Дисертація присвячена дослідженю впливу на властивості сухих будівельних сумішей модифікуючих добавок та карбонатних наповнювачів в агресивних середовищах. Вперше, з використанням камери сольового туману, проводилося випробування впливу агресивного середовища безпосередньо на стійкість модифікованої цементної матриці карбонатними наповнювачами, водоутримуючими реагентами та різними видами полімерних порошків (РПП).
При вивченні вихідних параметрів сумішей з використанням карбонатів, виявлено, що при низькому вмісті вапняку, збільшується міцність цементів на 28 добу, в той час як при використанні крейди марочна міцність сумішей є меншою. Рентгенографічним аналізом підтверджено подібність крейди та вапняку, що викреслює імовірність впливу додаткових включень на показники міцності.
За характером дії метил гідроксиетил целюлози, міцність сумішей на стиск зменшується при збільшені як вмісту їх у сумішах так і в’язкості самих ефірів целюлози. Ефіри низької та середньої в’язкості зменшуються міцність при вмісті 0,75 мас. % добавки, що складає 40 %, в той час як максимальне зменшення міцності для ефірів високої в’язкості становить – 60 %. Ефіри високої в’язкості збільшують водопоглинання сумішей при збільшені їх вмісту у системі від 2 % до 6 %. Ефіри середньої та низької в’язкості мають менший вплив на міцність, що, у свою чергу, показує їх більшу ефективність при застосуванні у цементних сумішах.
Форміат кальцію та РПП при низькому вмісті низькому вмісті у будівельних сумішах зменшують міцність сумішей на 9 – 15 %% в порівнянні до контрольних складів. При цьому значення міцності для отриманих сумішей залишається в межах 42,5 – 50 МПа на стиск. Вже більші концентрації (від 3 до 5 мас. % добавки) знижують міцність сумішей. Через що, можна стверджувати, що при подальшому твердненні сумішей марочна міцність лишатиметься в межах значень, що були отримані на 28 добу тверднення за умови, що не відбуватиметься деструкційного впливу на вироби.
Для сумішей з карбонатним наповнювачем, визначено, що найбільшу агресивність має розчин морської води. В даному середовищі відбуваєтсья значна втрата міцності цементів від 20 і аж до 50 % у порівнянні із зразками, які зберігалися у водопровідній воді. Показовий вплив на стійкість зразків з цементно-вапняковою сумішами можливо побачити у зразках з вмістом карбонатного компоненту до30 - 40 %. Втрата міцності в порівнянні до контрольних зразків у даному середовищі морської води 6 – 10 %.
Ефіри целюлози низької в’язкості за низьких концентрацій проявляють здатність до зменшення руйнуючого впливу сульфат-іонних середовищ на стійкість цементних сумішей у віці зразків 196 діб. Це передбачено відносною інертністю утворених полімерних плівок у матриці цементної суміші. За низької концентрацій (0,25 мас. %) метил гідроксиметил целюлози, відбувається сповільнення процесів руйнації і збільшення відносної довговічності цементної суміші при дії руйнуючого середовища на 5 – 10 %. При використанні 0,5 мас. % і більше добавки, відбувається сильне згущення суміші, що призводить до утворення пустот, тим самим збільшуючи проникність агресивного середовища і відповідно сильніше зменшуючи стійкість сумішей.
Форміат кальцію, так само як і вініл-ацетату/версатату (Neolith 4400), можуть виступати у якості антикорозійних добавок за рахунок низьких втрат у міцності зразків. Добавка Neolith 6700 проявляє значну стабільність до 5 мас. % добавки у суміші на 168 добу витримки у агресивних середовищах. При цьому використання Neolith 4400 має більш позитивний характер дії на суміш при впливі агресивного середовища. Так, при тривалому перебуванні у кальцій-сульфатному середовищі, при вмісті у суміші 1 % та 5 % вініл-ацетату/версатату, втрата міцності складає 4 – 10 МПа, в той час як в розчині натрій сульфату відбувався приріст міцності на 2 – 6 МПа в порівнянні до контрольного чистого цементного розчину.
Методом електронної мікроскопії визначено структуру сумішей до та після випробувань у агресивних середовищах.
Методом ІЧ-спектроскопії вивчено вплив та визначено поведінку полімерних добавок при безпосередній дії лужного середовища.
На основі отриманих даних спроектовано рецептуру комплексної добавки «ANTICOR 1Var». Ефективність розробленої добавки полягає у сповільнені процесів втрати міцності при довготривалому перебуванні цементних виробів у агресивних середовищах.
Доведено, що застосування комбінації добавок з наповнювачем призводить до зменшення впливу агресивного середовища у пізні експлуатаційні строки. При цьому, при подальшій експлуатації виробів з цементних в’яжучих, або зменшені дії агресивного середовища на розчини, відбувається часткове відновлення міцності розчинів. На основі отриманих результатів розроблено комбіновану добавку та розроблено проект технологічного регламенту.
