова, С.С. Каприелова, В.С. Лесовика, Е.В. Королева, Ю.В. Пухаренко, В.Р. Фаликмана, Г.И. Яковлева, Т. Ковальда, А.Н. Пономарева, Й. Штарка, В.И.
оганиной, Е.М. Чернышова, Ш.М. Рахимбаева, В.В. Строковой, L. Senffa, A.
Cwirzena, Д.Н. Коротких, Р.Т. Камалиева, Л.Б. Сватовской и других.
Проанализированы результаты ранее выполненных исследований в направлении применения в строительном материаловедении продуктов переработки шунгитосодержащих пород, частицы которых, как известно, отличаются особенной двухкаркасной структурой, состоящей из минеральных кристаллических частиц с преобладанием кварца и фуллереноподобных глобул аморфного углерода (собственно шунгитового вещества). Обоснована значимость и перспективность ультразвуковых технологий суспензирования углеродных наночастиц с целью обеспечения стабильности их свойств в среде-носителе или жидкой фазе модифицируемой системы, а также активации полезных элементов минерального и техногенного сырья, внедряемого в разработку композиций с улучшенными качественными показателями.
Во второй главе представлены характеристики исходных материалов, методов и средств измерений, отвечающих требованиям соответствующей нормативной документации и современному уровню исследований.
В работе применялись цементы следующих марок: 1 - ЦЕМ I 42,5 Н; 2 - ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н; 3 - ЦЕМ II/А-К(Ш-П) 42,5Н; 4 - ЦЕМ II/А-К(Ш-П) 32,5Б ЗАО Мальцовский портландцемент; 5 - ЦЕМ I 42,5 Н ОАО Белорусский цементный завод.
В качестве заполнителя использовался кварцевый песок ООО Агростройинвест (Брянск) с модулем крупности 1,5. Для затворения цементов и бетонных смесей вводилась вода брянского водозабора, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732.
Для получения наномодификатора использовались отсевы (ОДШСП) крупностью 5-10 мм дробления шунгитосодержащих пород III вида Зажогинского месторождения (ООО НПК Карбон-Шунгит), анионное ПАВ нафталинформальдегидного типа в виде сухого вещества и вода с рН = 6,9-7,1.
В результате проведенного рентгенофазового анализа установлено, что минеральный состав усредненной пробы отсевов ОДШСП III вида характеризуется содержанием: более 59 % кварца -SiO2; свыше 15 % минералов класса силикатов;
0,85 % минералов класса карбонатов (доломита, кальцита) и 0,56 % пирита.
По данным рентгенофлуоресцентного анализа химический состав усредненной пробы ОДШСП III вида представлен содержанием, % масс.: SiO2 - 56,2; С - 29,8;
Al2O3 - 4,62; Fe2O3 - 1,53; CaO - 1,96; K2O - 1,77; SO3 - 1,52; MgO - 0,97; TiO2 - 0,49; Na2O - 0,40; Cr2O3 - 0,29; P2O5 - 0,16; S - 0,16; V2O5 - 0,05; MnO - 0,037; NiO - 0,024; Cl - 0,016.
При выполнении работы применялись следующие методы исследований: рентгенофазовый анализ (дифрактометр ARL XТTRA), термический анализ (дифференциальная сканирующая калориметрия и термогравиметрия, дериватограф NETZSCH STA 449F1), рентгенофлуоресцентная спектроскопия (спектрометр ARL 9900 XP), лазерная гранулометрия (анализатор MicroSizer 201С), фотонно-корреляционная спектроскопия (анализатор ZetaPlus с системой 90Plus/Bi-MAS), электронная микроскопия (микроскоп Quanta 3D FEG), азотная и ртутная порометрия (порозиметры ASAP 2020, AutoPore IV 9500), метод трехфакторного планирования эксперимента (программные обеспечения UROFRY, MS Exel и Sigma Plot), стандартные методы испытаний цементов, бетонных смесей и мелкозернистых бетонов.
В третьей главе обоснованы оптимальные параметры синтеза углеродкремнеземистого наномодификатора с анализом влияния процессов помола (при наличии а-ПАВ НФТ и без него) и последующего ультразвукового диспергирования (УЗД) отсевов дробления шунгитосодержащих пород на гранулометрию, устойчивость, морфологию и состав их частиц в водной среде.
Синтез добавки УКНМ осуществлялся в два этапа. Вначале производился одночасовой помол в шаровой мельнице отсевов совместно с а-ПАВ НФТ, взятых в соотношении 1:0,2 по массе, до получения порошка с удельной поверхностью частиц 360380 м2/кг. Далее с помощью импульсного активатора ПСБ-4035-04 проводилось 15минутное ультразвуковое диспергирование порошка в воде при концентрации 3 %, частоте ультразвука 35 кГц и температуре среды (20 2) С.
