name: Порошково-активированные бетоны на сырье республики Ирак в условиях воздействия эксплуатационной среды, содержащей нефтепродукты
keyword_list: порошково-активированные бетоны коррозия нефтепродукты органические агрессивные среды строительные композиты функционального назначения
abstract: ЦЕЛЬ РАБОТЫ: разработка научных и практических решений по созданию оптимальных составов порошково-активированных цементных композитов с использованием природного и техногенного местного сырья для применения в нефтеперерабатывающей промышленности. 
  ЗАДАЧИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ:
  1.	Произвести исследование и анализ российского и зарубежного опыта создания композитов из местного природного и техногенного сырья, эффективно сопротивляющихся воздействию органических агрессивных сред. Выявить причины снижения строительно-технических свойств цементных бетонов в присутствии органических веществ;
  2.	Обосновать выбор природного и техногенного сырья для синтеза порошково-активированных бетонов. Оценить возможность максимального вовлечения в составы строительных композитов бетонного лома;
  3.	Исследовать структуру и эксплуатационные свойства систем твердения (СТ) строительных композитов;
  4.	Определить эксплуатационные свойства и стойкость композитов в условиях действия нефтепродуктов;
  5.	Разработать технологию строительных композитов для применения в условиях нефтеперерабатывающего комплекса;
  6.	Внедрить разработанные составы бетонов функционального назначения на предприятиях строительного комплекса России и Ирака.
  Итоги выполненного исследования:
  Дополнены теоретические представления о процессах структурообразования порошково-активированных бетонов (RPC) в среде нефтепродуктов (в керосине, газойле и др.). Синергетическое сочетание компонентов природного и техногенного происхождения обеспечили уплотнение структуры и стойкость цементного камня, а также улучшение строительно-технических свойств за счет управления гранулометрическим составом и введения относительно грубодисперсной кварцевой добавки, размер частиц которой в десять раз больше разме-ров зерен систем твердения. Предложено в структуре RPC выделить условные матрицы – СТ-0, СТ-1, СТ-2, СТ-3 (системы твердения), каждая из которых ока-зывает положительное влияние на свойства строительного композита, эксплуатирующегося в среде нефтепродуктов.
  При использовании тонкодисперсного бетонного лома с удельной поверх-ностью 700 м2/кг в составе систем твердения (10 % от массы цемента) формируется устойчивая бинарная система, характеризующаяся рациональными реотехнологическими свойствами и хорошей адгезией к крупному заполнителю. Оценка эффективности добавок с гидравлической и пуццолановой активностью (тонкодисперсный бетонный лом, микрокремнезем) посредством управления техно-логическими факторами (удельная поверхность, двухстадийный способ введения пластификаторов поликарбоксилатного типа, правильный выбор вяжущего и мелкого заполнителя с учетом теории кольматации и др.) позволили увеличить прочность с 9 МПа (СТ-0) до 130 МПа и водопроницаемости W 20 (СТ-3). При этом тонкодисперсные частицы бетонного лома и микрокремнезема активно участвуют в структурообразовании композитов, выступая центрами кристаллизации новообразований оптимального состава, углубляя гидратацию клинкерных минералов и способствуя запуску пуццолановых реакций.
  Обосновано и экспериментально подтверждено технологическое решение, обеспечивающее получение порошково-активированных бетонов за счет активности систем твердения с оптимальным гранулометрическим составом, конструирования высокоплотной упаковки заполнителей, применения стальной микро-фибры с латунным покрытием. Определена стойкость RPC как при воздействии нефтепродуктов (бензин, керосин, газойль и др.), так и при высоких температурах (снижение прочностных показателей не превышает 15 %). Установлен характер влияния объемного количества и состава систем твердения с использованием компонентов техногенного происхождения на механизм структурообразования стойких композитов. 
  Введение гиперпластификаторов на основе поликарбоксилатов (в количестве 0,3 - 0,8 % от массы цемента) по двухстадийной методике – сначала сухие компоненты смешивались с 2/3 жидкой фазы, а на второй стадии с оставшимся 1/3 количеством воды затворения, позволили достичь прочности 86,7 МПа. За счет введения добавки молотого кварцевого песка (с удельной поверхностью 400 м2/кг) в СТ-1 снизили количество цемента и повысили прочность до 87,1 МПа.
  Систематизированы технологические и рецептурные параметры, влияю-щие на деформирование и разрушение порошково-активированных композитов. При воздействии на RPC нефтепродуктов (керосина и газойля) установили, что коэффициент стойкости практически не изменился даже после шести месяцев пребывания в среде нефтепродуктов. Показано, что стабильность конструкционного потенциала RPC при воздействии продуктов нефтепереработки и темпера-туры в процессе эксплуатации меняется менее интенсивно по сравнению с бетонами обычной прочности NSC из-за малых значений объема свободного (порово-го) пространства, необходимого для формирования и развития кристаллогидратов. При сравнении изготовленных бетонных плит одинаковой толщины RPC имеют лучшие механические свойства (прочность на сжатие, прочность на растяжение при раскалывании, модуль разрыва и модуль упругости). За счет опти-мизации структуры цементных систем твердения RPC- композитов повышается трещиностойкость (в том числе за счет дисперсного армирования), минимизиру-ется пористость и в целом увеличивается непроницаемость материала. Было предложено формовать изделия из порошково-активированного бетона (RPC) двухэтапным методом. Сначала для увеличения степени дисперсного армирования изделия формуются виброформованием с пригрузом, а затем – формование с помощью вибрирования дополнительного слоя из RPC (всплытием верхней части каркаса из микрофибры). Установлено влияние свойств бетонов на коррозион-ную стойкость и долговечность строительных изделий и конструкций для нефтеперерабатывающих предприятий. В конечном счете это сказывается на вы-соких показателях прочности, долговечности и работоспособности в условиях воздействия агрессивной среды, повышенной температуры и других факторов.
