Registration Number
0426U000089, Candidate dissertation
Status
Кандидат технічних наук
Date
09-04-2026
popup.evolution
.
Title
Enhancing physical and mechanical properties of concrete on fine ore mining waste
Author
Vitalii Chaika,
popup.head Andrii A. Pluhin
popup.head Oleksandr Vandolovskyi
popup.opponent Serhii V. Oksak
popup.opponent Галина М. Шабанова
popup.rada
O.M. Beketov national university of urban economy in Kharkiv
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали та вироби. Харківський національний університет міського господарства ім. О.М. Бекетова, Харків – 2025. Дисертація присвячена створенню теоретичних та експериментальних основ обґрунтування отримання особливо-дрібнозернистого бетону (ОДБ) із відходів
гірничо-збагачувальних комбінатів з покращеними фізико-механічними характеристиками для будівельних виробів. В дослідженнях використано відходи Полтавського ГЗК. Актуальність теми обумовлена тим, що в світі є багато регіонів, де спостерігається дефіцит якісних пісків для дрібного заповнювача бетонів. Поряд з цим, враховуючи значну кількість в Україні ГЗК (Інгулецький, Новокриворізький, Південний, Полтавський тощо) хвостів збагачення акумульовано багато мільйонів м3. Їх утилізація в бетонах сприятиме також розв’язанню екологічних проблем і відповідає концепції Green Concrete. В результаті аналітичного огляду літературних джерел висунуто робочу гіпотезу: підвищення фізико-механічних показників бетону на хвостах збагачення може бути досягнуто за рахунок збільшення щільності упаковки частинок різних розмірів шляхом регулювання вмісту пилуватих фракцій уведенням мікрокремнезему та зниження водопотреби
суміші уведенням суперпластифікаторів, а також застосування інтенсивних способів формування. Виконано теоретичні дослідження з регулювання структури та властивостей ОДБ із хвостів збагачення з урахуванням електроповерхневих властивостей його складових. Дослідження показали, що у середовищі тверднучого шлакопортландцемену не менше 69 % його зерен мають негативний поверхневий заряд та здатні утворювати електрогетерогенні контакти з кристалогідратами з позитивним поверхневим зарядом, не менше 14 % (карбонати) мають позитивний
поверхневий заряд. Обґрунтовано структуру ОДБ з урахуванням контактів між зернами заповнювача кутастої форми, доведено можливість підвищення міцності уведенням мінеральних наповнювачів та мікронаповнювачів з частинками розміром, меншим у 7 разів, ніж розмір попередньої фракції. Для проектування складу ОДБ із хвостів збагачення запропоновано визначати та забезпечувати оптимальну величину коефіцієнту розсунення зерен заповнювача цементним тістом з включенням до нього пилуватих фракцій заповнювача. Встановлено, що у
цементному камені ОДБ з добавкою мікрокремнезему спостерігаються більш висока ступінь гідратації цементу, менша кількість портландиту та більша кількість гідросилікатного гелю, гідроалюмінатів кальцію та дрібних зерен кварцу. Отримано залежності фізико-механічних показників міцності ОДБ із хвостів збагачення від його складу та способів формування дрібноштучних виробів із них. Результати досліджень впроваджено – виготовлено та укладено на будівельному об’єкті дослідно-промислову партію тротуарної плитки об’ємом 2970 м2.
Економічний ефект обумовлений зниженням собівартості виробів на 75,8 грн./м2 і для дослідно-промислової партії склав 189 557 грн. в перерахунку на ціни 2025 р. Соціальний ефект обумовлений утилізацією відвалів відходів ГЗК зі звільненням сільськогосподарських земель, отже, відповідністю розробленого бетону концепції Green Concrete.
Ключові слова: відхід гірничозбагачувального комбінату, хвости збагачення, шлакопортландцемент, мікрокремнезем, полікарбоксилат, особливо-дрібнозернистий бетон, структура, міцність.
Registration Date
2026-04-24
popup.nrat_date
2026-04-24 / 2026-07-01