Результаты фотонно-корреляционной спектроскопии показали, что после УЗД образуется суспензия с частицами средним размером 124 нм (коэффициент вариации Сх = 2,8 %) в интервале от 51 до 304 нм через 1 сутки; 154 нм (Сх = 1,5 %) в интервале от 90 до 282 нм через 3 суток; 304 нм (Сх = 1,6 %) в интервале от 98 до 474 нм через 90 суток хранения (рис. 1).
а б в Рис. 1. Распределение по размерам частиц [ОДШСП : а-ПАВ НФТ] после ультразвукового диспергирования через: а - 1 сут, б - 3 сут, в - 90 сут При этом установлено, что в односуточном возрасте полученная суспензия содержит до 23 % частиц с размерами менее 100 нм и свыше 70 % с размерами от 100 до 200 нм. Через 3 и 90 суток хранения доля частиц с размерами менее 100 нм снижается до 4 и 1 %, а количество частиц с размерами от 100 до 200 нм достигает 76 и 17 % соответственно.
Оценка устойчивости твердых фаз суспензии к процессам агрегации и седиментации, проводимая на анализаторе ZetaPlus по величине дзета-потенциала (потенциала), показала, что данная суспензионная система стабильна на протяжении длительного периода хранения, о чем свидетельствуют средние значения потенциала частиц, равные Ц56,4 мВ через 1 сутки и Ц48,7 мВ через 90 суток после УЗД (рис. 2). Отметим, что для стабильных суспензий величина -потенциала колеблется в интервале (50-70) мВ.
а б Рис. 2. Величина дзета-потенциала частиц [ОДШСП : а-ПАВ НФТ] после ультразвукового диспергирования через: а - 1 сут, б - 90 сут Для анализа морфологии частиц суспензии были проведены электронномикроскопические исследования ее проб в виде специально подготовленных пленок, полученных путем осаждения и высушивания. При этом использовался микроскоп Quanta 3D FEG со встроенным детектором, позволяющим определять поэлементный химический состав сканируемых фрагментов.
Установлено, что центральный фрагмент пленки (рис. 3, а) представлен плотным и достаточно равномерным распределением частиц с аморфизированным поверхностным слоем толщиной 15-20 нм, элементный состав которых включает более 85 % Si и 10 % O, около 3 % C, менее 1 % Al, P, S, K, и Fe.
У края пленки (рис. 3, б) зафиксировано наличие темно-серых сгустков с присутствием на поверхности закрученных и разветвленных нитей, идентичных углеводородным цепочкам молекул а-ПАВ НФТ. Элементный состав данных сгустков отличается от частиц центрального фрагмента содержанием более 6 % Si и O, свыше 60 % C, более 16 % S, менее 1 % Al, P, K и Fe, а также содержанием более 3 % Na, Ca и около 1 % Mg.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что ультразвуковое диспергирование в водной среде порошка, образующегося при помоле используемых отсевов совместно с а-ПАВ НФТ, способствует разделению углеродной и кремнеземистой составляющих ОДШСП. Кремнеземистая фаза, отделенная от углерода (сгустки на фотографиях, рис. 3, б), под воздействием ультразвука подвергается эрозии с образованием аморфизированных нанодисперсных частиц. В свою очередь, анионы ПАВ НФТ препятствуют обратной агрегации разделенных фаз.
а б Рис. 3. Морфология частиц [ОДШСП : а-ПАВ НФТ] после ультразвукового диспергирования: а - центральный фрагмент пленки, 80000, 120000;
б - фрагмент края пленки, 100000, 2000В четвертой главе представлены результаты: исследования влияния углеродкремнеземистого наномодификатора и его отдельных компонентов на физикомеханические показатели цементов разных марок; оптимизации состава мелкозернистого бетона с УКНМ; анализа зависимостей физико-технических характеристик МЗБ от возраста добавки и водоцементного отношения.
Изготовление контрольных и модифицированных образцов цементного теста и камня, бетонных смесей и мелкозернистых бетонов проводилось в соответствии стандартным методикам. УКНМ вводился от массы цемента вместе с водой затворения в виде готовой суспензии с концентрацией твердой фазы 3 %.
Оптимизирование состава мелкозернистого бетона с УКНМ проводили методом трехфакторного планирования эксперимента с получением математических функций (моделей), связывающих параметры оптимизации (подвижность бетонной смеси, проектную прочность при сжатии и изгибе МЗБ) с переменными факторами:
массовое соотношение цемента ЦЕМ I 42,5 Н ОАО Белорусский цементный завод и песка с модулем крупности 1,5 (х1 = ЦЕМ:П), водоцементное отношение (х2 = В/Ц), содержание добавки (х3 = УКНМ), варьируемыми в пределах: х1 = 1:5-1:3, х2 = 0,35-0,43, х3 = 5-15 %. Выбор факторов и уровней варьирования выполнялся, исходя из технико-экономической целесообразности и выявления их рациональных значений, обеспечивающих получение МЗБ с оптимальными свойствами.