  Выявлены зависимости строительно-технических свойств RPC (в том числе методом математического планирования эксперимента) от значимых технологических параметров (подвижность, равномерность распределения микрофибры, условия твердения и уплотнения и другие). Выявлены основные параметры, определяющие долговечность изделий в агрессивных средах (пористость, плот-ность. Методом конечных элементов были разработаны нелинейные модели воз-действия нефтепродуктов на плиты из RPC-бетона. Были проанализированы результаты испытанных плит с основными параметрическими исследованиями с использованием пакета ABAQUS / Standard 2018.
  В качестве вторичной защиты предложены многослойные системы, вклю-чающие кремнийорганические полимерные покрытия и термоизоляционный слой из пенополиуретановых (ППУ) материалов. Экспериментально определен рациональный состав (с учетом максимального угла краевого смачивания): рас-ход кремнийорганического вяжущего вещества - 63%; добавки ГКЖ-11 - 5 %; добавки бетонного лома – 12 %. В оптимальную вяжущую композицию (полиольный компонент : полиизоциант - А:Б - 100:160) вводились наполнители из отсевов бетонного лома. Был сделан вывод о целесообразности введения 15 % высо-кодисперсной добавки из бетонного лома. 
  Технологии производства изделий из стойких к нефтепродуктам порошково-активированных бетонов были рекомендованы при возведении строительных объектов в Ираке: на предприятии «Аль-Рабис Компани» (внедрение науч-но-исследовательской работы при строительстве сооружений нефтеперерабаты-вающих предприятий Ирака в период с 2019 по 2021 г.г.), в течение 2020 года в компании «Рокон Аль-Джамиа» составы коррозионностойких бетонов были ис-пользованы при строительстве объектов инфраструктуры республики Ирак; в России: с 2018 по 2020 г.г. составы строительных композитов на основе бетон-ного лома были внедрены при проектировании и строительстве транспортных сооружений в ООО «ЛипецкНИЦстройпроект», с 2019 по 2020 годы – в ООО «Деснич» и в ООО «Портландит» при строительстве объектов капитального строительства. 
  Рекомендации, перспективы дальнейшей разработки темы
  В целях изучения механизмов разрушения RPC, подверженных воздействию нефтепродуктов, могут быть приняты во внимание следующие рекомендации для будущих исследований:
  1) Необходимо изучить влияние увеличения продолжительности воздействия нефтепродуктов на поведение образцов RPC при разрушении.
  2) Необходимо исследовать влияние стальной арматуры и каркасов на строительно-технические свойства RPC при воздействии нефти и продуктов ее переработки.
  3) Необходимо изучить свойства плит из RPC, содержащих другие волокнистые материалы, такие как полипропиленовое волокно или углеродное волокно.
  4) Требуются дальнейшие исследования для изучения влияния других видов сырой нефти на свойства образцов из RPC.
  5) Требуются дальнейшие исследования для изучения проницаемости и пористости реактивного порошкового бетона, подверженного воздействию сырой нефти.
  Таким образом, настоящие научные исследования позволяют решить народно-хозяйственную проблему за счет внедрения ресурсосберегающих, энергосберегающих и экологически более чистых технологий производства RPC в целесообразных областях применения.
chairman_dissertation_council.name: Галина
chairman_dissertation_council.surname: Славчева
chairman_dissertation_council.patronymic: Станиславовна
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Доцент
chairman_dissertation_council.wos_research_id: U-4421-2018
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57195684636
chairman_dissertation_council.rinc_id: 174467
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Лариса
organization_supervisor.surname: Клюева
organization_supervisor.patronymic: Александровна
organization_supervisor.position: Начальник ОДС
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 67.01.97
rubrics.name: Коррозия и защита от коррозии
rubrics.code: 67.09.29
rubrics.name: Нерудные и неметаллорудные строительные материалы
oecds.code: 02.05.QH
oecds.name: MATERIALS SCIENCE, COMPOSITES
speciality_codes.name: Строительные материалы и изделия
speciality_codes.code: 05.23.05
supervisors.fio: Гончарова Маргарита Александровна
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Строительные материалы и изделия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Лесовик Руслан Валерьевич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Строительные материалы и изделия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Ерофеева Ирина Владимировна
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Строительные материалы и изделия
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГБОУ ВО "ВГТУ", ВГТУ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1033600070448
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: КОЛОДЯЖНЫЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ЛГТУ, ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГБОУ ВО "ЛГТУ", ФГБОУ ВО "ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1024840843631
author_organization.supervisor_name: ПАВЕЛ
author_organization.supervisor_surname: САРАЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения