автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций с учетом природы составляющих твердых фаз

На правах рукописи

ШАНГИН Владимир Юрьевич

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С УЧЕТОМ ПРИРОДЫ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТВЕРДЫХ ФАЗ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» на кафедре «Инженерная химия и естествознание».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Сватовская Лариса Борисовна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лесовик Валерий Станиславович доктор технических наук, профессор Попов Валерий Петрович доктор химических наук, профессор Корсаков Владимир Георгиевич Ведущая организация - Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Защита состоится 22 июня 2006 г. в 1330 час. на заседании диссертационного совета Д 218.008.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, аудитория 3-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 22 мая 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Масленникова Л. Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В настоящее время при строительстве и ремонте зданий широко востребованы отделочные материалы на цементной основе - наливные составы для выравнивания полов, большое разнообразие штукатурных, клеевых и других композиций, которые применяются и эксплуатируются в тонком слое. Такие тонкослойные цементные композиции (ТЦК) по сравнению с конструкционными бетонами отличаются специфическими свойствами: высокой подвижностью при нанесении без механического уплотнения, твердением в температурно-влажностных условиях строительной площадки, большой открытой поверхностью уложенного материала. Этим отделочным материалам не требуется высокая прочность при сжатии, их назначением является защита конструкции от атмосферных осадков, от передачи тепла и звука, они должны обладать экологической чистотой и другими специальными свойствами. Указанные свойства не могут быть обеспечены без трещиностойкости ТЦК, от которой зависит как долговечность самого отделочного слоя, так и защита несущих конструкций здания.

С другой стороны современная строительная индустрия развивается на базе использования сухих строительных смесей, т.е. смесей твердых веществ. На момент постановки настоящих исследований отсутствовали знания о закономерностях изменения основных свойств тонкослойных композиций от вида цементной матрицы и вводимых твердых фаз -включений: добавок, наполнителей и . заполнителя, также как и отсутствовали методы испытания таких материалов в тонком слое. Поэтому развитие знаний о влиянии вводимых твердых фаз на свойства тонкослойных цементных композиций и методах их исследования имеют особенную актуальность, как с точки зрения улучшения свойств ТЦК, так и возможности создания отечественных добавок, экономически более целесообразных и доступных в разных регионах России.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ состояла в определении закономерностей изменения свойств тонкослойных цементных композиций (ТЦК) с учетом вида и свойств составляющих твердых фаз.

ЗАДАЧАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ являлись:

- определение отличительных свойств тонкослойных цементных композиций и разработка адекватной условиям эксплуатации методики их исследования в тонком слое;

- выбор цемента и определение закономерностей изменения свойств тонкослойных цементных композиций с учетом природы составляющих твердых фаз;

- разработка и промышленное внедрение тонкослойных цементных композиций различного назначения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Предложено характеризовать тонкослойную цементную композицию (ТЦК), как защитно-отделочный материал для несущих конструкций, который имеет значение параметра ^(Б/У) = 1...3, где Б -площадь открытой поверхности и V - объем композиции, отличается высокой подвижностью при нанесении и трещиностойкостыо при эксплуатации в тонком слое. Разработана новая методика исследования ТЦК, включающая одновременно способ определения прочности композиции при растяжении (патент № 2242740) и способ определения деформации усадки (патент № 2266541) в тонком слое. Предложено оценивать трещиностойкость собственно цементного камня (матрицы) и ТЦК по величине отношения найденных измерений: прочности при растяжении - ор и относительной деформации усадки - е, значения которых определяются при испытании на одном образце. Выбран цемент для трещиностойких композиций и определен критерий обеспечения трещиностойкости ТЦК -Стр/е > 1,0 ГПа при стр> 1,25 МПа.

2. Предложено управлять трещиностойкостыо ТЦК введением

труднорастворимых твердых веществ определенной энергетической и

2

химической природы, которые способны повысить трещиностойкость при реализации механизмов катализа гидратации силикатов на поверхности, демпфирования как элементов структуры этих веществ и их способности усиливать контакты на границах разделов фаз. Установлено, что вводимые в ТЦК твердые вещества в виде трех групп неметаллических добавок и наполнителей различной энергетической и химической природы проявляют общую закономерность в пределах соответствующей группы - чем ниже энергосодержание вещества по значению параметра стандартной энтальпии (-ДН°29з) при введении в композицию, тем выше трещиностойкость ТЦК при эксплуатации.

3. Показано, что увеличение прочности при растяжении композиции и повышение трещиностойкости с одновременным снижением усадки и водопоглощения реализуется при введении в ТЦК полупроводниковых оксидов с окислительными свойствами со значением параметра энергосодержания -ДН°298 ниже 240 кДж/моль, что связано с ускорением гидратационных процессов и увеличением количества гидросиликатов. При введении ионных сульфатов с высокой мольной массой и значением -ДН°298 ниже, чем 1440 кДж/моль также увеличивается прочность композиции при растяжении и повышается трещиностойкость. Механизм увеличения трещиностойкости ТЦК за счет донорно-акцепторных взаимодействий на границе раздела фаз реализуется при введении наполнителей, имеющих высокие значения орбитальной электроотрицательности катионов, что способствует росту прочности контакта фаз.

4. Установлена закономерность повышения теплозащитных свойств ТЦК от энергосодержания составляющих веществ по значению параметра стандартной энтальпии (-ДН°298); показано, что введение в композицию твердых фаз со значением параметра -ДН°298 ниже, чем 1000 кДж/моль приводит к снижению теплопроводности цементного камня за счет образования кристаллических или гелевых гидратов и структур с

конституционной водой. Определены цементы с минимальной теплопроводностью камня и выявлена взаимосвязь теплопроводности композиции от энергетической природы составляющих твердых фаз, которая позволила произвести выбор добавок и наполнителей для получения ТЦК с улучшенными теплозащитными свойствами.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

1. Выявленные закономерности изменения свойств композиций с учетом энергетической и химической природы вводимых твердых фаз дают возможность прогнозировать основные свойства ТЦК на стадиях приготовления, нанесения и эксплуатации; использование наиболее трещиностойкого цемента и запатентованных комплексных добавок позволили повысить трещиностойкость ТЦК до 27 % и прочность при растяжении - до 43 %, уменьшить усадочные деформации до 12 % (патенты: № 2203865, № 22006535 и № 2187477), увеличить подвижность укладываемой композиции - до 22 % и адгезионную прочность - до 57 % (патенты № 22003866 и № 2238920). Разработанные добавки (патенты № 2239610 и № 2243051) при использовании в ТЦК позволили получить отделочные материалы с улучшенными теплозащитными свойствами.

2. Проведена сравнительная оценка цементов разных марок по новым параметрам: прочности при растяжении - <тр и относительной деформации усадки - е тонкослойного камня, что позволило выбрать наиболее трещиностойкий цемент для матрицы ТЦК. При прочих равных условиях лучшие значения параметров стр = 1,93 МПа и s = 3,15 мм/м показал Оскольский ПЦ 500 ДО и худшие значения параметров стр = 1,43 МПа и е = 8,27 мм/м - Лафарж-цемент марки Fondu, соответственно, разница значений достигает 35 % по прочности при растяжении и 262 % по деформации усадки. Определены цементы для создания ТЦК с теплозащитными свойствами - при прочих равных условиях минимальной теплопроводностью обладает цементный камень на основе Щуровского ПЦБ 400 - 0,50 Вт/(м-°С)

и Пикалевского ПЦ 400 Д20 - 0,58 Вт/(м-°С); найдены добавки и наполнители для наиболее теплозащитных ТЦК.

3. Разработаны сухие строительные смеси для горизонтальных (при выравнивании полов) и вертикальных (при отделке стен) поверхностей с прогнозируемыми свойствами. Для устройства полов разработаны композиции со следующими характеристиками: самовыравнивающийся состав для окончательного выравнивания поверхности от 0 до 10 мм с подвижностью 30 см по Суттарду, отношением - Стр/е = 1,43 ГПа при сгр = 1,44 МПа и истираемостью 0,6 г/см2; литой состав для предварительного выравнивания поверхности от 10 до 50 мм с подвижностью 27 см по Суттарду, отношением - Стр/s =1,37 ГПа при стр = 1,68 МПа и истираемостью 0,5 г/см2; состав для создания покрытия повышенной твердости с подвижностью 32 см по Суттарду, отношением - Ср/е = 1,53 ГПа при ар = 1,7 МПа и истираемостью 0,4 г/см2. Для отделки внутренних и наружных стен разработаны композиции различного назначения: штукатурные составы М 25...100, Пк 2...3, с отношениями - Стр/е = 1,1...1,25 ГПа; гидроизоляционный состав М 150, Пк 2, Стр/е = 1,28 ГПа и F 300; теплозащитные составы М 25...100, Пк 3, с отношениями - <Тр/е = 1,06...1,16 ГПа, F 25... 100 и теплопроводностью 0,25...0,32 Вт/м°С, а также клеи, терразитовые штукатурки и составы камнезаменителей. Предложенные композиции сухих смесей более экономичны по сравнению с известными зарубежными аналогами за счет использования запатентованных отечественных добавок и уменьшения количества дорогостоящих полимеров.

4. Результаты работы защищены 11-ю патентами, шестью техническими условиями: «Смеси сухие для выравнивания полов» ТУ 5745009-50054834-2002, «Смеси сухие штукатурные отделочные на минеральной основе» ТУ 5745-004-50054834-2001, «Смеси сухие клеевые» ТУ 5745-00850054834-2002, «Смеси сухие для ремонта бетона» ТУ 5745-001-588726095

2003, «Смеси сухие шпаклевочные» ТУ 5745-003-58872609-2003, «Составы декоративные отделочные» ТУ 5772-002-58872609-2003 и девятью гигиеническими сертификатами, которые приведены в приложении к диссертации.

5. Разработанные композиции использованы в производстве сухих строительных смесей заводов - фирмы «Тосненские сухие смеси», ЗАО «Метробетон», фирмы «АжиоСтрой» и НПО «Корунд», Проведено внедрение ТЦК на объектах Санкт-Петербурга - штукатурные композиции были использованы при реставрации: Адмиралтейства, Строгановского и Константиновского дворцов, Мариинского театра, Собора святых апостолов Петра и Павла Петропавловской крепости, Свято-Троицкого собора Александра-Невской лавры, православных храмов Воскресения Христова, Святого великомученника Пантелеймона, Воскресенского Новодевичьего и Валаамского монастыря и других. Выравнивающие композиции нанесены при устройстве полов в жилых домах Гатчинского ДСК, ГССК, ДСК - 3, ЗАО «Треста - 68», на складах фирм: «Форд», «Оборонпромкомплекс», НПО «Корунд», «ТСС» и других объектах; акты испытаний приведены в приложении к диссертации.

ДОСТОВЕРНОСТЬ научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена результатами экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов физико-химического анализа: рентгенофазового, дифференциально-термического,

калориметрического методов, хорошей сходимостью при проведении статистической обработки экспериментальных данных, а также практическими результатами, полученными в лабораторных и промышленных условиях стройплощадки.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Отличительные свойства тонкослойных цементных композиций, методика их исследования и новые параметры цементного камня в тонком слое.

б

2. Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций с учетом вида и свойств составляющих твердых фаз.

3. Новые тонкослойные цементные композиции различного назначения с улучшенными свойствами и их промышленное внедрение.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения работы доложены и обсуждены на V Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк., СПбГТУ, 2001 г.; Международной конф. «Высшее профессиональное образование на ж/д транспорте», СПб., ПГУПС 2001 г.; II Международной научно-практ. конф. «Защитные композиционные материалы и технологии третьего тысячелетия - КОМПОЗИТ 2001», СПб., ПГУПС, 2001 г.; VI Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк. «Фундаментальные исследования в технических университетах», СПб., СПбГПУ, 2002 г.; Proceedings of the International Seminar held at the University of Dundee, Scotland, UK, 2002,; Международной научно-техн. конф. «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», Пенза, 2003 г.; 1st International Conference on Concrete Repair, St-Malo, France, 2003.; II Международная конф. научно-техн. конф. «Новые материалы и технологии в машиностроении», Брянск, 2003 г.; XV Internationale Baustofftagung Bauhaus - Universität Weimar, Bundesreppublik Deutschland, 2003.; VII Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк. «Фундаментальные исследования в технических университетах», СПб., СПбГПУ, 2003 г.; VI Международной научно-техн. конф. «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте», СПб, ПГУПС, 2004 г.; Международной научно-техн. конф. «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», Пенза, 2004 г.; Proceedings of the International Conference organized by the Concrete and Masomy Pesearch Group and held at Kingston University, London,, UK,

2004.; II и III Международных научно-техн. конф. «Материалы и технологии XXI века», Пенза, 2004, 2005 гг.; III International Conference DYN-WIND

2005, Zilina, Slovak Republic.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 75 научных работ, в том числе 1 монография; 8 статей в научных журналах по списку ВАК России; публикации в трудах международных конгрессов Великобритании, Германии, Франции, Словакии и России; материалы защищены 11 патентами, 9 гигиеническими сертификатами и шестью ТУ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа, общим объемом 397 страниц, состоит из введения, 6-ти глав, общих выводов, включает 44 таблицы, 70 рисунков, 5 приложений и содержит список литературы из 251 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Тонкослойные цементные композиции (ТЦК) по сравнению с конструкционными бетонами отличаются специфическими свойствами: высокой подвижностью при нанесении без механического уплотнения, твердением в температурно-влажностных условиях строительной площадки, большой открытой поверхностью уложенного материала. Особенностью отделочных материалов разного назначения: тепло-, звуко-, гидроизоляционных, декоративно-защитных и других, эксплуатируемых в тонком слое, является то, что им не требуется высокая прочность при сжатии, их основным свойством является трещиностойкость, от которой зависит как долговечность самого отделочного слоя, так и защита конструкций здания.

В качестве параметров, характеризующих специфические свойства ТЦК по сравнению с конструкционными бетонами, нами предложены следующие три: значение ^(Б/У) = 1...3, где Б - площадь открытой поверхности и V — объем нанесенной композиции; высокая подвижность смеси - до 32 см по вискозиметру Суттарда; и трещиностойкость материала при эксплуатации в тонком слое до 20 мм.

На момент постановки работы суть проблемы состояла в том, что отсутствовали численные значения параметра трещиностойкости ТЦК,

поэтому в исследованиях было уделено в первую очередь внимание свойству трещиностойкости композиционного материала в тонком слое.

Обзор исследований российских и зарубежных ученых по конструкционным бетонам: Ю.М.Баженова, Г.И.Горчакова, В.С.Грызлова, С.В.Елизарова, П.Г.Комохова, Р.Лермита, Л.П.Орентлихер, А.А.Парийского,

____I

В.П.Попова, О.С.Поповой, Т.М.Петровой, Р.Пельтье, Б.Г.Скрамтаева, А.Е.Шейкина, А.Ф.Щурова и других позволил определить, что трещиностойкость цементных композиционных материалов в большой степени связана с влиянием двух параметров: прочностью при растяжении (ар) и усадкой материала (е). Стандартные методы испытания цементов ГОСТ 5802-78 дают характеристику прочности материала при сжатии на образцах из раствора состава 1:3, что не позволяет судить о свойствах собственно цементного камня. При этом методы испытания строительных растворов ГОСТ 5802-86 также не позволяют определять указанные параметры для тонкослойного камня.

На момент постановки настоящих исследований не существовало метода измерения параметров - ар и е - тонкого слоя цементного камня и композиций на его основе, при условиях адекватно отражающих реальную эксплуатацию ТЦК- Наиболее близкий способ оценки трещиностойкости Р.Лермита по методу кольца из цементного камня на недеформируемом сердечнике определяет время трещинообразования, но не дает возможности получения численных значений прочности слоя при растяжении, так же как деформаций усадки слоя материала. Поэтому нами были разработаны и запатентованы способы испытания, позволяющие определять прочность при растяжении (патент № 2242740) и деформации усадки композиции в тонком слое (патент № 2266541) на одном и том же опытном образце при одинаковых условиях окружающей среды.

Опытные образцы представляли собой монолитные кольца из

цементного композита; для их изготовления использовались полностью

разборные формы (патент № 31752). Размер внутреннего диаметра образца

9

составлял 180 мм для выполнения условия тонкостенности кольца. Толщина растворного слоя образцов-колец была выбрана — 10 мм, как наиболее востребованная и часто встречаемая на практике.

Во всех экспериментах образцы-кольца в количестве трех на одно испытание изготавливались и хранились в равных условиях. Подвижность растворов была 25 см по вискозиметру Суттарда, температура +20° С, относительная влажность 65 % при аспирации воздуха 0 м/с.

Усадка образцов определялась с помощью микрометра по изменению диаметра кольца. С помощью установки, схематично представленной на рисунке 1, определялась прочность образцов-колец при растяжении (МПа). Такие размеры кольца и способ испытания позволяют определять растягивающие (окружные) напряжения по формуле:

R -Р

_ _ i4BH А вн

--г~

где RB„ — внутренний радиус образца - кольца; Рвн - давление по внутренней плоскости цилиндра, фиксируемое манометром; t - толщина стенки (растворного слоя) образца - кольца.