Функции отклика подвижности (y1 = П) бетонной смеси, предела прочности при сжатии (y2 = R28сж) и изгибе (y3 = R28и) мелкозернистого бетона от влияющих факторов описываются следующими уравнениями:
y1 = 107,2 + 2,6х1 + 2,3х2 + 1,8х3 + 1,25х1х2; (1) y2 = 46,52 + 12,64х1 + 2,3х2 + 3,96х3 - 4,5х12 - 2,63х22 - 11,94х32 - 2,63х1х2; (2) y3 = 7,33 + 1,92х1 + 0,68х2 + 0,59х3 - 0,63х12 - 1,3х22 - 1,57х32, (3) содержащими значимые (по критерию Стьюдента) коэффициенты с соответствующими при них членами и являющимися адекватными (по критерию Фишера) для описания выходных параметров МЗБ с доверительной вероятностью 95 %.
На основе результатов расчета выходных параметров МЗБ по уравнениям регрессии (1, 2) были построены номограммы, отражающие зависимость подвижности бетонной смеси и проектной прочности при сжатии бетона от соотношения цемента и песка, В/Ц, содержания добавки УКНМ (рис. 4).
а) б) Рис. 4. Номограммы зависимости подвижности бетонной смеси (а) и проектной прочности на сжатие (б) мелкозернистого бетона от варьируемых факторов Установлено, что для получения мелкозернистого бетона с повышенными прочностными характеристиками наиболее оптимальным является состав бетонной смеси, включающий цемент и песок в соотношении 1:3, воду при В/ - не более 0,380,40 и углерод-кремнеземистый наномодификатор в количестве 10 % (или 0,3 % в пересчете на сухое вещество) от массы цемента.
Анализ фактических значений прочностных показателей образцов МЗБ оптимального состава, показал, что использование добавки УКНМ в количестве 10 % от массы цемента приводит к повышению проектной прочности мелкозернистого бетона на сжатие от 27,7 до 57,2 МПа, т.е в 2 раза, изгиб - от 2,4 до 8,8 МПа, т.е. в 3,7 раза.
Кроме того, наномодификатор способствует повышению суточной прочности МЗБ: на сжатие от 4,4 до 8,5 МПа, т.е. в 2 раза, изгиб от 0,8 до 2 МПа, т.е. в 2,5 раза.
Выявлено, что снижение температуры изотермического прогрева до 40-60 С при тепловлажностной обработке контрольных образцов бетона по сокращенному режиму (1+2+4+1) ч обуславливает получение МЗБ с прочностью на сжатие, достигающей 40-52 % от R28сж, изгиб - 42-54 % от R28и. В то же время, прочность на сжатие бетона с добавкой после ТВО при уменьшении температуры изотермического прогрева составляет 50-70 % от R28сж, изгиб - 50-65 % от R28и.
Таблица Показатели прочности мелкозернистого бетона Среднее значение прочностного показателя МЗБ Состав в возрасте, сут после ТВО по режиму, ч 1 3 Предел прочности при сжатии МЗБ, МПа 500 1500 215 - 110 4,4 12 27,7 21,1 17,4 14,9 18,6 14,4 11,500 1500 145 10 109 8,5 33,4 57,2 52,6 46,3 43,5 44,6 40 29,Предел прочности при изгибе МЗБ, МПа 500 1500 215 - 110 0,8 1,4 2,4 1,7 1,5 1,4 1,5 1,3 500 1500 145 10 109 2 6,2 8,8 7,9 7,4 6,6 6,7 5,7 4,Результаты испытаний показали (табл. 2), что введение разработанной добавки в возрасте от 1 до 90 суток в бетонную смесь приводит к:
- ускорению набора прочности мелкозернистого бетона в ранние сроки твердения: через 1 сутки на сжатие в 1,5-2 раза, изгиб в 1,6-4 раза; через 3 суток на сжатие в 1,8-2,8 раза, изгиб в 2-4 раза;
- увеличению плотности и проектной прочности: на сжатие в 1,7-2 раза, изгиб в 1,8-3,7 раза, снижению водопоглощения в 1,4-2,1 раза, усадки на 30-50 % и истираемости на 50-70 %; повышению морозостойкости более чем в 2 раза.
Таблица Физико-технические свойства мелкозернистого бетона Возраст и дисперсность частиц модификатора 1 сут 3 сут 90 сут Средние значения < 100 нм - 23% < 100 нм - 4% < 100 нм - 1% 100-200 нм - 75% 100-200 нм - 76% 100-200 нм - 17% показателей свойств В/ - В/ - В/ - В/ - В/ - В/ - 0,39 0,43 0,39 0,43 0,39 0,Средняя плотность, кг/м3 2140 2297 2242 2266 2207 2240 21Прочность на сжатие, МПа 27,7 57,2 45,5 55,4 40,8 46,5 34,Прочность на изгиб, МПа 2,4 8,8 6,6 8,4 5,5 7,3 4,Истираемость, г/см2 0,3 0,08 0,15 0,1 0,18 0,14 0,Водопоглощение, % 3,8 1,8 1,9 2,2 2 2,3 2,Морозостойкость, циклы > 100 более 2Усадка бетона, мм/м 0,97 0,45 0,56 0,59 0,7 0,64 0,= С = С = С = С = С = С вода, л песок, кг УКНМ, % (3+3+6+2) (3+3+6+2) (3+3+6+2) (1+2+4+1) (1+2+4+1) (1+2+4+1) цемент, кг Расплыв конуса, мм из.
