Дисертаційна робота присвячена вирішенню завдання одержання бетонів з підвищеними експлуатаційними властивостями на основі заповнювачів рециклінгу бетону за рахунок оптимізації гранулометричного складу суміші заповнювачів різних типів для формування щільної макро- та мезоструктури штучного каменю та введення пуцоланових добавок у поєднанні з полікарбоксилатними суперпластифікаторами для збільшення міцності контактної зони на межі «заповнювач рециклінгу бетону – цементне тісто», що забезпечує підвищення міцності, водонепроникності та довговічності.
Проведено оцінку якості заповнювачів рециклінгу бетону за фізичними та механічними показниками. Розроблено швидкотверднучі модифіковані дрібнозернисті бетони на основі портландцементу з вапняком та дрібного заповнювача оптимізованого зернового складу. Експериментально підтверджено, що модифікування структури бетону на мікрорівні активною пуцолановою добавкою (АПД) «зола - винесення – мікрокремнезем» у поєднанні з РСЕ забезпечує збільшення міцності через 2 доби до 82,7 МПа, а через 28 діб – до 125,7 МПа. Розкрито закономірності формування фазового складу та мікрострукури цементного каменю на основі портландцементу з вапняком, модифікованого РСЕ–АПД. Методом рентгенофазового аналізу встановлено, що комплексне поєднання РСЕ та високодисперсної АПД «зола-винесення–мікрокремнезем» забезпечує вже через 1 добу гідратації прискорене зв`язування кальцію гідроксиду, кількість якого зменшується в 1,6 рази порівняно з цементним каменем без добавок. У цементуючій матриці за рахунок явища адсорбційного модифікування переважно утворюються дрібнодисперсні кристали гідратних фаз, що свідчить про створення однорідної, щільної дрібнодисперсної мікроструктури, яка сприяє підвищенню міцності бетонів. Направлене регулювання процесів раннього структуроутворення модифікованих дрібнозернистих бетонів визначає їх покращені будівельно-технічні властивості.
У четвертому розділі запроектовано склади еко-ефективних бетонів з урахуванням впливу активності цементу, показника В/Ц та якості заповнювачів на міцність бетонів відповідно до формули Боломея. На основі результатів міцності контрольних складів бетонів (для звичайного бетону при В/Ц більше 0,4) встановлено, що коефіцієнт якості гранітного щебеню складає А=0,60 (рядовий), а для заповнювачів рециклінгу бетону знижується до А=0,55 (заповнювачі пониженої якості). Проведено оптимізацію гранулометричного складу суміші заповнювачів еко-ефективних бетонів. На основі одержаних результатів запроектовано оптимальні склади бетонів на основі портландцементу з вапняком (Ц=350 кг/м3) із застосуванням експериментально-статистичного моделювання. Встановлено, що при заміні в складі бетонної суміші 50% гранітного щебеню на заповнювачі рециклінгу бетону та введенні 1,5 мас.% полікарбоксилатного суперпластифікатора досягається міцність бетону через 28 діб 59,3 МПа, що відповідає класу міцності на стиск С35/45. Показано, що при введенні 3,0 мас. % РСЕ за рахунок водоредукуючого ефекту ΔВ/Ц=45% досягається клас міцності на стиск С50/60, що дозволяє такі бетони віднести до високоміцних та клінкер-ефективних. Дослідженнями структури бетону на основі поліфракційних заповнювачів на макро-, мезо- та мікрорівнях встановлено, що найслабшою частиною в структурі бетону є контактна зона «заповнювач - продукти гідратації цементу». Встановлено, що модифікування РСЕ та пуцолановою добавкою «зола- винесення - мікрокремнезем» клінкер-ефективних бетонів на основі заповнювачів рециклінгу бетону оптимізованого складу на мезо- та мікрорівнях забезпечує через 1; 2 та 28 діб до збільшення міцності до 24,7; 39,6 та 78,7 МПа, що відповідає вимогам щодо високоміцних (клас міцності С50/60) і швидкотверднучих бетонів. Розроблені швидкотверднучі еко-ефективні бетони на основі заповнювачів рециклінгу бетону характеризуються підвищеними будівельно-технічними властивостями: модуль пружності Eсm=46,5 ГПа, в’язкість руйнування Kі=0,95 МПа·м1/2, водонепроникність W12, морозостійкість F300.
Наведено результати дослідно-промислової апробації еко-ефективних бетонів з підвищеними експлуатаційними властивостями. Розроблені швидкотверднучі товарні бетони на основі заповнювачів рециклінгу бетону, виготовлені ТзОВ «Бетонікс», впроваджені БК «Вікінг» при влаштуванні монолітного залізобетонного перекриття третього поверху житлового багатоквартирного будинку (м. Львів). Представлена техніко-економічна ефективність швидкотверднучих екоефективних бетонів. Результати експериментальних досліджень і промислового впровадження використані при підготовці студентів спеціальності 192 Будівництво та цивільна інженерія.