При статистической обработке выборочных экспериментальных данных, полученных в работе при испытании контрольных составов (ПЦ 500 ДО) в течение одного года, было установлено, что коэффициент вариации для прочности при растяжении составил менее 6 %, а для усадочных деформаций - менее 8 % (коэффициенты вариации меньше 15 %), соответственно три опытных образца позволяют получить корректный результат при проведении сравнительных испытаний.

Первой задачей, решаемой с помощью разработанного метода, был выбор наиболее трещиностойкого цемента для матрицы тонкослойной композиции. Сведения о марке в данном случае оказались не достаточными, так как марка цемента, определяемая стандартными испытаниями, во-первых, характеризует прочность материала при сжатии и, во-вторых -

цементно-песчаного раствора, а не собственно цементную матрицу или цементный слой композиционного материала.

3_

£00

2

180

Рис. 1. Схема установки. 1 - образцовый манометр, 2 - насос, 3 -сферическая камера, 4 - образец-кольцо.

Для выбора вяжущего для матрицы ТЦК были испытаны образцы-кольца, изготовленные в равных условиях при подвижности 25 см по Суттарду из цементов различных марок, представленных на строительном рынке Северо-Запада: Пикалевского ПЦ 400 Д20, Щуровского ПЦБ 400, Оскольского ПЦ 500 ДО, ПЦ 600 Опытного завода СПб., Датского ПЦБ 700 и глиноземистого цемента фирмы Лафарж марки «Fondu» (далее Лафарж-цемент). Полученные результаты приведены на рисунках 2, 3 и 4.

Анализ данных показывает, что все цементы имеют разные величины прочности при растяжении и относительной деформации усадки. Самую высокую прочность и низкую усадку показал бездобавочный Осколцемент M 500 (кривая 1 рис. 2 и 3) и наиболее близкий по значениям параметров Датский цемент M 700 не превосходит Осколцемент M 500. Худшие значения показал Лафарж-цемент марки «Fondu» (Франция, класс 42,5) при самом высоком водоцементном отношении, в то время как Оскольский цемент имел самое низкое В/Ц (рис. 4).

Интересно отметить, что основные изменения изучаемых параметров стр и б происходят в течение 14 суток. Этот результат хорошо согласуется с

наблюдениями из практики, где риск появления усадочных трещин наиболее велик в течение 2-х недель после нанесения ТЦК.

2 1.8 1.6 1,4

я

С 1,2

О.

\Э

1

0.8 0.6 0.4 0.2

_ i r-

, « a 5 ^ -A fi

f

f/W'/ >

w

¿А t » /

ж?

10 15 20

т, сутки

25

30

1. ПЦ500 ДО,

2. ВДВ 700,

3.ПЦ600,

4.ПЦ400Д20,

5. ПЦБ 400,

6. марка «Fondu» Лафарж-цемент

(Франция, класс 42,5).

Рис. 2. Кинетика изменения прочности при растяжении цементов разных марок.

9 8 7 6

1 * S

со 4

3 2 1 0

tr """ f

/ /

V /

1-S.-A —

и rV >

10

15

т, сутки

20

25

30

1.ПЦ500 ДО,

2. ПЦБ 700,

3. ПЦ 600,

4.ПЦ400 Д20,

5. ПЦБ 400,

6. марка «Fondu» Лафарж-цемент

(Франция, класс 42,5).

Рис. 3. Кинетика изменения относительных деформаций усадки цементов разных марок.

1.ПЦ 500 ДО,

2. ПЦБ 700,

3. ПЦ 600,

4. ПЦ 400 Д20,

5. ПЦБ 400,

6. марка «Fondu» Лафарж-цемент

(Франция, класс 42,5).

Рис. 4. Водоцементные отношения при расплыве 25 см по вискозиметру Суттарда.

Нами были подсчитаны отношения прочности при растяжении к прочности при сжатии (по марке цемента) -К[ и прочности при растяжении к усадке - Кг, значения которых приведены в таблице 1; можно отметить, что параметр К2 является более чувствительной характеристикой трещиностойкости и отражает свойства именно цементной матрицы или цементной прослойки композиционного материала.

Таблица 1.

Характеристики трещиностойкости цементов

Матрица на основе цемента МПа е, мм/м Параметры трещиностойкости

К1 = СТр/СТсж % К2 = стр/е, (ГПа) %

Щуровского ПЦБ 400 1,60 3,75 0,04 100 0,43 70,5

Пикалевского ПЦ 400 Д20 1,69 3,94 0,04 100 0,43 70,5

Оскольского ПЦ 500 ДО 1,93 3,15 0,04 100 0,61 100

ПЦ 600 Опытного завода 1,87 3,37 0,03 75 0,55 90,2

Датского ПЦ 700 1,90 3,31 0,03 75 0,57 93,4

Лафарж-цемента 1,43 8,27 0,03 75 0,17 27,9

Таким образом, проведенные исследования позволили внести три новые характеристики для цемента при использовании в ТЦК - прочность

при растяжении, относительные деформации усадки тонкослойного камня и параметр трещиностойкости К2, по значениям которых определен наиболее трещиностойкий цемент для ТЦК: бездобавочный Осколцемент М 500.

Далее в работе решалась задача - как повысить трещиностойкость матрицы ТЦК за счет введения твердых фаз определенной природы, имея в виду, что строительные сухие смеси состоят именно из твердых фаз. Тогда первым вопросом является определение природы (вида и свойств) фаз, которые должны быть устойчивы в цементной композиции, и при этом улучшать свойства ТЦК.

В основу управления свойствами тонкослойной композиции были положены представления о том, что дисперсные фазы, введенные в цементную матрицу в виде добавок и наполнителей, могут улучшать трещиностойкость материала за счет следующих механизмов положительного катализа, демпфирования и упрочнения межфазных контактов. И поэтому:

1. В случае положительного катализа - в цементной композиции должно увеличиваться количество гидросиликатов.

2. В случае демпфирования - вводимая в композицию твердая фаза должна поглощать энергию развития микротрещины.

3. В случае упрочнения межфазных контактов - вводимая фаза должна иметь особые свойства по усилению межконтактной связи.

В качестве физической основы, объединяющей эти три положения -катализ, демпфирование и контактные явления, нами было предложено использовать параметр, отражающий взаимосвязь природы веществ и процессов. В качестве такого параметра нами определен энергетический параметр - параметр изменения стандартной энтальпии фаз -ДН°298 (кДж/моль) или изменения энергосодержания фаз, который в дальнейшем будем называть энергосодержанием. Кроме того, учитывалась мольная масса веществ, параметр М, г/моль, и орбитальная электроотрицательность

катиона фазы, параметр %, эВ, для характеристики контактных межфазных взаимодействий.

В соответствии с вышесказанным, в качестве объектов влияния на трещиностойкость тонкослойных цементных композиций были приняты нижеследующие вещества.

Для реализации положительного, окислительно-восстановительного катализа были выбраны полупроводниковые оксиды с катионами высоких степеней окисления (окислители) согласно работам Л.Б.Сватовской. Для реализации кислотно-основного катализа были приняты ионные сульфаты, в том числе тяжелых металлов; при этом учитывалось, что такие вводимые твердые сульфаты согласно теории фононной передачи энергии в твердом теле могут быть барьером распространения энергии развития микротрещины ТЦК в соответствие с механизмом структурно-энергетического демпфировании, предложенного П.Г.Комоховым для конструкционных бетонов.

Управление контактным взаимодействием между матрицей и наполнителем по донорно-акцепторной схеме, требует наличия сильных акцепторных свойств катиона, вводимой твердой фазы; эти свойства проявляются в определенном интервале значений орбитальной электроотрицательности катиона.

Результаты испытаний тонкослойных цементных композиций, предложенным в работе методом, при введении оксидов-полупроводников (ДЕ < 3,5 эВ): СиО, РЬО, №0, РЬ02, Мп02 и Ре203 в количестве 0,5 % от массы цемента (эффективное количество вводимых добавок установлено предварительными опытами) показаны в виде диаграмм исследуемых свойств от параметра -ДН°298 на рисунках 5, 6 и 7.

На рисунке 8 приведена гистограмма водотвердых отношений композиций из равноподвижных смесей - 25 см по вискозиметру Суттарда; параметры трещиностойкости ТЦК приведены в таблице 2.

-ДН°298. КДЖ/МОЛЬ

Рис. 5. Диаграмма прочности ТЦК при растяжении от величины -ДН°298 введенных оксидов; К - контрольный образец.

-ДН°2Эв| кДж/моль

Рис. 6. Диаграмма относительной усадки ТЦК от величины -ДН°298 введенных оксидов; К - контрольный образец.

CuO Ч РЬО

„

К \ N¡0 РЬОг ____МпОг —Fe203

100 200 300 400 500 600 700 800 900

-ДН°29в> кДж/моль

Рис. 7. Диаграмма водопоглощения ТЦК ОТ ВеЛИЧИНЫ -ДН^298 введенных оксидов; К - контрольный образец.

1. Ре203,

2. Мп02,

3. РЬ02,

4. №0,

5. РЬО,

6. СиО,

7. Контрольное

значение ПЦ 500 ДО

Рис. 8. Водотвердые отношения ТЦК при введении оксидов.

Исследования показали, что введение в композицию полупроводниковых оксидов с окислительными свойствами в количестве 0,5 % от массы цемента обеспечивает рост прочности при растяжении, снижение усадки и водопоглощения тонкослойной цементной композиции по мере снижения теплосодержания вводимых фаз, при изменении значения параметра ДН°298 от -240 кДж/моль до -823 кДж/моль. Максимальный прирост прочности ТЦК при растяжении на 42 % получен при введении оксида Ре203 (рис. 5), при этом величины усадки и водопоглощения имеют минимальные значения (рис. 6 и 7) и, соответственно, на 9,5 % и 19,5 % ниже контрольных значений.

Таблица 2.

Характеристики ТЦК при введении оксидов

Состав образца Параметры трещиностойкости

Kl = ар/а™ % К2 = Стр/е, ГПа %

Контрольный ПЦ500 ДО 0,033 100 0,536 100

ПЦ 500 ДО + 0,5 % СиО 0,029 87,9 0,413 11 л

ПЦ 500 ДО + 0,5 % РЬО 0,032 97,0 0,489 91,2

ПЦ 500 ДО + 0,5 % NiO 0,037 112,1 0,610 113,8

ПЦ 500 ДО + 0,5 % РЬ02 0,038 115,2 0,637 118,8

ПЦ 500 ДО + 0,5 % МпОг 0,043 130,3 0,763 142,4

ПЦ 500 ДО + 0,5 % Fe203 0,046 139,4 0,840 156,7

Улучшили изучаемые свойства ТЦК следующие оксиды: №0, РЬ02, Мп02, Ре2Оэ; при этом параметр трещиностойкости К2 увеличился с 0,536 до 0,84 ГПа, а прочность при растяжении - с 1,63 до 2,31 МПА (табл. 2). Результаты исследований методами дифференциальной микрокалориметрии при введении модельной фазы - Ре203 (значение параметра теплосодержания максимально отрицательно в рассматриваемой группе веществ), а также результаты ДТА и рентгенофазового анализа образцов в возрасте одного года приведены на рис. 9, 10 и табл. 3.

Рис. 9. Кинетика тепловыделения при гидратации цемента.

Таблица 3

Результаты дериватографического анализа

Состав образца Эффекты на дериватограммах, 0 С Потеря Н20 на эфф., мг Общая потеря н2о, мг Гелевая н2о, мг МПа

130 137 310 • • • 320 495 515 800 815 850 865

% % % %

ПЦ 500 ДО (контрольный) 38 4 10 18 3 73,0 80,0 7,0 1,63

100 100 100 100

ПЦ 500 ДО + 0,5 % Ре203 50 5 16 20 4 95,0 103,4 8,4 2,31

130,1 129,3 120 142

э?

шкала 6 0

Рис. 10. Рентгенограммы камня: контрольного - 1 и с Р203 - 2.

Полученные результаты показали увеличение химически связанной воды при введении оксида Р2Оз (табл. 3). Данные рентгенофазового анализа также подтвердили положительное влияние Р2Оз - степень гидролиза СзБ и количество Са(ОН)2 увеличилось по сравнению с контрольным образцом.

Таким образом, полупроводниковые оксиды с окислительными свойствами за счет положительного катализа гидратации цемента, как показано на примере оксида Р203, способны повысить характеристики трещиностойкости тонкослойной композиции по параметрам К1 до 39,4 % и К2 до 56,7 % (табл. 2).

Важно отметить, что в пределах данной группы соединений полупроводниковых оксидов наблюдается закономерность - чем ниже энергосодержание вводимой фазы по значению АН°298» тем больше величина параметров прочности при растяжении и трещиностойкости, а также меньше величина параметров усадки и водопоглощения ТЦК.

Следует сказать, что ускорение набора прочности является важным техническим свойством многих ТЦК. В связи с этим представлял интерес

19

вопрос оценки влияния растворимых хлоридов на свойства тонкослойных композиций, которые являются известными ускорителями твердения цемента, и широко используются для конструкционных бетонов. Нами прогнозировалось негативное влияние хлоридов на трещиностойкость ТЦК: они растворимы и, поэтому не могут играть роль дисперсной фазы.

С применением предложенного метода испытания было установлено, что использование хлоридов СаС12, МпС12, ZnCl2 , СоС12, и СиС12 снижает прочность при растяжении тонкослойного камня до 35 %, одновременно повышает водотвердое отношение и усадку - до 40 %, а также водопоглощение - до 14 %. Параметр трещиностойкости К! уменьшается при использовании растворимых хлоридов в тонкослойной цементной композиции на 36,4 %, а параметр К2 - на 54 % (табл. 4).

Таблица 4.

Характеристики ТЦК при введении хлоридов

Состав образца Параметры трещиностойкости

К, = СУр/СТок % К2 = Стр/е, ГПа %

Контрольный ПЦ500ДО 0,033 100 0,536 100

ПЦ 500 ДО + 0,5 % СиС12 0,021 63,6 0,245 45,7

ПЦ 500 ДО + 0,5 % СоС12 0,022 66,7 0,288 53,7

ПЦ 500 ДО + 0,5 % гпС12 0,026 78,8 0,347 64,7

ПЦ 500 ДО + 0,5 % МпС12 0,029 87,9 0,389 72,6

ПЦ 500 ДО+ 0,5 % СаС12 0,032 97,0 0,451 84,1

При общем негативном влиянии ускорителей-хлоридов в пределах исследованной группы наблюдается такая же закономерность, как и у полупроводниковых оксидов - чем меньше энергосодержание вводимой фазы по значению ДН°298 (от -216 до -796 кДж/моль), тем больше нейтрализация негативного влияния вводимых хлоридов.

Результаты испытаний тонкослойных композиций предложенным в работе методом при введении ионных сульфатов: РЬ8С>4, Са804, 8г804 и Ва804 показаны в виде диаграмм исследуемых свойств от параметра -ДН°298 на рисунках 11, 12 и 13.

1,9

1,85

1.8

« 1.75

с:

£ 1.7

Ь 1,65

1,6

1,55 •

1.5 -

ВаЭО,

СаЭ04 I

рьво4

800

1000 1200 1400

*ЛН°2И> кДж/моль

1600

1800

Рис. 11. Диаграмма прочности ТЦК при растяжении от величины АН°298 введенных сульфатов; К - контрольной образец.

4,1

3,9 3.7 а 3,5 1 3,3 "3.1 2.9 2.7

2.5

РЬЭО,

СаЭ04

а-эо, \

ВаЭО,

800

1000 1200 1400

"ЛНРгм. кД ж/моль

1600

1800

Рис. 12. Диаграмма относительной усадки ТЦК от величины введенных сульфатов; К - контрольной образец.

-АН 298

800

1000 1200 1400

-ЛИ0»». кДж/мояь

1600

1800

Рис. 13. Диаграмма водопоглощения ТЦК от величины введенных сульфатов; К - контрольной образец.

-АН

298

На рисунке 14 показана гистограмма водотвердых отношений композиций из равноподвижных смесей - 25 см по вискозиметру Суттарда, параметры трещиностойкости ТЦК приведены в таблице 5.

1. Контрольное значение ПЦ 500 ДО,

2. РЬ804,

3. Са804,

4. 8Г804,

5. Ва804.

Рис. 14. Водотвердые отношения ТЦК при введении сульфатов.

Таблица 5.