выдержки из.
выдержки из.
выдержки из.
выдержки из.
выдержки из.
выдержки t t t t t t Контрольный состав, В/ - 0,Установлено, что добавка УКНМ обладает максимальной эффективностью в возрасте 1 суток, то есть при содержании в ней более 20 % частиц с размерами менее 100 нм и свыше 70 % с размерами от 100 до 200 нм.
Наиболее значимым фактором для мелкозернистого бетона с УКНМ является величина водоцементного отношения, увеличение которой (в частности от 0,39 до 0,43) приводит к существенному снижению физико-технических характеристик модифицированного МЗБ.
Экспериментально подтверждено, что наномодификатор способствует повышению статической Rb и динамической Rb,d призменных прочностей МЗБ соответственно в 2,1 и 2,2 раза, по сравнению с контрольными образцами. Коэффициент динамического упрочнения бездобавочного бетона составляет 1,12, а с добавкой - 1,(табл. 3).
Таблица Деформативные характеристики мелкозернистого бетона Состав бетона Наименование показателей контрольный, с 10 % УКНМ в возрасте В/ - 0,43 1 сут, В/ - 0,Призменная прочность, МПа:
- при статическом нагружении (Rb) 19,8 41,- при динамическом нагружении (Rb,d) 22,2 48,Коэффициент динамического упрочнения:
- kb,v = Rb,d / Rb 1,12 1,Модуль упругости, 103 МПа:
- при статическом нагружении (Eb0) 20,2 30,- при динамическом нагружении (Eb,d0) 21,9 32,Модуль упругости модифицированного бетона при статическом нагружении возрастает от 20200 до 30700 МПа, т.е. на 52 %, а при динамическом - от 21900 до 32200 МПа, т.е. на 47 %.
Выявлено, что мелкозернистый бетон с содержанием УКНМ, в отличии от бездобавочного МЗБ, характеризуется пониженной проницаемостью и реакционной способностью цементного камня по отношению к агрессивным кислым средам (в растворах HCl и H2SO4), о чем свидетельствует более высокие коэффициенты коррозионной стойкости и менее глубокие коррозионные поражения модифицированных образцов по сравнению с контрольными.
С увеличением концентрации кислоты HCl от 0,0001 до 0,01 моль/дм3 и снижением рН раствора от 4 до 2 глубина разрушения бетона контрольного состава через 1 год испытаний повышается от 0,5 до 2 мм, что в 1,7 и 1,3 раза больше соответствующих значений Гр модифицированных образцов.
Коэффициент коррозионной стойкости МЗБ с добавкой в этом случае изменяется от 0,97 до 0,76, а без нее - от 0,71 до 0,42 соответственно. Глубина разрушения бездобавочного бетона в растворе серной кислоты при увеличении концентрации H2SO4 от 0,0001 до 0,01 моль/дм3 возрастает от 0,6 до 1,4 мм, а МЗБ с наномодификатором - от 0,4 до 1,2 мм. При этом коэффициент коррозионной стойкости модифицированных образцов снижается от 1 до 0,93, превосходя соответствующие значения бетона контрольного состава в 1,2-1,4 раза.
В пятой главе рассмотрен механизм влияния углерод-кремнеземистого наномодификатора на формирование структуры мелкозернистого бетона, фазовый состав и процессы структурообразования цементного камня.
Результаты РЭМ контактных зон цементного камня и кварцевого заполнителя в образцах бездобавочного и модифицированного МЗБ показали различие в их структуре. На поверхности скола образца контрольного состава зафиксировано наличие рыхлой и дефектной структуры с четко выраженной границей раздела фаз в зоне контакта цементного камня и заполнителя, тогда как мелкозернистый бетон в присутствии добавки УКНМ отличается более монолитным срастанием цементной матрицы с частицами кварцевого песка (рис. 5).
а б в г Рис. 5. Структура контактных зон цементного камня и заполнителя в МЗБ:
а, в - контрольный состав, 2500, 10000; б, г - с добавкой УКНМ, 2500, 100Методом ТГ и ДСК установлено, что цементный камень из контактной зоны с заполнителем в модифицированном бетоне содержит наименьшее количество портландита по сравнению с контрольным образцом, о чем свидетельствует менее глубокие эндоэффекты, соответствующие дегидратации Ca(OH)2 при температуре 4(443) С и диссоциации кальцита при 790-858 (790-841) С, образовавшегося в результате частичной карбонатизации Ca(OH)2. За счет дегидратации портландита и декарбонизации кальцита, общая потеря массы в пробе цементного камня, отобранного из МЗБ контрольного состава, равна 3,27 %, а из бетона с УКНМ - 1,98 % (вторая и четвертая ступени на кривой ТГ).
