Реєстраційний номер
0826U001627, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
12-08-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Укочуваний дорожній бетон з використанням цементних композицій модифікованих органо-мінеральними добавками
Здобувач
Розмус Дмитро Іванович,
Керівник Соболь Христина Степанівна
Опонент Житковський Вадим Володимирович
Опонент Толмачов Сергій Миколайович
Рецензент Топилко Наталія Ігорівна
Рецензент Марущак Уляна Дмитрівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний університет "Львівська політехніка"
Опис
Робота присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання щодо покращення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей укочуваного цементобетону (Roller Compacted Concrete — RCC) для дорожнього будівництва. Основна ідея дослідження полягає у системній оптимізації зернового складу заповнювачів та застосуванні модифікованих цементних органо-мінеральних композицій як складової системи дорожніх гідравлічних в’яжучих (ДГВ).
У ході теоретичного аналізу встановлено, що основними факторами, які стримують впровадження RCC, є його висока чутливість до гранулометрії, вологості та режимів ущільнення. Висунуто та підтверджено гіпотезу про можливість керування структурою бетону через використання активних мінеральних добавок природного та техногенного походження. Для експериментальних досліджень використано портландцемент СЕМ I 42,5R, гранітний щебінь різних фракцій та широкий спектр модифікаторів: природний і синтетичний цеоліти, золошлакові відходи (ЗШВ) ТЕС, випалену золу соняшника (ВЗС) та випалений шлам паперообробки.
Дослідження властивостей ДГВ із низьким водоцементним відношенням (В/Ц=0,2) дозволили виявити специфіку процесів гідратації в умовах дефіциту вологи. Встановлено, що використання природного цеоліту Сокирницького родовища забезпечує стабільне формування структури завдяки його здатності акумулювати «рухомий резерв» води у наскрізно-канальній пористості та поступово вивільняти її, компенсуючи процеси автодесикації. Методами рентгенофазового аналізу та електронної мікроскопії доведено, що введення добавок активізує пуцоланічні реакції, у ході яких гідроксид кальцію зв’язується у низькоосновні гідросилікати кальцію типу C-S-H. Це призводить до кольматування пор, утворення додаткової кількості етрингіту та формування щільної мікроструктури цементного каменю.
Важливим етапом роботи стала оптимізація зернового складу заповнювачів, об’єм яких у RCC сягає 80%. Вперше для імітації реальних умов ущільнення застосовано метод гіраторного компактування (на обладнанні GALILEO Research). Шляхом математичного моделювання та побудови поверхонь відгуку визначено раціональний склад суміші (вміст піску 714 кг/м³, щебеню фракції 10-20 мм — 690 кг/м³), який забезпечує проектну міцність при помірній енергії ущільнення. Встановлено, що комплексна заміна 10% цементу комбінаціями «ВЗС + природний цеоліт» або «ЗШВ + природний цеоліт» підвищує міцність на стиск на 6,2–7,5%, а на розтяг при згині — на 7,6–12,0%.
Експлуатаційна надійність розроблених бетонів підтверджена високими показниками довговічності. За результатами випробувань бетони відповідають марці за морозостійкістю F200 та найвищому 4-му класу стійкості до стирання. Початкове водопоглинання, пов’язане з пористістю цеоліту, нівелюється у часі завдяки сегментації пор продуктами гідратації, що гарантує стабільність покриття.
Виробнича апробація розроблених складів підтвердила їхню технологічність. Застосування стандартного асфальтоукладального обладнання дозволяє забезпечити високі темпи будівництва та можливість відкриття руху транспорту вже через 1-2 доби. Економічне обґрунтування свідчить про можливість економії від 270 до 293 тис. грн на кожні 1000 м² покриття. Окрім фінансової ефективності, використання відходів промисловості (золи та шлаків) вирішує важливі екологічні питання, зменшуючи антропогенне навантаження на довкілля. Результати роботи впроваджено у практику дорожнього будівництва, що підтверджено відповідними актами апробації.
Дата реєстрації
2026-05-13
Додано/оновлено в НРАТ
2026-05-13 / 2026-08-13
