Browsing by Author "Кропивницька, Тетяна Павлівна"

Now showing 1 - 4 of 4

Лужноактивовані композиційні портландцементи з високою ранньою міцністю та наномодифіковані бетони на їх основі
(Національний університет "Львівська політехніка", 2020) Кропивницька, Тетяна Павлівна; Саницький, Мирослав Андрійович; Національний університет "Львівська політехніка"; Рунова, Раїса Федорівна; Нетеса, Микола Іванович; Кровяков, Сергій Олексійович
Дисертаційна робота присвячена розробленню теоретичних основ одержання лужноактивованих композиційних портландцементів з високою ранньою міцністю та наномодифікованих швидкотверднучих бетонів на їх основі з покращеними показниками якості. Обгрунтовано принципи композиційної побудови технологічно оптимізованих мікроструктурно-спроектованих мультимодальних портландцементів з високою ранньою міцністю з врахуванням особливостей речовинного та гранулометричного складів, впливу фізичних чинників (пуцоланова активність, водопотреба, водовідділення та ін.) на комплекс властивостей цементуючої системи. Розкрито фізико-хімічні закономірності процесів раннього структуроутворення лужноактивованих композиційних портландцементів, що полягають в утворенні цеолітоподібних лужних гідроалюмосилікатів, нанодисперсних фаз C-S-H(І) та етрингіту, які загалом визначають основні структурні характеристики модифікованого цементного каменю. Встановлено принципи наномодифікування цементного каменю на мікро- та наномасштабному рівнях і за методом золь-гель технології синтезовано лужний нанокомпозит N-C-S-H-PCE, що забезпечує суттєве збільшення ранньої міцності та визначає покращені технічні властивості та довговічність бетону. Розроблено основи технології наномодифікованих клінкер-ефективних бетонів різного функціонального призначення, що полягають у застосуванні фізико-хімічного та нанотехнологічного підходів для покращення експлуатаційних властивостей. Здійснено промислово-дослідне впровадження і визначено техніко-економічну ефективність використання лужноактивованих композиційних портландцементів з високою ранньою міцністю та наномодифікованих бетонів на їх основі. Дисcертационная работа посвящена разработке теоретических основ получения щелочеактивованных композиционных портландцементов с высокой ранней прочностью и наномодификованих быстротвердеющих бетонов на их основе с улучшенными показателями качества. Обоснованы принципы композиционного построения технологически оптимизованных микроструктурно-спроектированных мультимодальных портландцементов с высокой ранней прочностью с учетом особенностей вещественного и гранулометрического составов, влияния физических факторов (пуццолановая активность, водопотребность, водоотделение и др.) на комплекс свойств цементирующей системы. Раскрыты физико-химические закономерности процессов раннего структурообразования щелочеактивованных композиционных портландцементов, что заключаются в образовании цеолитоподобных щелочных гидроалюмосиликатив, нанодисперсных фаз C-S-H(I) и эттрингита, которые в целом определяют основные структурные характеристики модификованого цементного камня. Установлены принципы наномодифицирования цементного камня на микро- и наномасштабных уровнях и по методу золь-гель технологии синтезирован щелочной нанокомпозит N-C-S-H-PCE, обеспечиваюший существенное увеличение ранней прочности и определяющий улучшенные технические характеристики и долговечность бетона. Разработаны основы технологии наномодификованих клинкер-эффективных бетонов различного функционального назначения, заключающиеся в применении физико-химического и нанотехнологического подходов для улучшения эксплуатационных свойств. Осуществлено промышленно-опытное внедрение и определена технико-экономическая эффективность щелочеактивованих композиционных цементов с высокой прочностью и наномодификованных бетонов на их основе. The dissertation is devoted to the development of theoretical bases for obtaining alkali - activated composite Portland cements with high early strength and nanomodified rapid hardening concretes with improved quality parameters. There were substantiated the principles of composite construction of technologically optimized, microstructurally-engineered multimodal Portland cements with high early strength, taking into account the peculiarities of the substance and particle size composition, the influence of physical factors (pozzolanic activity, water demand, bleeding etc.) on the complex properties of the cementitious systems (workability, early and standard strength, durability, cost, environmental impact). It was shown that technological optimization due to the combination of mineral additives (GGBFS, superzeolite and limestone) with different surface energy (Kisa are 7,85; 9,71 and 11,52 μm-1.vol.