В цементном камне из контактной зоны с заполнителем модифицированного МЗБ, по сравнению с ЦК бездобавочного бетона, наблюдается существенное увеличение глубины эндоэффекта при температуре 671 (658-681) С, идентичного обезвоживанию низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH (B), что говорит о более высокой степени закристаллизованности цементной матрицы CSH-фазами. Это подтверждается и большей величиной потери массы на соответствующей третьей ступени кривой ТГ, которая для пробы ЦК с наномодификатором составляет 1,93 %, а без него - 1,71 % (рис. 6).
а) б) Рис. 6. Термограммы цементного камня из контактных зон с заполнителем в мелкозернистом бетоне: а - контрольный состав, б - с добавкой УКНМ По результатам качественного рентгенофазового анализа установлено, что модифицированный цементный камень в возрасте 1 суток характеризуется высокой величиной суммарной интенсивности отражения портландита CH (d, нм: 0,4930,496; 0,261-0,264; 0,194; 0,193; 0,180-0,183), превышающей значение контрольного ЦК от 203 до 850 имп./с, т.е. в 4,2 раза. При этом суммарная интенсивность дифракционных максимумов алита C3S (d, нм: 0,305; 0,304; 0,276; 0,275; 0,177) в цементном камне с содержанием наномодификатора через 1 сут твердения снижается от 587 до 461 имп./с, т.е. на 21 %; белита -C2S (d, нм: 0,279; 0,278; 0,219) - от 7до 652 имп./с, т.е. на 15 %, что говорит об ускоренном процессе гидратации данных цементных фаз (рис. 7).
C3S CH C3S а) -C2S CH -C2S C3S CH CH б) в) г) Рис. 7. Рентгенограммы цементного камня через 1 (а, б) и 28 сут (в, г) твердения:
а, в - контрольный состав; б, г - с добавкой УКНМ По данным РФА в цементном камне с УКНМ через 28 суток твердения зафиксировано снижение суммарной интенсивности отражения портландита от 426 до 213 имп./с, т.е. на 50 %, по сравнению с модифицированным ЦК семисуточного возраста и от 332 до 213 имп./с, т.е. на 36 %, по сравнению с контрольным ЦК в возрасте 28 суток. При этом суммарная интенсивность дифракционных максимумов алита в ЦК с содержанием наномодификатора уменьшается от 206 до 157 имп./с, т.е.
на 24 %; белита - от 396 до 214 имп./с, т.е. на 46 %, что свидетельствует о продолжении ускоренной гидратации минералов C3S и -C2S.
Методом растровой электронной микроскопии установлено, что структура цементного камня с добавкой отличается от контрольного ЦК наличием в трещинах и порах дополнительного количества новообразований в виде плотных скоплений волокнистых кристаллов длиной от 0,5 до 10 мкм, шириной от 0,3 до 1,5 мкм, морфология которых идентична гидросиликатам кальция типа CSH (В). Тогда как бездобавочный ЦК характеризуется достаточно неоднородной и дефектной структурой с менее закристаллизованным поровым пространством, что, как очевидно, обусловлено неравномерным распределением и ростом продуктов гидратации в объеме цементной матрицы (рис. 8).
а б в г Рис. 8. Микроструктура цементного камня в возрасте 28 сут:
а, в - морфология новообразований на границе (10000) и внутри (20000) пор контрольного ЦК; б, г - то же, ЦК с добавкой УКНМ Методом ртутной порометрии выявлено, что введение наномодификатора способствует снижению общей пористости мелкозернистого бетона от 17,8 до 13,6 %, а среднего диаметра пор - от 0,39 до 0,19 мкм, т.е. в 2 раза, по сравнению с МЗБ контрольного состава (табл. 4).
При этом в бетоне с УКНМ зафиксировано перераспределение пор по размеру в сторону его уменьшения, о чем свидетельствует повышение общей площади поверхности пор от 30940 до 43660 см2/г, т.е. в 1,4 раза, при снижении их объемной доли от 0,0803 до 0,065 см3/г, т.е. в 1,2 раза.
Таблица Порометрические показатели мелкозернистого бетона МЗБ МЗБ контрольный состав, с 10 % УКНМ Наименование показателя в возрасте1 сут, В/ - 0,43 В/ - 0,Общая площадь поверхности пор, см2/г 30940 436Общий объем пор, см3/г 0,0803 0,0Средний диаметр пор, мкм 0,39 0,Общая пористость, % 17,8 13,Результаты проведенного анализа показали (рис.9), что в МЗБ с содержанием добавки объем пор размером от 0,001 до 0,1 мкм, приходящихся на долю гелевой и переходной пористости, увеличивается от 0,0173 до 0,028 см3/г, т.е. на 38 %, а объем седиментационных и капиллярных макропор размером от 0,1 до 100 мкм снижается от 0,063 до 0,037 см3/г, т.е. на 40 %, по сравнению с бездобавочным бетоном.