Характеристики ТЦК при введении сульфатов

Состав образца Параметры трещиностойкости

Ki - СТо/СТсж % К2 = Стр/е, ГПа %

Контрольный ПЦ 500ДО 0,033 100 0,536 100

ПЦ 500 ДО + 0,5 % PbS04 0,032 97,0 0,410 76,5

ПЦ 500 ДО + 0,5 % CaS04 0,033 100 0,453 84,5

ПЦ 500 ДО + 0,5 % SrS04 0,036 109,1 0,543 1013

ПЦ 500 ДО + 0,5 % BaS04 0,038 115,2 0,651 121,5

Результаты исследований с ионными сульфатами показали рост прочности при растяжении, снижение усадки и водопоглощения тонкослойного камня по мере изменения значения ДН°298 от -900 до -1600 кДж/моль. Лучшие параметры достигнуты при введении сульфата бария: прирост прочности при растяжении на 15,3 % (рис. 11), минимальные значения усадки и водопоглощения (рис. 12 и 13).

Полученные данные по ионным сульфатам показали такую же закономерность, как в группе оксидов - по мере снижения энергосодержания по значению ДН°298 вводимых твердых фаз параметры

22

трещиностойкости ТЦК возрастали: К1 до 15 % и К2 до 22 % (табл. 5). Полученный результат по труднорастворимым сульфатам, имеющим высокую орбитальную электроотрицательность, хорошо согласуется с правилом Пирсона о лучшем взаимодействии ионов с большими значениями орбитальной электроотрицательности. Высокая энергия катиона Ва2+ (1,89 эВ) при взаимодействии с Н20 (-10,73 эВ) приводит к образованию более прочного контакта на границе раздела фаз.

Энергетическое назначение фазы по величине ее стандартной энтальпии связано с теплопроводностью композиции, что для пенобетонного каменного скелета было показано В.А.Чернаковым. В связи с тем, что ТЦК используются для отделки наружных стен зданий, важным свойством является их теплопроводность, которая наряду с паропроницаемостью определяет положение «точки росы» в ограждающей конструкции и влияет на долговечность всего здания. Именно поэтому в работе была рассмотрена взаимосвязь между теплопроводностью ТЦК и энергосодержанием вводимых твердых фаз.

Результаты исследований показали, что введение в композицию фазы с минимальным значением параметра ДН°298, примерно начиная с величины -1000 кДж/моль и ниже, способствует снижению теплопроводности камня ТЦК за счет образования кристаллических или гелевых гидратов и структур с конституционной водой. Например, при введении А1(ОН)з со значением ДН°298 = -1272 кДж/моль в количестве 10 % от массы цемента в ХЦуровский ПЦБ 400 или Пикалевский ПЦ 400 Д20 теплопроводность цементного камня снижается с 0,5 Вт/(м-°С) до 0,33 Вт/(м-°С) или с 0,58 Вт/(м-°С) до 0,32 Вт/(м-°С) соответственно; теплопроводность цементного камня также снижается при использовании в композиции золя кремниевой кислоты со значением параметра ДН°298 = -1450 кДж/моль.

Результаты испытаний композиций с различными наполнителями равной тонкости помола (50 мкм) в количестве от 5 до 50 % от массы

цемента и одинаковой подвижности растворов - 25 см по вискозиметру Суттарда приведены в таблицах 6 и 7. При этом с целью снижения В/Ц в композициях был использован пластификатор С-3 в количестве 0,6 % от массы цемента.

Таблица 6.

Значения параметра трещиностойкости К] = Ор/ст,

Наполнитель (50 мкм) Количество, %

5 10 15 30 50

Известняк 0,032 0,028 0,033 0,033 0,031

Мрамор 0,033 0,030 0,028 0,024 0,027

Гранит 0,027 0,033 0,032 0,026 0,032

Граншлак 0,033 0,029 0,030 0,033 0,028

Волластонит 0,031 0,027 0,030 0,031 0,029

Барит 0,026 0,029 0,027 0,032 0,033

Песок строительный 0,032 0,025 0,031 0,029 0,031

Тальк 0,027 0,030 0,030 0,028 0,024

Доломит 0,031 0,025 0,028 0,030 0,024

Примечание. Выделены значения равные с контрольной величиной: 0,033.

Таблица 7.

Значения параметра трещиностойкости К2 = Ср/е, ГПа

Наполнитель (50 мкм) Количество, %

5 10 15 30 50

Известняк 0,488 0,512 0,542 0,614 0,510

Мрамор 0,609 0,561 0,443 0,391 0,330

Гранит 0,452 0,524 0,571 0,507 0,426

Граншлак 0,515 0,531 0,555 0,558 0,470

Волластонит 0,502 0,509 0,530 0,490 0,451

Барит 0,394 0,410 0,491 0,483 0,582

Песок строительный 0,440 0,442 0,470 0,443 0,417

Тальк , 0,481 0,472 0,460 0,373 0,291

Доломит 0,382 0,330 0,333 0,415 0,350

Примечание. Выделенные значения превышают контрольную величину: 0,536

Анализ значений параметров трещиностойкости К1 и К2 показал их корреляционную взаимосвязь (коэффициент корреляции для составов с разным количеством наполнителя составил от 0,7 до 0,9) — лучшие значения

показали одни и те же наполнители. Однако, параметр К! (табл. 6) оказался менее чувствительным к изменению количества и вида наполнителя -максимальное различие в значениях составило 27 %, в значениях параметра К2 - 53% (табл. 7) и параметр К2 более точно отражает трещиностойкость композиции в тонком слое, поскольку учитывает не только прочность при растяжении материала, но и его усадочные деформации.

В результате исследований по лучшим значениям параметров трещиностойкости установлены эффективные тонкомолотые наполнители для ТЦК: известняк в количестве 15...30 % от массы цемента, мрамор - 5 %, барит - 50 %, гранит - 15 % и граншлак - 30 %. Высокая орбитальная электроотрицательность катионов этих наполнителей от 1,89 до 2,42 эВ (см. табл. 8) обеспечивает сильные контактные взаимодействия с водой затворения при приготовлении раствора и прочную связь на контакте двух фаз при формировании тонкослойного камня.

Таблица 8.

Характеристики ТЦК с различными наполнителями.

Наполнитель, количество от массы цемента - % Орбитальная электроотрицательность катиона -Х,эВ к2 (Стр/е), ГПа %

- - 0,536 100

Известняк, 30% (Са^) 2,33 0,614 115

Мрамор, 5% (Са2+) 2,33 0,609 114

Барит, 50% (Ва^) 1,89 0,582 109

Граншлак, 30% (Са^ 2,33 0,558 104

(Мй2+) 2,42

Полученные нами данные по повышению трещиностойкости цементной матрицы ТЦК за счет введения твердых фаз определенного вида и свойств (по параметрам: -ДН°298, кДж/моль; х, эВ) позволили прогнозировать по параметру К2 следующее: в результате совместного действия вводимых фаз трещиностойкие тонкослойные композиции должны иметь значение К2 > 1 ГПа.

С целью определения критерия трещиностойкости ТЦК в натурных условиях была проведена большая серия сравнительных опытно-промышленных испытаний композиций с выбранными наполнителями. Результаты испытаний показали, что значения параметра трещиностойкости Кг (Стр/е) составов ТЦК, полученные предложенным в работе методом, взаимосвязаны с трещиностойкостью этих композиций в условиях строительной площадки. Выравнивающие составы ТЦК, которые при испытании образцов-колец имели значения К2 > 1 ГПа, не имели трещин; композиции, которые при испытании образцов-колец имели значения К2 < 1 ГПа, в натурных испытаниях покрылись усадочными трещинами. Причем композиции с величиной параметра ар > 1,25 МПа обладали достаточной скоростью набора прочности в соответствии с требованиями календарного графика производства работ на объектах строительства. Интересно отметить, что импортные составы ТЦК, использованные в опытно-промышленных испытаниях для контроля, также подтвердили полученные значения - К2 > 1,0 ГПа и сур > 1,25 МПа.

В результате натурных испытаний был определен критерий трещиностойкости тонкослойной цементной композиции по предложенному в работе параметру трещиностойкости - К2 = <Тр/е >1,0 ГПа при выполнении условия - ср > 1,25 МПа.

Далее в работе показан процесс проектирования составов ТЦК различного назначения: для выравнивания полов, оштукатуривания наружных и внутренних стен, для гидроизоляции и теплозащиты конструкций на основе предложенных концепций управления основными свойствами ТЦК, а также с учетом комплексообразования, как способа повышения водоудерживающей способности раствора, и гель-технологии. При проектировании выравнивающих ТЦК для устройства полов учитывались требования: по подвижности смеси при нанесении, по трещиностойкости и по низкой истираемости при эксплуатации, а также то,

что наливные полы являются одним из самых сложных и чувствительных к колебаниям качества сырья видов раствора.

В результате предварительных испытаний было определено количество цемента, песка, наполнителя, пластифицирующих и водоудерживающих добавок в составе сухой смеси и разработана базовая композиция для выравнивания пола. Эта композиция с соотношением цемента, песка и наполнителя - Ц : П : Н = 1 : 1,83 : 0,5 с добавками С-3 - 1 % и разработанной водоудерживающей добавкой (патент № 2203865) - в количестве 0,7 % от массы цемента, в зависимости от эксплуатационных требований, предъявляемых к материалу ровнителя пола, модифицировалась добавками с определенными свойствами (по параметрам: -АН°298, кДж/моль; X, эВ) и определенным видом микронаполнителя.

Сравнительные характеристики разработанных композиций и известной по торговой марке состава для выравнивания поверхности пола приведены в таблице 9.

Следует отметить, что разработанные ТЦК для выравнивания полов при прочих равных условиях более экономичны по сравнению с известными зарубежными аналогами за счет снижения расхода дорогостоящих редиспергируемых полимерных порошков в результате использования отечественных добавок, в том числе разработанных в настоящей работе.

При проектировании ТЦК других назначений учитывались высокие требования к показателям качества композиции по удобоукладываемости и трещиностойкости затвердевшего камня в тонком слое. После оптимизации количества компонентов в сухой смеси была также разработана базовая композиция с найденным соотношением Ц : П — 1 : 2,5 и добавками С-3 и амилозы по 2% от массы цемента, которая в зависимости от назначения применения ТЦК модифицировалась определенной фазой вводимого вещества и видом микронаполнителя.

Таблица 9.

Характеристики разработанных ТЦК для выравнивания полов.

Характеристика состава и назначение Добавка от массы цемента, % Подвижность по Суттарду, см МПа е, мм/м Трещино-стойкость, (Vе), ГПа Истираемость, г/см2

Для выравнивания от 0 до 10 мм при В/Ц=0,7 - барит, 50% - Ре203, 0,5% 30 1,44 1,01 1,43 0,6

Для выравнивания от 10 до 50 мм при В/Ц=0,7 - гранит, 35% известняк, 15% -Ре203, 0,5% 27 1,68 1,23 1,37 0,5

Д ля покрытия повышенной твердости при В/Ц=0,7 - гранит, 50% - раствор 5% 8Ю2-пН20 32 1,70 1,11 1,53 0,4

УеКи^ 3000 Для выравнивания от 0 до 10 мм (для сравнения) Фирма данные не приводит 30 1,40 1,05 1,33 0,8

Основные характеристики разработанных штукатурных и клеевых составов ТЦК для наружных и внутренних работ приведены в таблице 10, а композиций с гидроизоляционными и теплозащитными свойствами приведены в таблице 11.

При проектировании теплозащитных ТЦК (с пониженной теплопроводностью) в опытных составах в соотношении 1 : 2 использовался Щуровский ПЦБ М400 и молотый газобетон. Щуровский цемент показал самую низкую теплопроводность по результатам исследований различных цементов; при выборе молотого газобетона учитывалось, что гидросиликаты отличаются низкими значениями -АН°298, поэтому они могут быть одновременно и теплозащитными добавками, и демпферами.

Таблица 10

Основные характеристики разработанных штукатурных и клеевых ТЦК

Модифицирующие вещества 5 Н О О « • X 3 И СЗ Л и Н 5 Н О п о Адгезионная прочность, МПа а 13 о о. * « 5 (О § 8 с 95 о ю а « & 3 5 с « 5 £ 5

Назначение состава Микронаполни-тель от массы цемента, % Неорганическа я добавка от массы цемента, % а * £ 4 I с с о с 5 о § ° а У -X а. г 03 о с о с У Р I—1 2 К . 03 о * а о и « 5 С|Ь и> о. н £в О ы . н о, о <я о «¿5 со ^ о о. о г э с Й £ § 1 В В 5 8 ООО. и 5 с о * о. с

1. Штукатурка для наружных работ Граншлак - 35 %, Буд = 0,92 м2/г; Известняк- 25 %, 5УД= 1,16 м2/г. - Ре203: 0,5% Пк 3 94 М 50 0,8 1,15 Р50 0,47

2. Штукатурка для внутренних работ Граншлак - 25 %, Буд = 0,92 м2/г; Известняк- 20 %, 1,16 м2/г. - Ва504: 0,5% Пк 3 96 М 25 0,6 1,1 - 0,43

3. Декоративная штукатурка для наружных работ Барит - 40 %, Буд = 0,80 м2/г; Граншлак -10%, Буд = 0,92 м2/г. - Ре203: 0,5% Пк 2 98 М 100 1,1 1,25 Р75 0,48

4. Декоративная штукатурка для внутренних работ Известняк- 40 %, 5уД= 1,16 м2/г; Мрамор -10 %, 5УЛ = 0,96 м2/г. - Ва504: 0,25 % - Ре203: 0,25 % Пк 3 95 М 25 0,6 1,15 - 0,45

5. Клей для керамических плит Барит - 50 %, БуЛ = 0,80 м2/г. -Ре203: 0,5% Пк 2 95 М 75 1,0 1,2. Р75 0,5

Таблица 11

Основные характеристики разработанных ТЦК с гидроизоляционными и теплозащитными свойствами

Назначение состава Модифицирующие вещества Марка по подвижности, Пк Водоудерживающая способность, % Марка по прочности Адгезионная прочность, МПа Параметр трещиностойкости Стр/е, ГПа Марка по морозостойкости Теплопроводность, Вт/м "С

Микронаполнитель от массы цемента, % Неорганическая добавка от массы цемента, %

1. Гидроизоляционная штукатурка Гранит - 25%, Буд = 0,78 м2/г; Бентонитовая глина -12,5%, 8уЯ = 0,82 м2/г. - Ре203:0,5 % Пк2 96 М 150 1,5 1,28 РЗОО -

2. Теплозащитная штукатурка для наружных работ Молотый газобетон, 8УП = 0,92 м2/г. - А1(ОН)3: 10% Пк 3 95 М 50 0,6 1,16 Р25 0,29

3. Теплозащитная штукатурка для внутренних работ Молотый газобетон*, Буд = 0,92 м"/г. - А1(ОН)3: 10% ПкЗ 92 М25 0,5 1,06 - 0,25

4. Декоративно-теплозащитная штукатурка Молотый газобетон, Буд = 0,92 м2/г. -А12(504)3: 10% ПкЗ 96 М 50 1,1 1,06 ПОО 0,32

5. Теплозащитный клей для пено- и газобетона Молотый газобетон*, 5УД = 0,92 м2/г. - 5% раствор БЮг-пНгО (кремнезоль) ПкЗ 94 М 100 0,9 1,11 ¥25 0,30

• Примечание: в составах использовался Щуровский ПЦБ 400 в соотношении с молотым газобетоном -1:2.

Следует отметить, что физико-механические характеристики, разработанных ТЦК (табл. 10 и 11), соответствуют основным требованиям ГОСТ 28013-98 для строительных растворов.

Таким образом, проведенные в работе исследования показали возможность увеличения трещиностойкости цементной матрицы при введении различных веществ в ТЦК более, чем в 2,5 раза, что показывают данные сравнительной оценки трещиностойкости разработанных составов ТЦК приведенные на рисунке 15.

Рис. 15. Примеры трещиностойких составов ТЦК: 1 - исходная цементная матрица; 2, 3 - штукатурки для внутренних и наружных работ; 4, 5, 6 — соответственно теплозащитная, декоративная и гидроизоляционная штукатурки; 7 - композиция для пола.

Внедрение результатов исследований (разработанных составов ТЦК различного назначения) произведено на следующих объектах.

Наливная тонкослойная цементная композиция для выравнивания полов была использована в построенных жилых домах Гатчинского ДСК, ГССК, «Треста — 68» по следующим адресам застройки в Санкт-Петербурге: Народная ул., 5, корп. 2; Пулковская ул., 9; Товарищеский пр., 28; корп. 1, 2 и 3; Свеаборгская ул., 12; Прибрежная ул., 6 и 12; Фермерское шоссе, 28,

корп. 2; ул. Чудновского, 8, корп. 2 и многие другие. Общая площадь ТЦК по полам жилых домов превышает 350 ООО м .

На ряде объектов были использованы цветные ТЦК для улучшения декоративных свойств полов общественных помещений.

На складах фирмы «Оборонпромкомплекс» по адресу: СПб., 7й Предпортовый проезд, 10, выполнена заливка ТЦК в помещении склада площадью 870 м2. Здесь по старому бетонному полу была использована выравнивающая композиция с учетом работы автопогрузчика.

На заводе по производству зажигалок в г. Кировск Калужской области по адресу: промзона, проезд 1; выполнена заливка выравнивающей композиции по бетонному полу в производственных и складских помещениях общей площадью около 7 ООО м . Здесь решена задача устройства полов в цехах большой площади, при этом в готовом покрытии ТЦК прорезались деформационные швы. Внешний вид пола в цехе площадью 530 м2 представлен на рисунке 16.

Рис. 16. Вид пола в цехе завода

Некоторые объекты внедрения разработанных составов различного назначения с объемами произведенных работ и общим количеством использованных сухих строительных смесей приведены в таблице 12.

Таблица 12.

Некоторые объекты внедрения с объемами работ и материалов

Объект внедрения Назначение Площадь Количество

и его адрес состава покрываемой использованных

поверхности сухих смесей

Жилые дома в СПб.: Выравнивание

- Народная ул., 5, полов под бы-

корп. 2; товые нагрузки 48 300 м2 435 тн.

- Пулковская ул., 9; Тоже 42 ООО м2 365 тн.

- Товарищеский пр., 28,

корпуса 1,2 и 3; 117 600 м2 около 1000 тн.

- Свеаборгская ул., 12; - « - 20 000 м2 170 тн.

- Прибрежная ул., 6 и 9. 94 000 м2 827 тн/

Выравнивание

- завод г. Кировск, полов под

Калужская обл., промышленные 66,5 тн.

промзона, проезд 1; нагрузки 7 000 м2

- складские помещения

«Оборонпромкомплекс» То же 870 м2 8,5 тн.

- Адмиралтейство, Фасадные

Александровский сад, 1. штукатурки 1400 м2 70 тн.

1« - Собор Петра и Павла,

Петропавловская Тоже Около 800 м2 25 тн.

крепость;

- Строгановский -«- 9 700 м2 435 тн.

дворец,

Невский пр., 17; -« - 5 200 м2 260 тн.

- Константиновский

дворец, п. Стрельна; -«- 2 100 м2 85 тн.

- Мариинский театр,

Театральная пл., 1;

- Свято-Троицкий -«- 12 500 м2 500 тн.

собор, Александра-

Невской лавры;

Жилые дома: Штукатурки с

- Приморский р-он, теплозащитными

3-я линия, корп., 17;. свойствами 670 м2 20 тн.

- Красносельский р-он,

пос. Володарский, 9; То же 1 200 м2 45 тн.

Бизнес - центр,

Ленинский пр., 91, к. 3. - «- 300 м2 15 тн.

Другая задача была решена при ремонте полов общежития № 7 ПГУПС по адресу: СПб., ул. Малая Посадская, 22. Здесь выравниваемое основание было пористое и выполнено из пенобетона плотностью 1200 кг/м3. Для устройства ТЦК под бытовую нагрузку использована композиция, которая обеспечила возможность хождения по полу через 6...8 часов после заливки и имела привлекательный внешний вид.

Разработанные штукатурные ТЦК для фасадных работ были использованы при ремонте многих значимых для Санкт-Петербурга памятников архитектуры: Адмиралтейства, Строгановского и Константиновского дворцов, Мариинского театра, Собора святых апостолов Петра и Павла Петропавловской крепости, Свято-Троицкого собора Александра-Невской лавры, православных храмов Воскресения Христова, Святого Великомученика Пантелеймона, Воскресенского Новодевичьего монастыря и других, а также при строительстве жилых домов Гатчинским ДСК. На рисунках 17, 18 представлены некоторые объекты внедрения штукатурок для наружных работ: здание Адмиралтейства -Александровский сад, 1; церковь Святого Пантелеймона - ул. Пестеля, 2А и Строгановский дворец - Невский пр., 17.

Рис. 18. Строгановский дворец

Теплозащитные штукатурные композиции были применены при строительстве жилых домов Санкт-Петербурга по адресам: Приморский р-он, 3-я линия, корпус № 17, Красносельский р-он, квартал 5, пос. Володарский, 9 и бизнес-центра по адресу - Ленинский пр., 91, корп. 3.

Разработанные составы ТЦК использованы для производства сухих строительных смесей на следующих заводах: фирмы «Тосненские сухие смеси» в г. Никольское Ленинградской области производительностью 1,5 тыс. тонн в месяц, завода ЗАО «Метробетон» производительностью 1,5 тыс. тонн в месяц, завода фирмы «АжиоСтрой» производительностью 700 тонн в месяц и завода НПО «Корунд» производительностью 500 тонн в месяц.

В приложениях диссертации представлены разработанные ТУ и полученные гигиенические сертификаты, а также акты опытно-промышленных испытаний и внедрения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложено характеризовать тонкослойную цементную композицию (ТЦК), как защитно-отделочный материал для несущих конструкций, который имеет значение параметра ^(Б/У) = 1...3, где Б -площадь открытой поверхности и V - объем композиции, отличается

высокой подвижностью при нанесении и трещиностойкостью при эксплуатации в тонком слое. Разработана новая методика исследования ТЦК, включающая одновременно способ определения прочности композиции при растяжении (патент № 2242740) и способ определения деформации усадки (патент № 2266541) в тонком слое. Предложено оценивать трещиностойкость собственно цементного камня (матрицы) и ТЦК по величине отношения найденных измерений: прочности при растяжении - стр и относительной деформации усадки - е, значения которых определяются при испытании на одном образце. Выбран цемент для трещиностойких композиций и определен критерий обеспечения трещиностойкости ТЦК -Ор/е > 1,0 ГПа при стр> 1,25 МПа.

2. Предложено управлять трещиностойкостью ТЦК введением труднорастворимых твердых веществ определенной энергетической и химической природы, которые способны повысить трещиностойкость при реализации механизмов катализа гидратации силикатов на поверхности, демпфирования как элементов структуры этих веществ и их способности усиливать контакты на границах разделов фаз. Установлено, что вводимые в ТЦК твердые вещества в виде трех групп неметаллических добавок и наполнителей различной энергетической и химической природы проявляют общую закономерность в пределах соответствующей группы - чем ниже энергосодержание вещества по значению параметра стандартной энтальпии (-ДН°298) при введении в композицию, тем выше трещиностойкость ТЦК при эксплуатации.

3. Показано, что увеличение прочности при растяжении композиции и повышение трещиностойкости с одновременным снижением усадки и водопоглощения реализуется при введении в ТЦК полупроводниковых оксидов с окислительными свойствами со значением параметра энергосодержания -ДН°298 ниже 240 кДж/моль, что связано с ускорением гидратационных процессов и увеличением количества гидросиликатов. При

введении ионных сульфатов с высокой мольной массой и значением -ДН°298 ниже, чем 1440 кДж/моль также увеличивается прочность композиции при растяжении и повышается трещиностойкость. Механизм увеличения трещиностойкости ТЦК за счет донорно-акцепторных взаимодействий на границе раздела фаз реализуется при введении наполнителей, имеющих высокие значения орбитальной электроотрицательности катионов, что способствует росту прочности контакта фаз.

4. Установлена закономерность повышения теплозащитных свойств ТЦК от энергосодержания составляющих веществ по значению параметра стандартной энтальпии (-ДН^в); показано, что введение в композицию твердых фаз со значением параметра -ДН°298 ниже, чем 1000 кДж/моль приводит к снижению теплопроводности цементного камня за счет образования кристаллических или гелевых гидратов и структур с конституционной водой. Определены цементы с минимальной теплопроводностью камня и выявлена взаимосвязь теплопроводности композиции от энергетической природы составляющих твердых фаз, которая позволила произвести выбор добавок и наполнителей для получения ТЦК с улучшенными теплозащитными свойствами.

5. Выявленные закономерности изменения свойств композиций с учетом энергетической и химической природы вводимых твердых фаз дают возможность прогнозировать основные свойства ТЦК на стадиях приготовления, нанесения и эксплуатации; использование наиболее трещиностойкого цемента и запатентованных комплексных добавок позволили повысить трещиностойкость ТЦК до 27 % и прочность при растяжении - до 43 %, уменьшить усадочные деформации до 12 % (патенты: № 2203865, № 22006535 и № 2187477), увеличить подвижность укладываемой композиции - до 22 % и адгезионную прочность - до 57 % (патенты № 22003866 и № 2238920). Разработанные добавки (патенты № 2239610 и № 2243051) при использовании в ТЦК позволили получить

отделочные материалы с улучшенными теплозащитными свойствами.

37

6. Проведена сравнительная оценка цементов разных марок по новым параметрам: прочности при растяжении - стр и относительной деформации усадки - s тонкослойного камня, что позволило выбрать наиболее трещиностойкий цемент для матрицы ТЦК. При прочих равных условиях лучшие значения параметров ар = 1,93 МПа и б = 3,15 мм/м показал Оскольский ПЦ 500 ДО и худшие значения параметров сгр = 1,43 МПа и б = 8,27 мм/м — Лафарж-цемент марки Fondu, соответственно, разница значений достигает 35 % по прочности при растяжении и 262 % по деформации усадки. Определены цементы для создания ТЦК с теплозащитными свойствами - при прочих равных условиях минимальной теплопроводностью обладает цементный камень на основе Щуровского ПЦБ 400 - 0,50 Вт/(м-°С) и Пикалевского ПЦ 400 Д20 - 0,58 Вт/(м-°С); найдены добавки и наполнители для наиболее теплозащитных ТЦК.

7. Разработаны сухие строительные смеси для горизонтальных (при выравнивании полов) и вертикальных (при отделке стен) поверхностей с прогнозируемыми свойствами. Для устройства полов разработаны композиции со следующими характеристиками: самовыравнивающийся состав для окончательного выравнивания поверхности от 0 до 10 мм с подвижностью 30 см по Суттарду, отношением - сГр/е = 1,43 ГПа при ар = 1,44 МПа и истираемостью 0,6 г/см2; литой состав для предварительного выравнивания поверхности от 10 до 50 мм с подвижностью 27 см по Суттарду, отношением - Ср/Б = 1,37 ГПа при стр = 1,68 МПа и истираемостью 0,5 г/см2; состав для создания покрытия повышенной твердости с подвижностью 32 см по Суттарду, отношением - Стр/е =1,53 ГПа при ср = 1,7 МПа и истираемостью 0,4 г/см2. Для отделки внутренних и наружных стен разработаны композиции различного назначения: штукатурные составы M 25...100, Пк 2...3, с отношениями - Стр/Б = 1,1...1,25 ГПа; гидроизоляционный состав M 150, Пк 2, Стр/б = 1,28 ГПа и F 300; теплозащитные составы M 25... 100, Пк 3, с отношениями - Стр/s = 1,06... 1,16

ГПа, Б 25...100 и теплопроводностью 0,25...0,32 Вт/м°С, а также клеи, терразитовые штукатурки и составы камнезаменителей. Предложенные композиции сухих смесей более экономичны по сравнению с известными зарубежными аналогами за счет использования запатентованных отечественных добавок и уменьшения количества дорогостоящих полимеров.

8. Результаты работы защищены 11-ю патентами, шестью техническими условиями: «Смеси сухие для выравнивания полов» ТУ 5745009-50054834-2002, «Смеси сухие штукатурные отделочные на минеральной основе» ТУ 5745-004-50054834-2001, «Смеси сухие клеевые» ТУ 5745-00850054834-2002, «Смеси сухие для ремонта бетона» ТУ 5745-001-588726092003, «Смеси сухие шпаклевочные» ТУ 5745-003-58872609-2003, «Составы декоративные отделочные» ТУ 5772-002-58872609-2003 и девятью гигиеническими сертификатами, которые приведены в приложении к диссертации.

9. Разработанные композиции использованы в производстве сухих строительных смесей заводов - фирмы «Тосненские сухие смеси», ЗАО «Метробетон», фирмы «АжиоСтрой» и НПО «Корунд». Проведено внедрение ТЦК на объектах Санкт-Петербурга - штукатурные композиции были использованы при реставрации: Адмиралтейства, Строгановского и Константиновского дворцов, Мариинского театра, Собора святых апостолов Петра и Павла Петропавловской крепости, Свято-Троицкого собора Александра-Невской лавры, православных храмов Воскресения Христова, Святого великомученника Пантелеймона, Воскресенского Новодевичьего и Валаамского монастыря и других. Выравнивающие композиции нанесены при устройстве полов в жилых домах Гатчинского ДСК, ГССК, ДСК - 3, ЗАО «Треста - 68», на складах фирм: «Форд», «Оборонпромкомплекс», НПО «Корунд», «ТСС» и других объектах; акты испытаний приведены в приложении к диссертации.

Работы автора по теме диссертации, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Шангин В.Ю. Методика исследования трещиностойкости тонкослойных материалов на цементной матрице // Цемент и его применение, № 4, 2003. -С. 21 -22.

2. Шангин В.Ю. Трещиностойкость тонкостенных цементных покрытий // Цемент и его применение, № 1, 2005. - С. 54 - 55.

3. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю., Шангина H.H. и др. Управление трещиностойкостью тонкослойных композиционных покрытий на цементной основе // Цемент и его применение, № 3, 2005. - С. 66 - 67.

4. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю., Бородуля A.B. Сухие строительные смеси на цементной основе с теплозащитными свойствами // Цемент и его применение, № 5,2005. - С. 70 - 72.

5. Шангин В.Ю. Повышение трещиностойкости тонкослойных цементных композиций введением некоторых оксидов // Строительные материалы, № 2, 2006. - С. 58 - 59.

6. Шангин В.Ю. Способ оценки трещиностойкости тонкослойных цементных композиций // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века, № 2, 2006. - С. 20 - 21.

7. Шангин В.Ю. Некоторые закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций // Цемент и его применение, № 1, 2006. .-С. 114-115.

8. Шангин В.Ю. Физико-химические исследования твердения тонкослойных цементных композиций при введении некоторых оксидов и сульфатов // Цемент и его применение, № 2, 2006. - С. 46 - 47.

Монографии и публикации в прочих изданиях

9. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю., Шангина H.H. и др. Особенности получения и свойства композиционных неорганических покрытий на цементной основе. - СПб., Науч. издание ПГУПС, 2005. - 98 С.

10. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Отечественные добавки типа MIX для сухих смесей. - СПб., Науч. издание ПГУПС, 2000. -10 С.

11. Svatovskaya L.B., Kovalev V.l., Shangin V.Y. Design of mechanical-physical properties of laid floors with considerations of the nature of introduced fillers and admixtures // Concrete Floors and Slabs. Proceedings of the International Seminar held at the University of Dundee, Scotland, UK, 2002. - P. 205 - 212.

Сватовская Л.Б., Ковалев В.И., Шангин В.Ю. Проектирование физико-механических свойств литых полов с учетом природы наполнителей и добавок // Бетонные полы и плиты. Труды Международного семинара университета Данди, Великобритания, 2002. — С. 205 -212.

12. Svatovskaya L.B., Shangin V.Y. Concrete repair in Saint-Petersburg // 1st International Conference on Concrete Repair, St-Malo, France, 15-17 Iuly 2003. -P. 303-311.

Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Защита бетонных конструкций в Санкт-Петербурге // 1-я Международная конф. по реставрации бетонов, Сен-Мало, Франция, 15 -17 июля 2003. - С. 303 - 311.

13. Svatovskaya L.B., Shangin V.U., Benin A.V. Concrete with high flexural strength // 15. Internationale Baustofftagung Bauhaus - Universität Weimar. Weimar, Bundesreppublik Deutschland, September, 2003. - S. 1-0843 - 1-0850.

Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю., Бенин A.B. Растворы высокой трещиностойкости // 15-я Международная строительная конф. - университет Веймар, Германия, 2003. - С. 1-0843 - 1-0850.

14. Svatovskaya L.B., Shangin V.Y., Maslennikova L.L. Using construction demolished waste in ceramic // Proceedings of the International Conference organized by the Concrete and Masonry Pesearch Group and held at Kingston University. - London in 14-15 September, UK, 2004. — P. 101 — 117.

Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю., Масленникова Л.Л. Использование отходов производства в трещиностойкой керамике // Тр. Международной конф., организационно-исследовательской группы бетона и кладки, Лондон, Великобритания, 14-15 сентября 2004. — С. 101-117.

15. Shangin V.U., Shangina N.N. The problem of the crack resistance for the cement based fine coverings.// Proceedings of the 3rd International Conference on Dynamics of Civil Engineering and Transport Structures and Wind Engineering, Slovak Republik, 2005. - P. 117 - 118.

Шангин В.Ю., Шангина H.H. Проблема трещиностойкости цементсо держащих покрытий // Тр. 3-й Международной конф. по эксплуатации гражданских и транспортных сооружений, Словакия, 2005. -С. 117-118.

16. Шангин В.Ю. Особенности деформативных характеристик цементсодержащих смесей, работающих в тонких слоях // Сб. научн. ст. ПГУПС «Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 1, 2001. - С. 67-70.

17. Шангин В.Ю. О методах исследования строительных растворов в тонком слое // Строительство и реконструкция № 5, 2001. - С. 15.

18. Шангин В.Ю. Методика исследования трещиностойкости тонкослойных покрытий из строительных растворов // Сухие строительные смеси и новые технологии в строительстве, № 1, 2003. - С. 32 - 33.

19. Шангин В.Ю. Метод исследования трещиностойкости тонкослойных материалов на основе цементной матрицы при растяжении // Сб. ст. 5-й Всероссийской научно-техн. конф. «Новые химические технологии: производство и применение». Пенза, 2003. - С. 125 - 127.

20. Шангин В.Ю. Эффективность использования известковых штукатурных растворов И Сб. мат-ов 3-й Всероссийской научно-практ. конф. «Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства». - Пенза, 2003. - С. 48 - 50.

21. Шангин В.Ю. О возможностях метода испытания цементного раствора по выдерживаемому им окружному напряжению // Мат. 6-й Международной конф. «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте». СПб, ПГУПС, 2004. - С. 72 -73.

22. Шангин В.Ю. Трещиностойкость тонкослойных цементных покрытий // Сб. науч. ст. « Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 4. СПб., ПГУПС, 2004. - С. 21 -30.

23. Шангин В.Ю. Получение тонкослойных безусадочных высокопрочных композиционных составов на основе цемента // Сб. ст. III Международной науч.-техн. конф. «Материалы и технологии XXI века». - Пенза, 2005. — С. 122-124.

24. Шангин В.Ю. Особенности работы при изгибе неупругой системы «стык-растворный шов» под действием кратковременной нагрузки // Сб. тр. Всесоюзной конф. молодых ученых и специалистов «Качество и надежность строительных материалов и конструкций в сейсмическом строительстве». -Тбилиси, 1986.-С. 99.

25. Шангин В.Ю. Исследование прочностных и деформативных свойств зимних растворных швов в платформенных стыках // Сб. нучн. тр. «Теоретические и экспериментальные исследования строительных конструкций». - Л., ЛенЗНИИЭП, 1987. - С 81 - 84.

26. Шангин В.Ю. Деформативность горизонтальных стыков панельных стен зданий при одновременном действии сжатия и сдвига // Сб. тр. конф. «Качество и надежность строительных материалов и конструкций в сейсмическом строительстве. - Тбилиси, 1988. - С 141 - 143.

27. Шангин В.Ю. Рекомендации по дифференцированному определению податливости растворных швов в горизонтальных стыках несущих стен при расчете панельных зданий // Сб. науч. тр. «Архитектура и конструкции жилых и общественных зданий для строительства в Западной Сибири. - Л., ЛенЗНИИЭП, 1988.-С. 66-71.

28. Шангин В.Ю. Влияние податливости швов платформенных стыков на напряженно-деформированное состояние несущей стены крупнопанельного здания в стадии оттаивания // Там же. - С. 72 -78.

29. Шангин В.Ю. Учет нелинейной податливости швов горизонтальных несущих стыков при расчете панельных зданий в стадии оттаивания // Сб. научн. тр. «Проблемы прочности материалов и конструкций на транспорте». - Л., ЛИИЖТ, 1990. - С. 320 - 325.

30. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Использование отечественных добавок при производстве сухих смесей // Сб. научн. тр. «Современные естественно-научные основы в материаловедении и экологии». - СПб., ПГУПС, 2000. - С 59 - 65.

31. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Отечественные добавки типа MIX для сухих смесей. - СПб., ПГУПС, 2001. - С 1 - 9.

32. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. и др. Отечественные добавки для сухих смесей и строительных растворов // Строительство и реконструкция, № 1, 2001.-С. 18.

33. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Отечественные добавки для сухих смесей и строительных растворов // Сб. научн. ст. «Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 1. - СПб., ПГУПС, 2001.-С. 9-11.

34. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Финишный ровнитель пола // Строительство и реконструкция, № 2, 2001. - С. 17.

35. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Фундаментальные основы управления свойствами цементной матрицы в тонких слоях // Мат. V Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк., СПбГТУ, 2001. - С. 180 - 181.

36. Комохов П.Г., Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Полимерное покрытие «жидкие обои» // Строительство и реконструкция, № 3,2001. - С. 15.

37. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Особенности работы строительных растворов в тонком самонесущем слое // Сб. научн. тр. Международной конф. ПГУПС «Высшее профессиональное образование на ж/д транспорте», 2001.-С. 71-73.

38. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Отечественные добавки типа MIX для сухих смесей // Сб. мат. Международной науч.-практич. конф. «Строительные материалы XXI века. Технология и свойства. Импортозамещение», кн. 1. - Казахстан, Алматы, 2001. - С. 83 - 90.

39. Шангин В.Ю., Герчин Д.В. Комплексные добавки для улучшения свойств сухих строительных смесей и растворов // Сб. науч. тр. «Эффективные технологии строительного комплекса», Вып. 1. - Брянск, 2002. - С. 21 - 23.

40. Шангин В.Ю., Сватовская Л.Б. Особенности деформативных характеристик цементсодержащих смесей, работающих в тонких слоях // Тр. СПбГПУ, Мат. VI Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк. «Фундаментальные исследования в технических университетах». - СПб., Из-во СПбГПУ, 2002. - С. 175 - 178.

41. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Современная фундаментальная наука в решении отдельных проблем новых технологий в строительстве // Сухие строительные смеси и новые технологии в строительстве № 1, 2002. - С.4 - 5.

42. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Известковая программа сухих строительных смесей для реставрации - состав и производство // Там же. - С. 25 - 26.

43. Шангин В.Ю., Александров П.Е. Управление свойствами ровнителя в тонком слое на основе цементной матрицы // Там же. - С. 33 - 34.

44. Шангин В.Ю., Волкова A.B. Метод определения трещиностойкости материалов в тонком слое на основе минеральных вяжущих // Сб. научн. тр. Международной научно-техн. конф. «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». Пенза, 2003. - С. 333 - 334.

45. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Метод классификации трещиностойкости композиционных материалов при растяжении // Сб. научн. тр. «Новые материалы и технологии в машиностроении», Вып. 2. - Брянск, 2003. - С. 98 -99.

46. Шангин В.Ю., Котов В.М. Мелкозернистый высокопрочный бетон для устройства полов // Сб. ст. 2-й Международной научно-техн. конф. «Эффективные строительные конструкции: теория и практика». - Пенза, 2003.-С. 367-368.

47. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Особенности получения и свойства композиционных покрытий из неорганических вяжущих // Сб. науч.ст. «Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 3, ПГУПС, 2003. - С. 4 - 12.

48. Шангин В.Ю., Волкова A.B., Умань Н.И. Проблемы конструирования цементсодержащих покрытий и их свойств // Там же. - С. 62 - 64.

49. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. О новых возможностях применения известковых сухих строительных смесей // Сб. ст. 6-й Международной научно-практ. конф. «Экология и жизнь». - Пенза, 2003. - С. 131 - 132.

50. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Метод испытания цементного раствора по выдерживаемому им окружному напряжению // Сб. ст. 7-й Всероссийской научно-практ. конф. «Современные технологии в машиностроении». Пенза, 2003.-С. 169-170.

51. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Композиционные покрытия из неорганических вяжущих И Тр. СПбГПУ. Мат. VII Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк. «Фундаментальные исследования в технических университетах». - СПб., Из-во СПбГПУ, 2003. - С. 259 -260.

52. Шангин В.Ю., Фиголь A.A. Результаты испытаний цементных растворов на растягивающие усилия // Тр. 6-й Международной научно-техн. конф. «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте». СПб, ПГУПС, 2004. - С. 396 - 398.

53. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. О методе испытания цементного раствора по выдерживаемому им окружному напряжению // Там же. - С. 399 - 402.

54. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Защитно-декоративное покрытие «Путиловский камень» // Сб. мат-в 4-й Всероссийской научно-практ. конф. «Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание». Пенза, 2004. - С. 79 - 80.

55. Шангин В.Ю., Фиголь A.A. Метод испытания цементных растворов при растяжении // Сб. ст. 2-й Международной научно-техн. конф. «Материалы и технологии XXI века». - Пенза, 2004. - С. 209 - 210.

56. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Получение композиционных цементных материалов, работающих в тонком слое // Сб. научн. тр. Международной научно-техн. конф. «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». - Пенза, 2004. - С. 339 - 341.

57. Шангин В.Ю., Фиголь A.A. Прогнозирование устойчивости проектируемых строительных растворов к образованию усадочных трещин в тонком слое // Сб. ст. 9-й Международной научно-техн. конф. «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов». — Пенза, 2004. - С. 232 - 234.

58. Шангин В.Ю., Шангина H.H., Герчин Д.В. и др. Проблема трещиностойкости тонкослойных композиционных материалов на основе цемента // Сб. науч. ст. «Достижения строительного материаловедения», посвящен. 100-ю со дня рожд. П.И.Боженова. - СПб., «Изд-во ОМ-Пресс», 2004.-С. 185- 187.

59. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Использование специальных материалов для ремонта и восстановления эксплуатационных свойств фундаментов // Сб. ст. Международной научно-практич. конф. «Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений». - Пенза, 2004. - С. 224 - 226.

60. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Материалы для получения высокопрочных трещиностойких покрытий // Сб. ст. 3-й Международной науч. -техн. конф. «Эффективные строительные конструкции: теория и практика». - Пенза, 2004. - С. 370 - 372.

61. Шангин В.Ю., Фиголь A.A. Некоторые полифункциональные добавки, повышающие трещиностойкость тонкослойных цементных материалов // Сб. науч. ст. « Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 4. СПб., ПГУПС. - С. 34 - 36.

62. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Выбор наполнителя при подборе состава тонкослойных покрытий для выравнивания полов // Там же. - С. 67 - 70.

63. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Влияние известковых штукатурных составов на микроклимат в помещении // Сб. ст. 8-й Всероссийской науч. -практич. конф. «Современные технологии в машиностроении». - Пенза, 2004. - С. 293 - 294.

64. Шангин В.Ю., Самойлов A.A. Влияние мелкодисперсных наполнителей на трещиностойкость тонкостенных композиционных покрытий // Сб. ст. III Международной науч.-техн. конф. «Материалы и технологии XXI века». -Пенза, 2005. - С. 124 - 127.

65. Патент «Вяжущее» № 2187477 от 20.08.2002.

66. Патент «Комплексная добавка» № 2206535 от 20.06.2003.

67. Патент «Форма для изготовления образцов строительных растворов» № 31752 от 16.04.2003.

68. Патент «Комплексная добавка» № 2203865 от 10.05.2003.

69. Патент «Комплексная добавка» № 2203866 от 10.05.2003.

70. Патент «Комплексная добавка» № 2238920 от 27.10.2004.

71. Патент «Комплексная добавка» № 2239610 от 10.11.2004.

72. Патент «Способ определения трещиностойкости строительного материала» № 2242740 от 20.12.2004.

73. Патент «Способ определения деформации усадки раствора» № 2266541 от 20.12.2005.

74. Патент «Комплексная добавка». Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2004106819 от 09.03.2004.

75. Патент «Комплексная добавка». Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2004139153 от 31.12.2004.

Подписано к печати 17.05.06 Печ. л. - 3,0

Печать — ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 1/16

Тираж 100 экз._■ Заказ № 543._

CP ПГУПС 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА МОДИФИКАЦИЮ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНО-СТОЙКОСТИ КОМПОЗИТОВ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ

И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

1.1 Современные взгляды на модификацию свойств цементных композитов.

1.2 Методы оценки трещиностойкости композитов.

1.3 Постановка цели и задачи работы.

2. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ И ВЫБОР ЦЕМЕНТА ДЛЯ МАТРИЦЫ КОМПОЗИЦИИ.

2.1 Отличительные свойства тонкослойных цементных композиций.

2.2 Методы исследования основных свойств тонкослойных цементных композиций.

2.2.1 Метод испытания тонкослойных цементных композиций 66 при растяжении и усадке.

2.2.2 Экспресс-метод оценки водоудерживающей способности растворной смеси.

2.3 Выбор цемента для матрицы тонкослойной композиции.

2.4 Выводы.

3. КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ОСНОВНЫМИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ С УЧЕТОМ ПРИРОДЫ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТВЕРДЫХ ФАЗ.

3.1 Концепции управления основными физико-механическими свойствами тонкослойных цементных композиций.

3.2 Закономерности изменения физико-механических свойств тонкослойных цементных композиций с учетом природы составляющих твердых фаз.

3.2.1 Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций при введении полупроводниковых оксидов.

3.2.2 Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций при введении растворимых хлоридов.

3.2.3 Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций при введении ионных сульфатов.

3.3 Закономерности между теплопроводными свойствами тонкослойных цементных композиций и кристаллохимической природой вводимых фаз.

3.4 Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С РАЗЛИЧНЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ПОЛОВ.

4.1 Исследования трещиностойкости тонкослойных цементных композиций с различными наполнителями равной тонкости помола.

4.2 Влияние водоцементного отношения на трещиностойкость тонкослойного цементного камня.

4.3 Исследования трещиностойкости тонкослойных цементных композиций с наполнителями в присутствии пластификатора

4.4 Опытно-промышленные испытания тонкослойных цементных композиций для выравнивания полов и определение условий обеспечения трещиностойкости.

4.5 Выводы.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ

КОМПОЗИЦИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

5.1 Проектирование тонкослойных цементных композиций для выравнивания полов.

5.2 Гель-технология как способ создания неорганического покрытия повышенной твердости.

5.3 Проектирование тонкослойных цементных композиций для наружных и внутренних поверхностей стен.

5.4 Разработка тонкослойных цементных композиций с пониженной теплопроводностью.

5.5 Выводы.

6. РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ РАБОТЫ.

6.1 Результаты внедрения тонкослойных цементных композиций для выравнивания полов в жилых и общественных зданиях.

6.2 Результаты внедрения тонкослойных композиций для отделки поверхностей стен строящихся и реставрируемых зданий.

6.3 Внедрение разработанных композиций на заводах, выпускающих сухие строительные смеси.

Актуальность работы

Эксплуатация зданий и сооружений, их внутренняя отделка и особенно внешний вид фасадов, во многом зависит от стойкости отделочных материалов. Появление трещин - процесс разрушения материала, который взаимосвязан с физико-химическими поверхностными взаимодействиями материала со средой. Прежде всего, это поглощение газов, паров и растворенных в воде агрессивных веществ, твердыми фазами структуры материала. Нарушение монолитности защитно-выравнивающего слоя несущих конструкций ускоряет старение здания.

В настоящее время при строительстве и ремонте зданий широко востребованы отделочные материалы на цементной основе - наливные составы для выравнивания полов, большое разнообразие штукатурных, клеевых и других декоративно-защитных композиций, которые применяются и эксплуатируются в тонком слое. Такие тонкослойные цементные композиции по сравнению с конструкционными бетонами отличаются специфическими свойствами: высокой подвижностью при нанесении без механического уплотнения, твердением в температурно-влажностных условиях строительной площадки, большой открытой поверхностью уложенного материала. Этим отделочным материалам в отличие от конструкционных бетонов не требуется высокая прочность, им нужна трещиностойкость, от которой зависит не только долговечность самого отделочного слоя, но и защита несущих конструкций здания.

На момент постановки настоящих исследований отсутствовали знания о закономерностях изменения основных свойств тонкослойных композиций от вида цементной матрицы и вводимых твердых фаз - включений: добавок, наполнителей и заполнителя, также как и отсутствовали методы испытания таких материалов в тонком слое. Однако современная строительная индустрия развивается на базе использования сухих строительных смесей, т.е. смесей твердых веществ, поэтому развитие знаний о влиянии вводимых твердых фаз на свойства тонкослойных цементных композиций приобретает особенную актуальность.

Цель работы состояла в определении закономерностей изменения свойств тонкослойных цементных композиций с учетом вида и свойств составляющих твердых фаз.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования:

- определение отличительных свойств тонкослойных цементных композиций и разработка адекватной условиям эксплуатации методики их исследования в тонком слое;

- выбор цемента и определение закономерностей изменения свойств тонкослойных цементных композиций с учетом природы составляющих твердых фаз;

- разработка и промышленное внедрение тонкослойных цементных композиций различного назначения.

Научная новизна работы

Предложено характеризовать тонкослойную цементную композицию (ТЦК), как защитно-отделочный материал для несущих конструкций, который имеет значение параметра lg(S/V) = 1.3 при S » V, где S -площадь открытой поверхности и V - объем композиции, отличающийся высокой подвижностью при нанесении и трещиностойкостью при эксплуатации в тонком слое. Разработана новая методика исследования ТЦК, включающая одновременно способ определения прочности композиции при растяжении (патент № 2242740) и способ определения деформации усадки затвердевшей композиции (патент № 2266541) в тонком слое. Предложено оценивать трещиностойкость собственно цементного камня (матрицы) и ТЦК по величине отношения новых параметров: прочности при растяжении - ар и относительной деформации усадки - е, значения которых определяются при испытании на одном образце; определен критерий обеспечения трещиностойкости ТЦК - сгр/в > 1,0 ГПа при сгр> 1,25 МПа.

Предложено управлять трещиностойкостью ТЦК введением труднорастворимых, твердых веществ определенной энергетической и химической природы, которые способны повысить трещиностойкость при проявлении трех механизмов: катализа гидратации силикатов на поверхности этих веществ, демпфирования трещинообразования с помощью элементов структуры и усиления контактов на границах разделов фаз. Обнаружено, что вводимые в ТЦК твердые вещества в виде неметаллических добавок и наполнителей различной энергетической и химической природы проявляют общую закономерность в пределах соответствующей группы, которая заключается в следующем - чем ниже энергосодержание вещества по значению параметра изменения энтальпии (-ДН°298) при введении в композицию, тем выше трещиностойкость ТЦК при эксплуатации.

Показано, что увеличение прочности при растяжении композиции до 42 % и повышение трещиностойкости до 57 % с одновременным снижением усадки и водопоглощения реализуется при введении в ТЦК полупроводниковых оксидов с окислительными свойствами в количестве 0,5 % от массы цемента со значением параметра энергосодержания: -ДН0298 ниже 240 кДж/моль; результатом ускорения гидратационных процессов является увеличение количества гидросиликатов. Преимущественно демпферный механизм увеличения трещиностойкости ТЦК осуществляется при введении ионных сульфатов с высокой мольной массой и низким значением -AH°298 ниже 1440 кДж/моль. При этом увеличивается прочность композиции при растяжении и повышается трещиностойкость до 15 %, например, при введении труднорастворимого сульфата BaS04 с величиной параметра АН°298: 1474,2 кДж/моль и мольной массой: 233 г/моль. Механизм увеличения трещиностойкости ТЦК через контактные явления на границе 8

раздела фаз реализуется при введении тонкомолотых наполнителей, имеющих высокие значения орбитальной электроотрицательности катионов и формирующих жесткие кислоты.

Установлена закономерность снижения теплопроводности ТЦК от энергетических и химических характеристик вводимых твердых фаз; показано, что введение фаз с низким значением параметра -АН°298 и учет соотношения радиусов катиона и аниона, при гфа < 0,3 составляющих композицию веществ, приводит к наибольшему снижению теплопроводности цементного камня за счет образования кристаллических или гелевых гидратов, слоистых структур с конституционной водой, а также фаз, реализующих золь-гель процесс. Выявлено, что падение теплопроводности композиций с труднорастворимыми веществами и соотношением rk/ra < 0,3 сопровождается ростом количества химически связанной воды в кристаллических или гелеобразных гидратах. Выявленные взаимосвязи теплопроводности от физико-химической природы составляющих твердых фаз позволили произвести выбор цементов, добавок и наполнителей для получения ТЦК с улучшенными теплозащитными свойствами.

Показано, что закономерности изменения свойств ТЦК в зависимости от вида и свойств вводимых твердых фаз позволяют регулировать свойства композиций при нанесении, а также механические и теплопроводные свойства тонкослойного камня при эксплуатации. Сформулированы принципы управления свойствами ТЦК на стадии проектирования состава композита, которые отражают комплексообразование, как способ повышения водоудерживающей способности композиции, и гель-технологию, как способ создания покрытия повышенной твердости. При этом установлен механизм образования геля на ранней стадии твердения ТЦК, в котором переход из золя в гель на уровне наноразмеров структурных составляющих фаз соответствует нанотехнологии.

Практическая значимость работы

Выявленные закономерности изменения свойств композиций с учетом энергетической и химической природы вводимых твердых фаз дают возможность прогнозировать основные свойства ТЦК на стадиях приготовления, применения и эксплуатации. Использование наиболее трещиностойкой матрицы из Осколцемента ПЦ 500 ДО и запатентованных комплексных добавок позволяет повысить трещиностойкость ТЦК до 27 % и прочность при растяжении - до 43 %, уменьшить усадочные деформации до 12 % (патенты: № 2203865, № 22006535 и № 2187477), увеличить подвижность укладываемой композиции - до 22 % и адгезионную прочность - до 57 % (патенты № 22003866 и № 2238920). Добавки для создания ТЦК с теплозащитными свойствами (патенты № 2239610 и № 2243051) при использовании в композициях позволяют повысить общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций.

Проведена сравнительная оценка цементов разных марок по новым параметрам: прочности при растяжении - стр и относительной деформации усадки - б тонкослойного камня, что позволило выбрать эффективный цемент для матрицы ТЦК. При прочих равных условиях лучшие значения параметров (Тр = 1,93 МПа и s = 3,15 мм/м показал Оскольский ПЦ 500 ДО и худшие значения параметров ар = 1,43 МПа и s = 8,27 мм/м - Лафарж-цемент марки Fondu, соответственно, разница значений достигает 35 % по прочности при растяжении и 262 % по деформации усадки. Определены цементы для создания ТЦК с теплозащитными свойствами - при прочих равных условиях минимальной теплопроводностью обладает цементный камень на основе Щуровского ПЦБ 400 - 0,50 Вт/(м-°С) и Пикалевского ПЦ 400 Д20 - 0,58 Вт/(м-°С).

Разработаны сухие строительные смеси для горизонтальных (при выравнивании полов) и вертикальных (при отделке стен) поверхностей с прогнозируемыми свойствами. Для устройства полов разработаны композиции со следующими характеристиками: самовыравнивающийся

10 состав для окончательного выравнивания поверхности от 0 до 10 мм с подвижностью 30 см по Суттарду, отношением - crp/s = 1,43 ГПа при ар = 1,44 МПа и истираемостью 0,6 г/см ; литой состав для предварительного выравнивания поверхности от 10 до 50 мм с подвижностью 27 см по Суттарду, отношением - op/s = 1,37 ГПа при ор = 1,68 МПа и истираемостью 0,5 г/см ; состав для создания покрытия повышенной твердости с подвижностью 32 см по Суттарду, отношением - cjp/e = 1,53 ГПа при ар = 1,7 у

МПа и истираемостью 0,4 г/см . Для отделки внутренних и наружных стен разработаны композиции различного назначения: штукатурные составы М 25.100, Пк 2.3, с отношениями - ар/е = 1,1.1,25 ГПа; гидроизоляционный состав М 150, Пк 2, ap/s = 1,28 ГПа и F 300; теплозащитные составы М 25.100, Пк 3, с отношениями - Ор/s = 1,06.1,16 ГПа, F 25.100 и теплопроводностью 0,25.0,32 Вт/м°С, а также клеи, терразитовые штукатурки и составы камнезаменителей. Предложенные композиции сухих смесей более экономичны по сравнению с известными зарубежными аналогами за счет использования запатентованных отечественных добавок и уменьшения количества дорогостоящих полимеров. Результаты работы защищены 11-ю патентами, шестью ТУ и девятью гигиеническими сертификатами.

Разработанные композиции использованы в производстве сухих строительных смесей заводов - фирмы «Тосненские сухие смеси», 'ЗАО «Метробетон», фирмы «АжиоСтрой» и НПО «Корунд». Проведено внедрение ТЦК на объектах Санкт-Петербурга - штукатурные композиции были использованы при реставрации: Адмиралтейства, Строгановского и Константиновского дворцов, Мариинского театра, Собора святых апостолов Петра и Павла Петропавловской крепости, Свято-Троицкого собора Александра-Невской лавры, православных храмов Воскресения Христова, Святого великомученника Пантелеймона, Воскресенского Новодевичьего и Валаамского монастыря и других. Выравнивающие композиции нанесены при устройстве полов в жилых домах Гатчинского ДСК, ГССК, ДСК - 3,

11

ЗАО «Треста - 68», на складах фирм: «Форд», «Оборонпромкомплекс», НПО «Корунд», «ТСС» и других объектах.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена результатами экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов физико-химического анализа: рентгенофазового, дифференциально-термического, калориметрического методов, хорошей сходимостью при проведении статистической обработки экспериментальных данных, а также практическими результатами, полученными в лабораторных и промышленных условиях стройплощадки.

На защиту выносятся:

1. Отличительные свойства тонкослойных цементных композиций по сравнению с конструкционными бетонами, методика их исследования и новые параметры цементного камня в тонком слое.

2. Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций с учетом природы составляющих твердых фаз.

3. Новые тонкослойные цементные композиции различного назначения с улучшенными свойствами и их промышленное внедрение.

Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены на Всесоюзной конф. «Проблемы прочности материалов и конструкций на транспорте». - Л., ЛИИЖТ, 1990 г.; V Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк., СПбГТУ, 2001 г.; Международной конф. «Высшее профессиональное образование на ж/д транспорте», СПб., ПГУПС 2001 г.; II Международной научно-практ. конф. «Защитные композиционные материалы и технологии третьего тысячелетия - КОМПОЗИТ 2001», СПб., ПГУПС, 2001 г.; VI Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк. «Фундаментальные исследования в технических университетах», СПб., СПбГПУ, 2002 г.; Proceedings of the International Seminar held at the University of Dundee, Scotland, UK, 2002,; Международной научно-техн. конф. «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», Пенза, 2003 г.; 1st International Conference on Concrete Repair, St-Malo, France, 2003.; II Международная конф. научно-техн. конф. «Новые материалы и технологии в машиностроении», Брянск, 2003 г.; II Международной научно-техн. конф. «Эффективные строительные конструкции: теория и практика», Пенза, 2003 г.; VI Международной научно-практ. конф. «Экология и жизнь», Пенза, 2003 г.; VII Всероссийской научно-практ. конф. «Современные технологии в машиностроении», Пенза, 2003 г.; XV Internationale Baustofftagung Bauhaus -Universitat Weimar, Bundesreppublik Deutschland, 2003.; VII Всероссийской конф. по проблемам науки и высш. шк. «Фундаментальные исследования в технических университетах», СПб., СПбГПУ, 2003 г.; VI Международной научно-техн. конф. «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте», СПб, ПГУПС, 2004 г.; IV Всероссийской научно-практ. конф. «Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание», Пенза, 2004 г.; II Международной научно-техн. кОнф. «Материалы и технологии XXI века», Пенза, 2004 г.; Международной научно-техн. конф. «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», Пенза, 2004 г.; IX Международной научно-техн. конф. «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов», Пенза, 2004 г.; Proceedings of the International Conference organized by the Concrete and Masonry Pesearch Group and held at Kingston University, London,, UK, 2004.; Международной научно-практич. конф. «Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений», Пенза , 2004 г.; III Международной науч. -техн. конф. «Эффективные строительные конструкции: теория и практика», Пенза, 2004 г.; VIII Всероссийской науч. -практич. конф. «Современные технологии в машиностроении», Пенза, 2004 г.; III Международной науч.-техн. конф.

Материалы и технологии XXI века», Пенза, 2005 г.; Ill Internationa] Conference DYN-WIND 2005, Zilina, Slovak Republic.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 75 научных работ, в том числе 1 монография; 8 статей в научных журналах по списку ВАК России; публикации в трудах международных конгрессов Великобритании, Германии, Франции, Словакии и России; получены 11 патентов, 9 гигиенических сертификатов и разработаны шесть ТУ на сухие строительные смеси.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа, общим объемом 397 страниц, состоит из введения, 6-ти глав, общих выводов, включает 44 таблицы и 70 рисунков, 5 приложений, включает 44 таблицы и 70 рисунков, содержит список литературы из 251 наименования.

8. Результаты работы защищены 11-ю патентами, шестью техническими условиями: «Смеси сухие для выравнивания полов» ТУ 5745009-50054834-2002, «Смеси сухие штукатурные отделочные на минеральной основе» ТУ 5745-004-50054834-2001, «Смеси сухие клеевые» ТУ 5745-00850054834-2002, «Смеси сухие для ремонта бетона» ТУ 5745-001-588726092003, «Смеси сухие шпаклевочные» ТУ 5745-003-58872609-2003, «Составы декоративные отделочные» ТУ 5772-002-58872609-2003 и девятью гигиеническими сертификатами, которые приведены в приложении к диссертации.

9. Разработанные композиции использованы в производстве сухих строительных смесей заводов - фирмы «Тосненские сухие смеси», ЗАО «Метробетон», фирмы «АжиоСтрой» и НПО «Корунд». Проведено внедрение ТЦК на объектах Санкт-Петербурга - штукатурные композиции были использованы при реставрации: Адмиралтейства, Строгановского и Константиновского дворцов, Мариинского театра, Собора святых апостолов Петра и Павла Петропавловской крепости, Свято-Троицкого собора Александра-Невской лавры, православных храмов Воскресения Христова, Святого великомученника Пантелеймона, Воскресенского Новодевичьего и Валаамского монастыря и других.

Выравнивающие композиции нанесены при устройстве полов в жилых домах Гатчинского ДСК, ГССК, ДСК - 3, ЗАО «Треста - 68», на складах фирм: «Форд», «Оборонпромкомплекс», НПО «Корунд», «ТСС» и других объектах; акты испытаний приведены в приложении к диссертации.

1. Ансельм А.И. Основы статистической физики и термодинамики. М.: Наука, 1973.-423 с.

2. Ахвердов И.Н., Смольский А.Е., Скочеляс В.В. Моделирование напряженного состояния бетона и железобетона. Минск: Наука и техника, 1973.-231 с.

3. Баженов Ю.М. Технология бетона: Учеб. Пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1978.-455 с.

4. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: АСВ, 2002, - 500 с.

5. Баженов Ю.М., Алимов J1.A., Воронин В.В., Магдеев У.Х. Технология бетона, строительных изделий и конструкций. М.: АСВ, 2004. - 256 с.

6. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. М.: Стройиздат, 1984. - 672 с.

7. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. // 2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1988, - 768 с.

8. Белов Н.В. Очерки по структурной минералогии. М.: Недра, 1976. -344 с.

9. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: наука, 1953. 856 с.

10. Безбородов В.А., Белан В.И., Мешков П.Н. и др. Сухие смеси в современном строительстве. Новосибирск: НГСАУ, 1998. - 94 с.

11. Безверхий А.А. Прогнозирование прочности композиционных строительных материалов. Структурно-энергетическая концепция. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Новосибирск, СибЗНИИЭП, 2001. - 36 с.

12. Бережной А.С. Многокомпонентные щелочные оксидные системы. Киев: Наукова думка, 1988. - 200 с.

13. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М.: Госстройиздат, 1962. - 96 с.

14. Берхман Р. Теплопроводность твердых тел. М.: Мир, 1979, - 286 с.

15. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов. JL: Стройиздат, 1978.-368 с.

16. Бородуля А.В. Сухие строительные смеси на цементной основе с улучшенными теплозащитными свойствами. Дисс. канд. техн. наук. - СПб.: ПГУПС, 2004.-157 с.

17. Бородуля А.В. Сухие строительные смеси на цементной основе с улучшенными теплозащитными свойствами. Автореф. дисс. канд техн. наук. - СПб,: ПГУПС, 2004. - 24 с.

18. Ботка Е., Беляев Е. «Сухая» статистика или Российский рынок сухих строительных смесей в цифрах и фактах // Сухие строительные смеси и новые технологии в строительстве, № 1, 2003. с. 42-44.

19. Брандон Д., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля. М.: Техносфера, 2004. - 384 с.

20. Будников П.П., Гинстлинг A.M. Реакции в смесях твердых веществ. -М.: Стройиздат, 1971.-488 с.

21. Вавржин Ф., Крчма Р. Химические добавки в строительстве / Пер. с чешского. М.: Стройиздат, 1964. - 288 с.

22. Васил В.Вълков, Недко А.Делчев. О влиянии некоторых добавок на трещиностойкость цементного камня // Цемент и его применение. № 5-6, СПб., «Нева», 1998.-е. 32-34.

23. Васильев В.З. Пространственные задачи прикладной теории упругости. М: Транспорт, 1993. - 366 с.

24. Венюа М. Цементы и бетоны в строительстве / Пер. с франц. М.: Стройиздат, 1980.-415 с.

25. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества (технология и свойства). Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1979. - 476 с.

26. Воропаева Л., Теличко А. Отделочные работы (Внутренняя отделка помещений). М.: ООО «ГаммаПресс 2000», 2001, - 480 с.

27. Гаркави М.С. Кинетические закономерности структурообразования в вяжущих системах // Межвуз. сб. Строительные материалы и изделия». -Магнитогорск: МГТУ, 2000. 92 с.

28. Гвоздев А.А., Яшин А.В., Петрова К.В. и др. Прочность, структурные изменения и деформации бетона/ Под ред. А.А.Гвоздева. М.: Стройиздат, 1978. - 296 с.

29. Герчин Д.В. Некоторые особенности создания декоративных неорганических штукатурных покрытий / Сб. научн. ст. «Новые исследования в материаловедении и экологии». СПб.: ПГУПС, 2004. - с. 63-67.

30. Герчин Д.В. Особенности получения и свойства композиционных покрытий из неорганических вяжущих для строительства и отделки. Дисс. канд. техн. наук. СПб.: ПГУПС, 2002. - 117 с.

31. Герчин Д.В. Особенности получения и свойства композиционных покрытий из неорганических вяжущих для строительства и отделки. Дисс. канд. техн. наук. СПб.: ПГУПС, 2002. - 117 с.

32. Гегузин Я.Е. Живой кристалл. М.: Наука, 1987. - 190 с.

33. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: «Высш. шк.», 1981. - 335 с.

34. Горчаков Г.И., Орентлихер Л.П., Савин В.И. и др. Состав, структура и свойства цементных бетонов /Под ред. Г.И.Горчакова. М.: Стройиздат, 1976.- 144 с.

35. Горчаков Г.И., Орентлихер Л.П., Лифанов И.И., Мурадов Э.Г. Повышение трещиностойкости и водостойкости легких бетонов для ограждающих конструкций. -М.: Стройиздат, 1971. 158 с.

36. Горчаков Г.И. Растрескивание растворов и бетонов /Сб. тр. № 18 // МИСИ им. В.В.Куйбышева. М.: МИСИ, 1960. - с. 29-36.

37. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.: Стройиздат, 1986. - 688 с.

38. Грушко И.М., Ильин А.Г., Рашевский С.Т. Прочность бетонов на сжатие и растяжение. Харьков: Изд-во ХГУ, 1973. - 151с.

39. Грушко И.М., Ильин А.Г., Чихладзе Э.Д. Повышение прочности и выносливости бетона. Харьков: Вища шк., 1986. - 152 с.

40. ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний.

41. Грызлов B.C., Меньшикова Е.В. Элементы термодинамики бетона: Учебн. пособие. Череповец.: ГОУ ВПО ЧГУ, 2005. - 169 с.

42. Гуревич B.JI. Кинетика фононных систем. М.: Наука, 1980. -400 с.

43. Дворкин Л.И., Соломатов В.И., Выровой В.Н. Цементные бетоны с минеральными наполнителями. Киев: Будивэлник, 1991. - 136 с.

44. Демьянова B.C., Калашников В.И., Дубошина Н.М. и др. Эффективные сухие строительные смеси на основе местных материалов. -М.: АСВ, 2001.-209 с.

45. Десов А.Е. Пути получения и область прменения высокопрочного бетона // Бетон и железобетон. № 3, 1969. с.7-12.

46. Джейкок М., Парфит Дж. Химия поверхностей раздела фаз / Пер. с англ. М.: Мир, 1984. - 269 с.

47. Добавки в бетон //Под ред. В.С.Рамачандрана. М.: Стройиздат, 1988.-575 с.

48. Домокеев А.Г. Строительные материалы: Учебн. для строит, вузов / 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1989. - 495 с.

49. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Л.: Энергия, 1974. - 264 с.

50. Дункен X., Лыгин В.И. Квантовая химия адсорбции на поверхности твердых тел. М.: Мир, 1980. - 288 с.

51. Дьяченко Е.И., Сушенков А.Н. Роль зернового состава заполнителя в сухих строительных смесях // Сб. докл. 3-й Международной науч.-техн. конф. «Современные технологии сухих смесей в строительстве» СПб., 2001. -с. 83-87.

52. Естемесов З.А., Куртаев А.С., Махамбетова У.К. и др. Новое в химии и технологии силикатных и строительных материалов / Сб. науч. Тр. Вып. 1 Алмааты, ЦелЛСИМ, 2001. - 460 с.

53. Журавлев И.П. Штукатур. Мастер отделочных строительных работ: Учебн. пособие для учащихся проф. техн. училищ Ростов Н/Д : изд-во «Феникс», 2000. - 320 с.

54. Зайцев Ю.В. Развитие трещин в цементных камне и бетоне прикратковременном и длительном сжатии. Бетон и железобетон № 11- 1972. 43 с.

55. Комохов П.Г., Грязнов B.C. Структурная механика и теплофизика легкого бетона. Вологда: Изд-во Вологодского научн. Центра, 1992. -321 с.

56. Козлов В.В. Сухие строительные смеси. М.: АСВ, 2000. - 96 с.

57. Комохов П.Г., Попов В.П. Энергетические и кинетические аспекты механики разрушения бетона. Самара, 1999. - 109 с.

58. Карапузов Е.К., Лутц, Герольд X. и др. Сухие строительные смеси. -Киев: «Техника», 2000. 226 с.

59. Кауфман Б.Н. Теплопроводность строительных материалов. М.: Гос. из-во лит. по стр-ву и арх-ре, 1955. - 160 с.

60. Комохов П.Г. Механико-технологические основы торможения процессов разрушения бетонов ускоренного твердения: Автореф. дисс. д-ра техн. наук. ЛИСИ Л.: 1979. - 38 с.

61. Комохов П.Г. Структурно-энергетические аспекты гидратации цемента и его долговечности. Цемент № 3, 1987. с. 16-19.

62. Комохов П.Г. Некоторые предпосылки к физической теории разрушения бетона. Сб. тр. ЛИИЖТ, вып.382, 1975. с. 8-15.

63. Композиционные материалы. Под ред. Дж. Сендецки. м.: Мир, 1978.-564 с.

64. Корнеев В.И., Данилов В.В. Жидкое и растворимое стекло. Пб.: Стройиздат, 1996. 216 с.

65. Костерев А.Е. Методы оценки качества строительных растворов: Учеб. пособие СПб., ПГУПС, 2005. - 39 с.

66. Кудзис А.П. Жлезобетонные и каменные конструкции. Учеб. пособие для строит. Вузов. Ч. 1 Материалы, конструирование, теория и расчет. -М.: Высш. шк., 1988.-287 с.

67. Кузнецова Т.В., Талабер Й. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат, 1988. - 272 с.

68. Курай Т.Б. Внутренние отделочные работы. Ростов Н/Д. «Феникс», 2000. - 320 с.

69. Лермит Р. Проблемы технологии бетона. М.: Гостройиздат, 1959. -294 с.

70. Лещинский М.Ю. Испытание бетона. Справ. Пособие. М.: Стройиздат, 1980. - 360 с.

71. Липатов Ю.С. Будущее полимерных композиций. Киев: Наукова думка, 1984.- 135 с.

72. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Выс. шк., 1967. - 599 с.

73. Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. Перев. С англ. М.: Мир, 1970. - 443 с.

74. Малыгин А.А. Перспективные области реализации химической нанотехнологии на принципах метода молекулярного наслаивания. Мат-лы 2-Ой Всероссийской конф. «Химия поверхности и нанотехнология». СПб, ГТИ, 2002.-с. 15-16.

75. Маилян Р.Л.Методика испытания и оценки усадочной трещиностойкости бетонов. Бетон и железобетон № 8, 1968. с. 40-42.

76. Микульский В.Г., Куприянов В.Н., Сахаров Г.П. и др. Строительные материалы: Под общ. ред. Микульского В.Г. М.: Изд-во АСВ, 2000. - 536 с.

77. Материалы строительной химии. Компания Sika. М.: ООО «Зика», 2001.-312 с.

78. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. - 343 с.

79. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов. М.: Стройиздат, 1971. - 146 с.

80. Мурашов В.И. Трещиноустойчивость, жесткость и прочность железобетона (основы сопротивления железобетона). М.: Машстройиздат, 1950.-267 с.

81. Мэттьюз Ф., Ролингс Р. Композитные материалы. Механика и технология. М.: Техносфера, 2004. - 408 с.

82. Нилиндер Ю.А. Поверхностная прочность бетона и связь ее с появлением трещин. Труды конф. По коррозии бетона. М. - Л.: Изд. АН СССР, 1937.-с. 19-25.

83. Невилль A.M. Свойства бетона. М.: Стройиздат, 1972. - 230 с.

84. Новые исследования в материаловедении и экологии. Вып. 1, Сб. научн. ст. под ред. проф. Сватовской. СПб. ПГУПС, 2001. - 100 с.

85. Орехов В.Г., Зерцалов М.Г. Механика разрушений инженерных сооружений и горных массивов. М.: Изд-во АСВ, 1999. - 330 с.

86. Панченко А.И. Особенности производства и применения сухих смесей в России. Сб. докл. III Международной научно-техн. конф.

87. Современные технологии сухих смесей в строительстве». СПб., 2001 . - с. 137-143.

88. Павлов ПЛ., Паршин J1.K., Мельников Б.Е., Шерстнев В.А. Сопротивление материалов. СПб.: Изд-во «Лань», 2003. - 528 с.

89. Пенкаля Т. Очерки по кристаллохимии. JL: Химия, 1974. - 496 с.

90. Перфилов В.А. Количественная оценка закономерностей трещинообразования и долговечности бетонов. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Пенза: Волгоградская госуд. архитектурно-строительная академия, 2001.-41с.

91. Полинг JI. Природа химической связи. М. - Л.: Госхимиздат, 1947. - 440 с.

92. Попова О.С. структура и свойства бетонов с добавками водорастворимых смол. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Л.: 1979. - 38 с.

93. Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учебник, 2-е изд. испр. и доп. М.: Высш. шк., 2005. - 438 с.

94. Попов К.Н., Шмурнов И.К. Физико-механические испытания строительных материалов. -М.: «Высшая школа», 1980. 239 с.

95. Попов К.Н., Каддо М.Б., Кульков О.В. Оценка качества строительных материалов. М.: АСВ, 1999. - 240 с.

96. Ракина Н.Н., Соломатов В.И. Использование минеральных наполнителей в производстве бетонов. Минск: Бел. НИИНТИ, 19890. - 46 с.

97. Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон. М.: Стройиздат, 1989.- 188 с.

98. Ратинов В.Б., Иванов Ф.М. Химия в строительстве. М.: Стройиздат, 1977. - 220 с.

99. Рамачандран B.C., Фельдман Р.Ф., Коллепарди М. и др. Добавки в бетон: Справочное пособие. М.: Стройиздат, 1988. - 575 с.

100. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. М.: Наука, 1979. - 384 с.

101. Ребиндер П.А. Современные проблемы физической химии. М.: МГУ, 1968.-271 с.

102. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. -М.: Наука, 1966.-400 с.

103. Регель В.Ф., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. - 560 с.

104. Рищук Г.М. Комплексное определение механических свойств цемента.- М.: Промстройиздат, 1957. 39 с.

105. Рыбъев И.А. Строительное материаловедение. Учебн. пособие для строит, спец. вузов. М.: Высш. шк., 2002. - 701 с.

106. Рыбъев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. М.: Высш. шк., 1978. - 309 с.

107. Саталкин А.В., Попова О.С. Влияние полимеров на трещиностойкость бетона. Сб. докл. 6-ой Ленинградск. конф. по бетону и железобетону. Л. Стройиздат, 1971.-е. 192-199.

108. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю., Шангина Н.Н. и др. Особенности получения и свойства композиционных неорганических покрытий на цементной основе. СПб., ПГУПС, 2005. - 98 с.

109. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю., Шангина Н.Н. и др. Управление трещиностойкостью тонкослойных композиционных покрытий на цементной основе. // Цемент и его применение, № 3, 2005. с. 66-67.

110. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Фундаментальные основы управления свойствами цементной матрицы в тонких слоях.// Мат. V Всероссийской конференции по проблемам науки и высш. шк. СПб., 2001. -с. 180-181.

111. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Особенности работы строительных растворов в тонком самонесущем слое. // Сб. научн. тр. Международной конф. ПГУПС «Высшее проф. образование на ж.д. транспорте», 2001. -с. 71-73.

112. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Современная фундаментальная наука в решении отдельных проблем новых технологий в строительстве. // Сухие строительные смеси и новые технологии в строительстве. № 1, 2002. -с. 4-5.

113. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Особенности получения и свойства композиционных покрытий из неорганических вяжущих материалов. // Сб. научн. Ст. «Новые исследования в материаловедении и экологии», вып. 3 ПГУПС, 2003. с.4-12.

114. Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Активированное твердение цементов. -Л. .' Стройиздат, 1983. 160 с.

115. Сватовская Л.Б., Соловьева В .Я., Масленникова Л.Л. и др. Термодинамический и электронный аспекты свойств композиционных материалов для строительства и экозащиты. / Под науч. ред. проф. Сватовской Л.Б. СПб.: Стройиздат, 2004. - 176 с.

116. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Отечественные добавки для сухих смесей и строительных растворов. // Сб. научн. ст. «Новые исследования в материаловедении и экологии» вып. 1 СПб ., ПГУПС, 2001. -С.9- 11.

117. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Финишный ровнитель пола. // Строительство и реконструкция. № 2, 2001. 17 с.

118. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю., Герчин Д.В. Области использования композиционных материалов на цементной матрице и некоторые принципы прогнозирования их свойств. Неделя науки 2002. Тезисы докладов - СПб, 2002. - с. 169-170.

119. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Использование отечественных добавок при производстве сухих смесей. Сб. научн. тр. ПГУПС «Соврем, естественно-научные основы материаловедении и экологии», 2000. с. 59-65.

120. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. и др. Отечественные добавки для сухих смесей и строительных растворов.// Строительство и реконструкция. № 1,2001. 18 с.

121. Сватовская Л.Б., Соловьева В.Я., Чернаков В.А. Получение монолитного пенобетона с учетом особенностей природы заполнителя. -СПб: ПГУПС, 1990.- 76 с.

122. Сватовская Л.Б., Комохов П.Г., Шангин В.Ю. и др. Отечественные добавки типа MIX для сухих смесей. СПб., Научное издание ПГУПС, 2000. - Юс.

123. Сватовская Л.Б., Шангин В.Ю. Отечественные добавки типа MIX для сухих смесей. Сб. мат. Междун. науч.-практ. конф. «Строительные материалы XXI века. Технология и свойства. Импортозамещение». кн. 1 -Казахстан, Алматы, 2001. с. 83-90.

124. Сватовская Л.Б., Яхнич ИМ., Чибисов Н.П. и др. Получение и исследование неорганических связующих материалов. Метод, указания. Л.: ЛИИЖТ, 1988.- 49 с.

125. Скрамтаев Б.Г. Крупнопористый бетон и его применение в строительстве. -М.: Госстройиздат, 1955. 130 с.

126. Смирнов В.А., Ефимов Б.А., Кульков О.В. и др. Материаловедение для отделочных строительных работ. Учебник для нач. проф. образов. /2-ое изд. М.: Изд-во Центр «Академия», 2003. - 288 с.

127. Соломатов В.И., Тахиров М.К., Такер Шах Мд. Интенсивная технология бетонов. М.: Стройиздат, 1989. - 264 с.

128. Современные естественно-научные основы в материаловедении и экологии. Сб. научн. тр. под ред. проф. Сватовской Л.Б. СПб. ПГУПС, 2000. - 146 с.

129. Современная фундаментальная наука в решении отделочных проблем новых технологий в строительстве. Сухие строительные смеси и новые технологии в строительстве. № 1, 2002. с. 25 - 26.

130. Стольников В.В.Исследования по гидротехническому бетону.- М. -Л.: Госэнергоиздат, 1962. 330 с.

131. Стольников В.В., Литвинова Р.Е. Трещиностойкость бетона. М.: «Энергия», 1972. - 113 с.

132. Сычев М.М. Твердение вяжущих веществ. Л.: Стройиздат, 1974. -79 с.

133. Сычев М.М. Проблемные вопросы гидротации и твердения цементов. «Цемент». № 9, 1986. с.6 - 7.

134. Тейлор Х.Ф. Химия цементов. -М.: Стройиздат, 1969. 920 с.

135. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. М.: Стройиздат, 1988. - 205 с.

136. Указания по повышению трещиностойкости, водостойкости и однородности ограждения керамзитобатонных конструкций заводского изготовления. Сб. Интенсивные материалы по применению кремнийорганических соединений в строительстве. М.: Стройиздат, 1971.

137. Урецкая Е.А., Жукова Н.К., Филипчик З.И. и др. Модифицированные сухие смеси «Полимикс» в современном строительстве III Строительные материалы, № 5, 2000. с.36 - 38.

138. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов.-М.: Химия, 1986. -255 с.

139. Фиголь А.А. Использование колец Лермита для оценки трещиностойкости материалов на цементной основе при возникновении напряжений усадки. Новые исследования в материаловедении и экологии. Вып. 4. СПб.: ПГУПС, 2004. - с. 74 - 79.

140. Фиголь А.А. Управление трещиностойкостью тонкослойных композиционных покрытий на цементной основе добавками и наполнителями различной природы. Автореф. канд. техн. наук. СПб. ПГУПС, 2004. - 27 с.

141. Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела. Т. 1.-М.: Наука, 1975.-832 с.

142. Фистуль В.И. Новые материалы (состояние, проблемы и перспективы). Учебн. пособие для вузов. М.: «МИСИС», 1995. - 142 с.

143. Фрейдин А.С., Турусов Р.А. Свойства и расчет адгезионных соединений. М.: Химия, 1990. - 254 с.

144. Цикевич С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнения бетона. -М.: Высш. шк., 1991.-271 с.

145. Чернаков В.А. О природе заполнителя и свойствах пенобетона. Сб. научн. Тр. «Современные естественно-научные основы в материаловедении и экологии» под ред. проф. Сватовской Л.Б. СПб.: ПГУПС, 2000. - с. 24 - 29.

146. Шангин В.Ю. Методика исследования трещиностойкости тонкослойных материалов на цементной матрице // Цемент и его применение, № 4, 2003. с. 21 - 22.

147. Шангин В.Ю. О методах исследования строительных растворов в тонком слое // Строительство и реконструкция, № 5, 2001. с. 15.

148. Шангин В.Ю. Трещиностойкость тонкостенных цементных покрытий // Цемент и его применение, № 1, 2005. с. 54 - 55.

149. Шангин В.Ю. Трещиностойкость тонкостенных цементных покрытий // Сб. науч. Ст. «Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 4, СПБ., ПГУПС, 2004. с. 21 - 30.

150. Шангин В.Ю. Получение тонкостенных безусадочных высокопрочных композиционных составов на основе цемента // Сб. ст. Ill Международной науч.-техн. конф. «Материалы и технологии XXI века». -Пенза, 2005.-с. 122- 124.

151. Шангин В.Ю., Волкова А.В. Метод определения трещиностойкости материалов в тонком слое на основе минеральных вяжущих // Сб. науч. Тр. Международной научно-техн. конф. «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». Пенза, 2003. с. 333-334.

152. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. Метод классификации трещиностойкости композиционных материалов при растяжении // Сб. научн. тр. «Новые материалы и технологии в машиностроении», Вып. 2. -Брянск, 2003.-с. 98 99.

153. Шангин В.Ю., Волкова А.В., Умань Н.И. Проблемы конструирования цементосодержащих покрытий и их свойств // Сб. науч. ст.»Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 3, ПГУПС,2003. с.62 - 64.

154. Шангин В.Ю., Фиголь А.А. Результаты испытаний цементных растворов на растягивающие устлия // Тр. 6-й Международной научно-техн. конф. «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте». СПб, ПГУПС, 2004. с. 396-398.

155. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. Защитно-декоративное покрытие «Путиловский камрнь» // Сб. мат-в 4-й Всероссийской научно-практ. конф. «Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание». Пенза, 2004. с. 79 - 80.

156. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. Получение композиционных цементных материалов, работающих в тонком слое // Сб. науч. Тр. Международной научно-техн. конф. «Композиционные строительные материалы. Теория и пактика». Пенза, 2004. с.339 - 341.

157. Шангин В.Ю. Особенности деформативных характеристик цементсодержащих смесей, работающих в тонких слоях // Сб. науч. Ст. ПГУПС «Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 1, 2001.-с. 67-70.

158. Шангин В.Ю. О методах исследования строительных растворов в тонком слое //Строительство и реконструкция № 5, 2001. с. 15.

159. Шангин В.Ю. Методика исследования трещиностойкости тонкослойных покрытий из строительных растворов // Сухие строительные смеси и новые технологии в строительстве, № 1, 2003. с.32 - 33.

160. Шангин В.Ю. Метод исследования трещиностойкости тонкослойных материалов на основе цементной матрицы при растяжении // Сб. ст. 5-й Всероссийской научно-техн. конф. «Новые химические технологии: производство и применение». Пенза, 2003. с. 125 - 127.

161. Шангин В.Ю. О возможностях метода испытания цементного раствора по выдерживаемому им окружному напряжению //Мат. 6-й Международной конф. «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте», СПб.: ПГУПС, 2004. с. 72 - 73.

162. Шангин В.Ю. Способ оценки трещиностойкости тонкослойных цементных композиций // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века, № 2, 2006. с. 20 - 21.

163. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. Метод испытания цементного раствора по выдерживаемому им окружному напряжению // Сб. ст. 7-й Всероссийской научно-практ. конф. «Современные технологии в машиностроении». Пенза, 2003 - с. 169 - 170.

164. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. О методе испытания цементного раствора по выдерживаемому им окружному напряжению // Тр. 6-й Международной научно-техн. конф. «Проблемы прочности материалов исооружений на транспорте». СПб.: ПГУПС, 2004. - с. 396 - 398.

165. Шангин В.Ю., Фиголь А.А. Метод испытания цементных растворов при растяжении // Сб. ст. 2-й Международной научно-техн. конф. «Материалы и технологии XXI века». Пенза, 2004. - с. 209 - 210.

166. Шангин В.Ю., Громов Н.А. Патент «Форма для изготовления образцов строительных ратсовров» № 31752 от 16.04.2003 // Бюл. № 24., 2003.-с. 866.

167. Шангин В.Ю. Патент «Способ определения деформации усадки строительного раствора» № 2266541 от 20.12.2005 //Бюл. № 35., 2005, -с. 673.

168. Шангин В.Ю., Громов Н.А., Гогишвили Г.Б. «Способ определения трещиностойкости строительного материала» № 2242740 от 20.12.2004 // Бюл. № 35, 2004, с. 775.

169. Шангин В.Ю. Эффективность использования известковых штукатурных растворов // Сб. мат-ов 3-й Всероссийской научно-практ. конф. «Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства». Пенза, 2003. - с. 48 - 50.

170. Шангин В.Ю., Герчин Д.В. Комплексные добавки для улучшения свойств сухих строительных смесей и растворов // Сб. науч. тр. «Эффективные технологии строительного комплекса», Вып. 1. Брянск, 2002.-с. 21 -23.

171. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. Выбор наполнителя при подборе состава тонкослойных покрытий для выравнивания полов // Сб. науч. ст. «Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 4. СПб.: ПГУПС. -с. 61- 70.

172. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. Влияние мелкодисперсных наполнителей на трещиностойкость тонкостенных композиционных покрытий // Сб. ст. III Международной науч.-техн. конф. «Материалы и технологии XXI века». Пенза, 2005. - с. 124 - 127.

173. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. Материалы для получения высокопрочных трещиностойких покрытий // Сб. ст. 3-й Международной науч.-техн. конф. «Эффективные строительные конструкцииб теория и практика». Пенза, 2004. - с. 370 - 372.

174. Шангин В.Ю., Сватовская Л.Б., Бородуля А.В. Сухие строительные смеси на цементной основе с теплозащитными свойствами // Цемент и его применение, № 5,2005. с. 70 - 72.

175. Шангин B.lO. , Фиголь А.А. Некоторые полифункциональные добавки, повышающие трещиностойкость тонкослойных цементных материалов // Сб. науч. ст. «Новые исследования в материаловедении и экологии», Вып. 4. СПб., ПГУПС, 2004. - с. 34 - 36.

176. Шангин В.Ю., Самойлов А.А. Влияние известковых штукатурных составов на микроклимат в помещении // Сб. ст. 8-й Всероссийской науч.-практич. конф. «Современные технологии а машиностроении». Пенза, 2004. - с. 293 - 294.

177. Шангин В.Ю., Александров П.Е. Упрвление свойствами ровнителя в тонком слое на основе цементной матрицы // Сухие строительные смеси и новые технологии в строительстве, № 1, 2002. с. 33 - 34.

178. Шангина Н. Н. Прогнозирование физико-механических характеристик бетонов с учетом донорно-акцепторных свойств поверхности наполнителей и заполнителей. Дисс. докт. техн. наук. СПб.: ПГУПС, 1998.- 244 с.

179. Шангина Н.Н. О влиянии поверхностных свойств компонентов на реологические свойства структурированных дисперсных систем // Сухие строительные смеси и новые технологии в строительстве, № 2, 2003. -с. 10-12.

180. Шангина Н.Н., Сватовская Л.Б., Комохов П.Г. Природа поверхности наполнителя в пенобетонах //Сб. тр. «Инженерно-химические проблемы пеноматериалов третьего тысячелетия». СПб., ПГУПС, 1999. -с. 32 -39.

181. Шеин В.И. Физико-химические основы оптимизации технологии бетона. М.: Стройиздат, 1977. - 271 с.

182. Шейкин А.Е. Структура. Прочность и трещиностойкость цементного камня. -М.: Стройиздат, 1974. 191 с.

183. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979. - 344 с.

184. Шепелев A.M. Штукатурные работы: Учебник для проф.-техн. училищ. -М.: Высш. шк., 1983. 144 с.

185. Шестоперов С.В. Долговечность бетона транспортных сооружений.- М.: Транспорт, 1966. 500 с.

186. Шестоперов С.В., Иванов Ф.М., Защегин А.Н. Цементный бетон с пластифицирующими добавками. М.: Дориздат, 1951. - 82 с.

187. Шестоперов С.В. Новые представления по проблеме долговечности бетонов // Тр. конф. «Проблемы прогрессивной технологии строительных материалов. Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1965. -с. 37 - 38.

188. Шестоперов С.В., Измайлов A.M., Шестоперов B.C. Влияние СЗ S на некоторые свойства цементного камня. VI международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1974. - с. 85.

189. Шехтер Л.Б., Серб-Сербина Н.Н., Ребиндер П.А. Электронно-микроскопическое исследование влияния поверхностно-активной добавки на кристаллизацию гидратов минералов цементного клинкера. Доклады АН СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1953. - с. 94 - 97.

190. Шпынова Л.Г., Чих В.И., Саницкий М.А. и др. Физико-химические основы формирования структуры цементного камня. Львов: Вища школа, 1981.- 160 с.

191. Шпынова Л.Г., Илюхин В.В., Саницкий И.А. Кристалло-химические факторы гидратационной активности цементных материалов. Доклады АН УССР, Серия Б., 1983. с. 53 - 55.

192. Штакельберг Д.И., Сычев М.М. Самоорганизация в дисперсных системах. Рига: Зинатне, 1990. - 175 с.

193. Штакельберг Д.И. Термодинамика структурообразования вводно-силикатных дисперсных материалов. Рига: Зинатне, 1984. - 200 с.

194. Штарк Й. Взаимосвязь между гидратацией цемента и долговечностью бетона // Цемент, спец. выпуск, Международное совещание по химии и технологии цемента, М., 1996. - с. 39 - 45.

195. Шульце В., Тишер В., Эттель В.-П. Растворы и бетона на нецементных вяжущих. М.: Стройиздат, 1990. - 240 с.

196. Шумейко Л.И. Суперпластификаторы и рациональные области их применения. Киев: Будэвельник, 1979. - 61 с.

197. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М.: МГУ, 1982.-348 с.

198. Эггинс Б.Р. Химическая структура и реакционная способность твердых веществ. М.: Химия, 1976. - 160 с.

199. Эйтель В. Физическая химия силикатов. ML: Иностр. лит-ра, 1962. - 1055 с.

200. Энтин З.Б., Рязин В.П., Кривобородов Ю.Р. и др. О механизме гидратации цемента с добавкой базальта // Цемент, № 4, 1995. с. 13 - 18.

201. Энтин З.Б., Юдович Б.Э. Многокомпонентные цементы // Науч. тр. НИИ цемент, Вып. 107, 1994. с. 3 - 76.

202. Юдович Б.Э., Дмитриев A.M., Зубехин С.А. и др. Цементы низкой водопотребности вяжущие нового поколения // Цемент, № 1, 1997. -с. 15-18.

203. Юнг В.Н., Пантелеев А.С., Бутт Ю.М., Бубенин И.Г. О некоторых механизмах гидратации цемента. // Цемент, № 10, 1947. с.З.

204. Юркул М.А. Влияние обработки заполнителей растворами ПАВ на свойства бетонной смеси и бетона. Автореф. дисс. канд. техн. наук. -Харьков, 1978.-28 с.

205. Якубов Т.С. О теплоемкости твердых тел, проявляющих фрактальный характер. Докл. АН СССР, т. 310, № 1, 1990. с. 145 - 149.

206. Ярлушкина С.Х., Еремян А.А., Ларионов Е.М. Влияние минералогического состава заполнителей на формирование структуры и механических свойств контактной зоны бетонов // Сб. тр. НИИЖБ. М.: 1972.-е. 114-120.

207. Mosakov B.S. The processes of creating the structures // Сб. Докл. «Современные технологии сухих смесей в строительстве» / 3-я Международная науч.-техн. конф. СПб, 2001. - с. 96 - 101.

208. Svatovskaya L.B., Shangin V.U. Concrete repair in Saint-Petersburg //1st International Conference on Concrete Repair, St-Malo, France, 15-17 Iuly 2003.-P. 303 311.

209. Svatovskaya L.B., Shangin V.U., Benin A.V. Concrete with high flex-ural strength //15. Internationale Baustofftagung Bauhaus Universitat Weimar. Weimar, Bundesreppublik Deutschland, September, 2003. - S. 1-0843 - 1-0850.

210. Henk B. Betrachtung uber Gefugenspannungen im Beton // Zement -Kalk Gips, №3.- 1956. S. 111 -120.

211. Smith G.M. Phisical incompatibility of matrix and aggregate in concrete //Journ. of the Amer. Concrete Inst, № 7. 1956. - P. 791 - 798.

212. Hsu Thomas T.C. Mathematical Analysis of Shrinkage Stresses in a Model of Hardened Concrete // Journ. Of the Amer. Concrete Inst, № 3. 1963. -P. 371 -390.

213. Chatterji А.К./ Phatak T.C. Semicoductivity and Cementing. Action in Hydraulic-band type cements. Nature, 1963, v. 16. P. 656-659.

214. Gerchin D.V. Design of mechanical-physical properties of laid floors with considerations of the nature of introduced fillers and admixtures // International congress «Challenges of Concrete Construction». Scotland, 2002. - P. 205 -212.

215. Williamson N. Concrete ground floors // Monofloor Technology Ltd.-UK. 2002. - 400 p.

216. Brandt A.M. Optimization Methods for Material Design of Cement-based Composites // Polish Academy of Sciences.-Poland/ 1998. - 328 p.

217. Odler I. Special Inorganic Cement // Technical University of Clausthai. Germany. - 2000. - 416 p.

218. Rixom R., Mailvaganam N. Chemical Admixtures for Concrete. Canada. - 1999.-456 p.

219. Griffith A.A. The phenomenon of cupture and blow in solids. Philos. Trans. Roy. Soc. A., vol. 221, 1920, P. 103 198.

220. Griffith A.A. The theory of cupture. Proc. 1-st Intern. Congr. Appl. Mech., Delft, 1924, P. 55 -63.

221. Guest J.J. On the strength of ductile materials under combined stresses. «Philosophical Magazine», 1900, v. 126, p.69 132.

222. Hygnes B.P., Gregory R. Concrete Subjected to High Rates of loading in compression. /Mag. Concrete. Res. 1972, v. 24. n 78, p. 25 - 36.

223. Hsut T.C., Slate F.O., Sturman G.I Winter G. Microcrecking of Plain Concrete and the shape of the stress stein curve. / J. American Concrete Institute, №2, 1963.-p. 209-224.

224. Ghali A., Favre R., Elbadry M. Concrete Structures. Stresses and Deformations. Canada, 2002. - 608 p.

225. Hall C. Water Transport in Brick, Stone and Concrete/- UK. 2002/ -368 p.

226. Cerny R., Rovnanicova P. Transport Processes in Concrete. Czech Re-publik, 2002. - 560 p.

227. Poulsen E., Mejlbro L. Diffusion of Chloride in Concrete/ Theory and Application/ Dtnmark, 2002. - 456 p.

228. Skalny J.P., Odler I., Marchand J. Sulfate Attack on Concrete. USA, 2001.-232 p.

229. Scrivener K.L., Young J.F. Mechanisms of Chemical Degradation of Cement-based Systems. USA, 1997. - 232 p.

230. Hogan F.J. and Meusel J.W. Evaluation for Durabiliti and Strength Development of a Granulated Blast Furnace Slag. Cements, Concrete and Aggregates 3(1):, 1981.-P. 40-52.

231. Spellman L.U. Granulated Blast Furnace Slag as a Mineral Admixture/ Concrete International 4(7): 1982. P. 66-77.

232. Mehta P.R/ and Gjorv O.E. Properties of Portland Cement Containing Fly Ash and Condensed Silica Fume/ Cement and Concrete Research: 1982. P. 587-596.

233. Walter A. Gutteridge and John A. Dalziel/ Filler cement: the effect of the secondary component on the hydration of Portland cement. Part I Cement and Concrete Research, Vol. 20,1990. P. 778-782.

234. Shah S.P., Vc. Garry F. J/Griffith Fracture Critarion and Concrete. / J. Eng. Mech. Piv. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng, № 6, v. 97, 1971/ P. 1663-1670.

235. Sontige C.P., Hilsdorf H. Fracture Mechanism of concrete under compressive Loads / Cement and concrete Res., J^ 4, v.3 , 1973/ P. 363-388.

236. Quirk F., Irvine W.H. A strain concentration approach to fracture mechanic. Practical Application of fracture mechanics to Pressure Vessel Technology. С 2/7. Londres, 1971.-P. 76-84.

237. Fisher A.K., Bullen F., Beal D. The durability of cellulose fibre reinforced concrete pipes in sewage applications, Cement & Concrete Research 31, 2001/-P. 543-553.

238. Wei Sun, Huisu Chen, Xin Luo, Hongpin Qian. The effect of hybrid fibres and expansive agent on the shrinkage and permeability of high performance concrete, C&CR 31, 2001. P. 595-601.