%) provides microstructurally-designed multimodal composite Portland cement with high early strength of type CEM II/ B-M (S-P-L) 42,5R– LH, characterized by uniformity and stability without separation and delamination. It has been proved, the effectiveness of complex influence of alkali metal salts and polycarboxylate type superplasticizer on the processes of early structure formation of Portland composite cement. It was shown that the replacement of 1.0-1.5 wt.% SO3 from gypsum dihydrate in the CEM II/B-M composition with more soluble sodium sulfate in the amount of 1.77-2.65 wt.% opens the way to increase the efficiency of alkaline sulfate activation. The improved characteristics of the modified alkali-sulfate activated cement stone are ensured by the formation of zeolitic alkaline hydroalumosilicates, nanodispersed C-S-H(I) phases and ettringite. There were established the principles of nanomodification of cement stone on micro- and nano-scale levels and by the method of sol-gel technology was synthesis alkaline nanocomposite N-C-S-H-PCE. Alkaline nanocomposite is shown to be nanodispersed alkaline calcium hydrosilicates with high surface activity (Kisa=45 μm-1.vol.%), which provides directional control of structure formation processes in the R2O-CaO-Al2O3-SiO2-H2O system and determines (from nano- to micro- and macrolevels) the technical properties and long-term performance characteristics of cementitious matrix. Alkali-activated Portland composite cement with high early strength has been developed with taking into account the nanotechnological approach. It is shown that the combination of physical and chemical approaches by using alkaline activator, polycarboxylate superplasticizer, nanosilica and alkaline nanocomposite creates the possibility of obtaining super rapid hardening High-strength Portland composite cements ACEM II/B-M (S-P-L) 52,5 R (CF = 0,65; Rc1/Rc28 = 44,9%; Rc2/Rc28 = 96,2%, Rc28 = 68,2%, Rc28 = 68,2 MPa), rapid hardening clinker-effective composite cement CEM V/A 42,5 R (CF=0.50; Rc2/Rc28=51,5%; Rc28=61,2 MPa); ultra high performance heat and corrosion resistant pozzolanic cement CEM IV/A (P) 52,5R-SR (CF =0,78; Rc1/Rc28 = 61.9%; Rc2/Rc28 = 90.1%, Rc28=97.2 MPa); decorative composite cements. Nanomodified rapid hardening clinker-efficient concretes have been developed, characterized by improved technological, technocal and performance properties - S4 consistency class, rapid hardening (fcm2/fcm28 = 0,51-0,53), high strength classes C50/60, C60/75), high water resistance (W14 - W18), frost resistance (F300 - F400). The modulus of elasticity of nanomodified concrete increases to 49.6 GJ, the fracture toughness increases to Ki = 0.90 MPa · m1/2. It was shown that the introduction of complex nanomodifiers (liquid alkaline nanocomposites NCSH-PCE) allows to obtain nanoengineered composites (flexural / compressive strength - 20/160 MPa, abrasion - 0.02… 0.04 g/cm2) for using as a lining material in conditions of extreme abrasive wear at temperatures up to 400oC (cement industry, etc.). The industrial implementation has been carried out and the technical and economic efficiency of the use of alkali-activated Portland composite cement with high early strength and nanomodified concretes based on them has been determined.
Модифікування керамічної цегли та будівельного розчину зовнішніх стін будівель та споруд для підвищення їх експлуатаційної надійності
(Національний університет "Львівська політехніка", 2019) Семенів, Роксолана Михайлівна; Кропивницька, Тетяна Павлівна; Національний університет «Львівська політехніка»; Сторчай, Надія Станіславівна; Борзяк, Ольга Сергіївна
Дисертаційна робота присвячена питанням розроблення теоретичних основ підвищення експлуатаційної надійності зовнішніх стін будівель і споруд шляхом модифікування поверхні керамічної лицьової цегли високоефективними нано-рідинами та застосування будівельного розчину на основі модифікованого низькоемісійного багатокомпонентного цементу для мурування МС 22,5, що забезпечує технічні, екологічні та економічні переваги. Оптимізовано склади високоефективних нано-рідин з використанням нано-Аl2О3, що забезпечують високий рівень гідрофобізації цегляної кладки із зменшенням показників водопоглинання, капілярного підтягування та підвищенням атмосферо- і морозостійкості без утворення тріщин. Розроблено модифіковані багатокомпонентні цементи для мурування з пониженим клінкер-фактором (40 %), які дозволяють одержати легковкладальні розчинові суміші, що забезпечують якість цегляної кладки – повнота і рівномірність заповнення швів, дотримання їх раціональної товщини, адгезію розчину, а також міцність, морозостійкість, деформативність і стійкість до висолоутворення зовнішніх стін будівель і споруд. Диссертация посвящена разработке теоретических основ повышения эксплуатационной надежности наружных стен зданий и сооружений путем модифицирования поверхности керамического лицевого кирпича высокоэффективными нано-жидкостями и применения строительного раствора на основе модифицированного низкоэмиссионного многокомпонентного цемента для кладки МС 22,5, что обеспечивает технические, экологические и экономические преимущества. Оптимизированы составы высокоэффективных нано-жидкостей с использованием нано-Аl2О3, что обеспечивают высокий уровень гидрофобизации кирпичной кладки с уменьшением показателей водопоглощения, капиллярного подтягивания и повышением атмосферо- и морозостойкости без образования трещин. Разработаны модифицированные многокомпонентные цементы для кладки с пониженным клинкер-фактором (40 %), которые позволяют получить растворные смеси, что обеспечивает качество кирпичной кладки – полнота заполнения швов, соблюдение их рациональной толщины, а также морозостойкость, деформативность и устойчивость к высолообразованию наружных стен зданий и сооружений. The dissertation is devoted to questions of increasing the operational reliability of external walls of buildings and structures. This is achieved by modification of ceramic brick surface by hydrophobic substances of new generation and building mortar on the basis of a low-emission masonry cement with additives of air-tightening action. An analytical review of literary sources devoted to the current state of problems of brick external walls of buildings and structures is made. The questions connected with principles of modification of ceramic brick and building mortar are considered, as well as theoretical preconditions of research are determined. The characteristics of the materials and the main methods of research used in the work are described. The results of development and research of physical and mechanical properties of modified ceramic bricks and building mortars are presented. The phase composition and microstructure of the efflorescences from ceramic facing brick and the building mortar were obtained. It is investigated the influence of nano-liquid on the brick properties using the method of orthogonal central composite planning. It has been determined that the most effective hydrophobic substance is modifier containing nano-Al2O3 powder. It is established that during surface treatment by nano-liquid (amount of nano-Al2O3 – 0,8 %) water absorption decreases to 1.2–1.6 %, capillary suction – to 0.08–0.12 kg/m2∙hour0,5. The electron microscopy method confirmed that the modification of the ceramic brick surface by the hydrophobizing nano- liquids makes it possible to compact the structure through the colmatation of pores and microcracks, which reduces the capillary suction of the ceramic facing brick. It also results an atmospheric resistance and frost resistance of the ceramic facing brick. Experimental studies have confirmed that a significant influence on the properties of brick masonry has a binder and building mortar on its basis. Use of low-emission masonry cement MС 22.5 with a reduced clinker factor (40 %), as binder, leads to an increase of salt efflorescence resistant of the brick masonry. Due to modification, a fine-pore microstructure of a cement matrix of building mortar is formed, which impede the process of material destruction. It was established that for mortar mixtures based on МС 22.5, obtained modified building mortars of the design grade for compressive strength М100, which are characterized by increased frost resistance (F75) and atmospheric resistance. It was shown that during the investigation of brick masonry using modified building mortar and ceramic facing brick with nano-liquid, the adhesion strength was 0.73 MPa, the compressive strength – 8.5 MPa. At the same time, the use of a modified mortar based on low-emission masonry cement MC 22.5 and a modified ceramic facing brick by nano-liquid ensures efflorescences resistance of brick masonry. Nano-liquid was used to protect the surface of brick fencing structures during repairing work. The production of an industrial batch of masonry cement with air-tightening additive EN 413-1 MC 22.5 in the amount of 70 tons was produced at PJSC "Ivano-Frankivsk Cement". During the laying of external walls of low-rise residential development LTD "Pidgaetska building company" was used masonry cement MC 22.5 EN 413-1 in the quantity of 70 tons; economic efficiency is 154.62 UAH per 1 m3 of mortar.
Пластифіковані цементи та будівельні мурувальні розчини на їх основі
(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Кропивницька, Тетяна Павлівна
Дисертаційна робота присвячена питанням розробки теоретичних основ отримання сильнопластифікованих цементних систем з комплексними добавками пластифікуюче-повітровтягувальної дії для одержання шляхом раціонального проектування мезоструктури будівельних розчинів високої функціональності, що характеризуються покращеною легкоукладальністю та терміном придатності розчинових сумішей, забезпечують запроектовану марку за міцністю на стиск та відповідні показники якості будівельного розчину. Встановлено закономірності формування мікроструктури цементної матриці високофункціональних будівельних розчинів; проведено оптимізацію комплексних добавок повітровтягувальної та прискорюючої дії для будівельних розчинів, що тверднуть при понижених додатних та від`ємних температурах; запропоновано основи технології пластифікованих цементів для будівельних розчинів та здійснено апробацію розроблених складів високофункціональних будівельних мурувальних розчинів у промислових умовах.Диссертационная работа посвящена вопросам разработки принципов получения сильнопластифицированных цементных систем за счет их модифицирования полифункциональными добавками с воздухововлекающим эффектом для получения путем направленого проектирования мезоструктуры строительных растворов высокой функциональности, характеризующихся высокой удобоукладываемостью растворной смеси и обеспечиваючих повышение качества раствора и кладки. Комплексом проведенных исследований установлены физико-химические особенности гидратации пластифицированных портландцементнов для строительных растворов. Выявлено, что уплотнение цементного камня за счет кольматации открытых пор портландитом и АFm-фазами способствует повышению его прочности, а образование эттрингита на поверхности открытых пор приводит к компенсации усадки. Добавки гидрофобно-пластифицирующего действия приводят к образованию в растворной смеси значительного количества эластичных пузырьков, равномерно распределенных в цементном тесте. Показано, что микроструктура цементной матрицы играет определяющую роль в формировании механических свойств строительного раствора. Методом растровой электронной микроскопии установлено, что при высоких градиентах напряжений, возникающих при хрупком разрушении, термических ударах, замерзании воды, замкнутые поры препятствуют распространению трещин в глубину твердого тела. Методом математического планирования эксперимента проведена оптимизация составов пластифицированных многокомпонентных цементов для строительных растворов типа ЦБР ПВ согласно ДСТУ Б В 2.7-124-2004. Исследовано влияние модификаторов воздухововлекающего действия и наполнителей на фазовый состав и микроструктуру цементной матрицы строительных растворов. Проектирование составов растворов на основе пластифицированных цементов позволяет получить удобоукладываемые и легко перекачиваемые насосами строительные растворные смеси (марка за подвижностью П12, П14), характеризующиеся сохраняемостью до 9 часов, пониженной средней плотностью -1600-1800 кг/м3, высокой водоудерживающей способностью (96-97%) и расслаиваемостью в пределах 7-8%. При этом обеспечивается проектная марка раствора по прочности на сжатие М100 с необходимыми показателями качества, в том числе при твердении в условиях знакопеременных и отрицательных температур. Строительные растворы на основе сильнопластифицированных цементов характеризуются маркой по морозостойкости F75. При использовании аэрированных строительных растворов с пониженной плотностью до 1560-1600 кг/м3 достигается снижение коэффициента теплопроводности до 0,66...0,71 Вт/(м•К). что способствует повышению термического сопротивления стены. Высокофункциональные строительные растворы обеспечивают качество кладки (полнота и равномерность заполнения швов, соблюдения рациональной их толщины), адгезию раствора и улучшенное сцепление с основой, а также прочность и деформативность. При введении воздухововлекающих добавок несколько уменьшается модуль упругости растворов и возрастет коэффициент Пуассона, что способствует снижению возможности образования трещин при твердении кладочных растворов. Разработаны технологические схемы производства пластифицированных цементов для строительных растворов и произведен выпуск опытных партий на ОАО “Николаевцемент”. Промышленное производство удобоукладываемых растворных смесей налажено на предприятии строительных материалов ПП «Застава» (г. Червоноград). Строительной компанией ООО «Мебель-Сервис» разработанные составы высокофункциональных растворов внедрены при строительстве 12-ти этажного дома в г. Червоноград, в том числе в условиях знакопеременных и отрицательных температур. Показано, что централизованное приготовление растворов на бетоннорастворном заводе с доставкой автобетоносмесителями на строительную площадку обеспечивет повышение производительности труда и снижение себестоимости строительства.The thesis is devoted to the development of theoretical bases to obtain plasticized cement systems with complex admixtures of plastiсizing and air-entraining action to get by rational design of mesostructure of mortars with high functionality, characterized by improved workability and expiration date of mortar mixtures and provide the designed compressive strength and related parameters of mortar quality. Patterns of the microstructure formation of cement matrix of high performance mortar are set; optimization of complex admixtures of air-entraining and accelerating action for building mortars, which harden at low positive and minus temperatures is made. The foundation of technology of plasticized cement for masonry mortars is suggested and approbation of developed compounds of high performance masonry mortars in industrial conditions is carried out.
Ремонтні суміші з підвищеними експлуатаційними властивостями на основі лужного портландцементу
(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Камінський, Андрій Тарасович; Кропивницька, Тетяна Павлівна; Національний університет "Львівська політехніка"; Житковський, Вадим Володимирович; Суханевич, Марина Володимирівна