а) б) Рис. 9. Распределение пор по размерам в мелкозернистом бетоне:
а - контрольный состав, б - с содержанием добавки УКНМ В шестой главе приводятся технико-экономическое обоснование и внедрение результатов исследований. Разработана энергоэффективная технологическая линия производства нанодисперсной добавки (УКНМ) для бетонов (патент № 108033 на полезную модель, приоритет от 7.04.2011 г.) с целью повышения их физикомеханических свойств и долговечности, реализация которой возможна на базе существующих или вновь организуемых предприятий по выпуску мелкоштучных изделий из мелкозернистых бетонов, а также быстротвердеющих бетонных смесей для монолитного строительства, ремонта зданий и сооружений.
Основными технико-экономическими преимуществами предлагаемой технологии являются: высокая производительность и экологическая безопасность; низкое энергопотребление (до 2,5-3 раз меньше, по сравнению с затратами энергии на производство многих эффективных синтетических углеродных и кремнеземистых нанодисперсных добавок для бетонов); доступность и взаимозаменяемость сырьевых компонентов.
Для расчета требуемых инвестиций в реализацию производства УКНМ разработан бизнес-план, в соответствии с которым интегральный экономический эффект NPV от реализации проекта за пятилетний период составляет 40,75 млн. руб, индекс доходности PI = 2,2 (более 1), внутренняя норма рентабельности IRR = 84,7 % (более принятой 28 %-й ставки дисконта). При этом затраченные капиталовложения окупаются через 2 года и 3 месяца.
Предложена технология изготовления мелкоштучных вибропрессованных изделий из мелкозернистого бетона с добавкой УКНМ, которая включает зону получения наномодификатора, бетоносмесительный узел и технологическую линию типа Компакта, представляющую собой комплекс современного автоматизированного оборудования для производства тротуарной и облицовочной плитки, бордюрного камня, стеновых бетонных блоков.
Использование УКНМ позволит ускорить набор прочности изделий из мелкозернистого бетона в ранние сроки твердения (1-3 суток) и повысить его прочностные показатели в проектном возрасте: на сжатие в 1,5-2 раза, изгиб в 1,6-4 раза; увеличить модуль упругости бетона; снизить усадку на 30-50 %, истираемость на 50-70 % и водопоглощение в 1,4-2,1 раза; повысить марку по морозостойкости более чем в 2 раза;
Промышленная апробация диссертационной работы осуществлена на ООО Стройдеталь и К (Брянск), ООО Фокинский завод ЖБИ. Для промышленного внедрения добавки УКНМ разработаны технические условия: ТУ 5745-00265808240-2012 Углерод-кремнеземистый наномодификатор для бетонов; ТУ 5741003-14339618-2010 Изделия стеновые из бетонов, модифицированных нанодисперсными добавками. Камни и плитка облицовочная.
Экономическая эффективность производства мелкоштучных бетонных изделий с применением разработанного наномодификатора обусловлена улучшением их качественных характеристик и ускорением ввода изделий в эксплуатацию при возможном снижении материальных затрат за счет экономии цемента на 10-20 % без потери прочности, а также расхода теплоносителя (пара) при сокращении режима ТВО.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Теоретически и экспериментально обоснована возможность получения высокоэффективного мелкозернистого бетона для мелкоштучных изделий за счет использования углерод-кремнеземистого наномодификатора, полученного совместным помолом отсевов дробления шунгитосодержащих пород III вида и анионного поверхностно-активного вещества нафталинформальдегидного типа при последующем ультразвуковом диспергировании порошка в водной среде.
2. Разработаны оптимальные параметры синтеза наномодификатора, обеспечивающие его получение в виде устойчивой на протяжении до 90 суток суспензии, содержащей в односуточном возрасте более 20 % частиц (активных компонентов) с размерами менее 100 нм и свыше 70 % от 100 до 200 нм. Установлено, что ультразвуковое диспергирование способствует разделению наноуглеродной и кремнеземистой фаз шунгитосодержащих частиц. Последняя, отделенная от углерода, под действием ультразвука подвергается эрозии с образованием нанодисперсных частиц с аморфизированным поверхностным слоем толщиной 15-20 нм. В свою очередь молекулы аПАВ НФТ препятствуют обратной агрегации разделенных фаз.
3. Экспериментально подтверждено, что разработанный наномодификатор способствует перераспределению пор мелкозернистого бетона по размерам в сторону уменьшения объемной доли седиментационных и капиллярных макропор размером от 0,1 до 100 мкм и увеличения объема гелевых и переходных микропор размером от 0,001 до 0,1 мкм при снижении среднего диаметра пор от 0,39 до 0,19 мкм, т.е. в 2 раза.
4. Установлен механизм влияния УКНМ на процессы структурообразования цементного камня, который заключается в ускорении гидратации клинкерных минералов при интенсивном образовании портландита в ранний гидратационный период, что сопровождается сокращением сроков схватывания цементного теста. В последующие стадии твердения концентрация Ca(OH)2 снижается за счет его связывания активным нанокремнеземистым компонентом добавки в дополнительную долю низкоосновных гидросиликатокальциевых фаз волокнистой морфологии, способствующих увеличению микропористости цементного камня, повышению его плотности, прочности и водонепроницаемости.
5. Получены математические модели зависимости подвижности и прочностных показателей мелкозернистого бетона от соотношения цемента и песка, В/ - и содержания углерод-кремнеземистого наномодификатора. Разработан оптимальный состав бетонной смеси, включающей цемент и песок в соотношении 1:3, воду при В/ - не более 0,38-0,40 и добавки УКНМ в количестве 10 % (или 0,3 % в пересчете на сухое вещество) от массы вяжущего, позволяющий получать изделия с проектной прочностью на сжатие 46-57 МПа, изгиб 4,5-8,8 МПа; истираемостью 0,08-0,14 г/см2;
водопоглощением 1,8-2,3 %; морозостойкостью более F200.
6. Выявлен характер зависимости физико-технических характеристик мелкозернистого бетона от возраста добавки и водоцементного отношения. Доказано, что введение УКНМ в возрасте от 1 до 90 суток приводит к ускорению набора ранней (через 1-3 суток) и проектной прочности бетона; увеличению его модуля упругости как при статическом, так и динамическом видах нагружения; снижению усадки, истираемости и водопоглощения; повышению морозостойкости, коррозионной стойкости в агрессивных кислых средах.
7. Разработана модель энергоэффективной технологической линии производства наномодификатора и технология изготовления мелкоштучных вибропрессованных изделий из мелкозернистого бетона с УКНМ на линии типа Компакта.
8. Для широкомасштабного внедрения результатов исследований разработаны нормативные документы: ТУ 5745-002-65808240-2012 Углерод-кремнеземистый наномодификатор для бетонов; ТУ 5741-003-14339618-2010 Изделия стеновые из бетонов, модифицированных нанодисперсными добавками. Камни и плитка облицовочная. Выпущены опытно-промышленные партии стеновых бетонных блоков, тротуарной плитки, бордюрного камня, колонн и ригелей с использованием добавки УКНМ, подтверждающие высокую техническую эффективность добавки.
9. Обоснована экономическая эффективность производства мелкоштучных бетонных изделий с применением полученного наномодификатора, которая обусловлена улучшением их качественных характеристик и ускорением ввода изделий в эксплуатацию при возможном снижении материальных затрат за счет экономии цемента на 10-20 % без потери прочности, а также расхода теплоносителя (пара) при сокращении режима тепловлажностной обработки.
СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Лукутцова, Н.П. Наномодифицированный мелкозернистый бетон [Текст] / Н.П. Лукутцова, Е.Г. Матвеева, А.А. Пыкин, О.А. Чудакова // Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов: материалы V Междунар. конф..- Волгоград: ВолгГАСУ, 2009.- Ч. I.- С. 166-170.
2. Пыкин, А.А. Модификация мелкозернистого бетона наноструктурным шунгитовым наполнителем [Текст] / А.А. Пыкин // Проблемы инновационного биосферно-совместимого социально-экономического развития в строительном, жилищнокоммунальном и дорожном комплексах: материалы 1-й Междунар. конф..- Брянск:
БГИТА, 2009.- Т.1.- С. 129-134.
3. Пыкин, А.А. Влияние ультразвукового диспергирования шунгитового наполнителя на прочность мелкозернистого бетона [Текст] / А.А. Пыкин, Н.П. Лукутцова // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 67-й Всерос.
конф. по итогам НИР 2009 г.- Самара: СГАСУ, 2010.- С. 278-280.
4. Лукутцова, Н.П. Модифицирование мелкозернистого бетона микро- и наноразмерными частицами шунгита и диоксида титана [Текст] / Н.П. Лукутцова, А.А.
Пыкин, О.А. Чудакова // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова.- 2010.- № 2.- С.66-70.
5. Шаблинский, Г.Э. Исследование динамической прочности и жесткости изделий из мелкозернистого бетона, модифицированного наноструктурным шунгитовым наполнителем [Текст] / Г.Э. Шаблинский, Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин, К.А. Цветков // Вестник МГСУ.- 2010.- № 2.- С. 231-236.
6. Пыкин, А.А. Регулирование свойств бетонов добавками на основе нанодисперсного шунгита [Текст] / А.А. Пыкин, Н.П. Лукутцова, Г.В. Костюченко // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: сборник докладов Междунар. конф (XIX научные чтения).- Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2010.- Ч.1.- С. 292-296.
7. Пыкин, А.А. Сонохимический способ получения углеродосодержащей нанодобавки для бетонов [Электрон. ресурс] / А.А. Пыкин // Современная биотехнология, фундаментальные проблемы, инновационные проекты и бионанотехнологии: материалы Междунар. конф. молодых ученых.- Брянск: БГУ им. И.Г. Петровского, 2010.
8. Пыкин, А.А. Роль стабилизаторов при получении нанодисперсного шунгита как эффективного модификатора бетонов [Текст] / А.А. Пыкин, Н.П. Лукутцова // Проблемы инновационного биосферно-совместимого социально-экономического развития в строительном, жилищно-коммунальном и дорожном комплексах: материалы 2-й Междунар. конф..- Брянск: БГИТА, 2010.- Т.1.- С. 232-238.
9. Пыкин, А.А. Шунгитосодержащий мелкозернистый бетон [Текст] / А.А. Пыкин // Молодежь и научно-технический прогресс: сборник трудов по итогам молодежн. науч.-техн. конф..- Брянск: БГИТА, 2010.- Вып. 1.- С. 212-215.
10. Шаблинский, Г.Э. Влияние микро- и нанодисперсного шунгита на свойства бетонов [Текст] / Г.Э. Шаблинский, Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин, Г.В. Костюченко // Вестник МГСУ.- 2010.- № 4.- С. 421-426.
11. Lukuttsova, N.P. Application of nanodispersed schungite as functional concrete admixture [Текст] / N.P. Lukuttsova, A.А. Pykin // Journal Scientific Israel - Technical Advantages, 2010.- Vol. 12.- № 3.- P. 40-43.
12. Пыкин, Н.П. К вопросу о повышении свойств мелкозернистого бетона микро- и нанодисперсными добавками на основе шунгита [Текст] / А.А. Пыкин, Н.П. Лукутцова Г.В. Костюченко // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова.- 2011.- № 2.- С. 16-20.
13. Lukuttsova, N.P. Physical and mechanical properties of fine-grained concrete with admixture nanodispersed schungite [Текст] / N.P. Lukuttsova, A.А. Pykin, А.P.
Pustovgar // Новости передовой науки: материалы VII Междунар. конф..- София:
Бял ГРАД-БГ ООД.- С. 54-58.
14. Лукутцова, Н.П. Применение нанодисперсного шунгита в качестве эффективной добавки для бетонов [Текст] / Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборник статей Междунар. конф.- Пенза: Приволжский дом знаний, 2011.- С. 76-79.
15. Пыкин, А.А. Свойства и структура бетона с добавкой нанодисперсного шунгита [Текст] / А.А. Пыкин // Технологии бетонов.- 2011.- № 3-4.- С. 52-54.
16. Лукутцова, Н.П. Особенности процессов структурообразования цементного камня с углерод-кремнеземистой нанодисперсной добавкой [Текст] / Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин, Е.Г. Карпиков // Строительные материалы.- 2011.- № 9.- С. 66-67.
17. Лукутцова, Н.П. Оценка эффективности и экологической безопасности технологии получения углерод-кремнеземистой нанодисперсной добавки для бетонов [Электрон. ресурс] / Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин, С.В. Васюнина // Экологически безопасные нанотехнологии в промышленности: материалы XII Междунар. конф..- Казань, 2011.
18. Лукутцова, Н.П. Структура и свойства цементного камня и бетона с добавкой УКН-модификатора [Текст] / Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин, Е.В. Дегтярев, С.В.
Ширко // Цемент и его применение.- 2012.- № 3 (май-июнь).- С. 119-121.
19. Лукутцова, Н.П. Технико-экологическое обоснование получения наномодификатора для бетона [Текст] / Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин, С.В. Ширко, А.А.
Мацаенко // Строительство и реконструкция.- 2012.- № 3 (май-июнь).- С. 42-48.
20. Лукутцова, Н.П. Коррозионная стойкость бетона с добавкой углеродкремнеземистого наномодификатора [Текст] / Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин, А.Г.
Устинов, А.С. Кондрик // Строительство и реконструкция.- 2012.- № 5 (сент.окт.).- С. 58-63.
21. Пат. 108033 Россия, МПК С04В 22/00, В28В 1/00. Энергоэффективная технологическая линия производства нанодисперсной добавки для бетонов [Текст] / Н.П. Лукутцова, С.А. Ахременко, Е.В. Дегтярев, А.А. Пыкин; БГИТА.- заявлено 07.04.2011; опубл. 10.09.2011.- 6 с.
22. Заявка № 2012111843 Россия, МПК С04В 22/00. Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для бетонной смеси / Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин; ООО МИП Нанокомпозит-БГИТА.- заявлено 27.03.2012.
ПЫКИН Алексей Алексеевич ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН С ДОБАВКОЙ УГЛЕРОД-КРЕМНЕЗЕМИСТОГО НАНОМОДИФИКАТОРА Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук 05.23.05 - Строительные материалы и изделия Подписано в печать 15.11.2012. Формат 6084/16.
Усл.-печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 325.
Отпечатано в БГТУ им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова 46.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям