Dispersiškai armuoto apdailinio betono technologinių ir eksploatacinių savybių tyrimai

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamos dispersiškai armuotų smulkiagrūdžių apdailinių betonų (DASAB) su skirtingais užpildais (kvarciniu smėliu, granito atsijomis bei vietinių karjerų įprastiniu smėliu), plaušais (stiklo, bazalto, anglies, polivinilo alkoholio) bei mineraliniais priedais (SiO2 mikrodulkėmis (SD) ir metakaolinu (MK)) savybės. Šio darbo tikslas yra sukurti dispersiškai armuotą betoną suren-kamųjų sieninių elementų gamybai ir ištirti plaušų, užpildų bei aktyvių mineralinių priedų poveikį mišinių konsistencijai bei segregacijai ir betono apdaili-nio paviršiaus eksploatacinėms savybėms. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai, santrauka anglų kalba bei septyni priedai. Pirmasis skyrius skirtas literatūros analizei. Jame pateikiama informacija apie DASAB gamybos technologijas bei jų raidą, skirtingų plaušų įtaką betono mišinio ir sukietėjusio betono fizikinėms ir mechaninėms savybėms. Taip pat analizuojamas šių kompozitų eksploatacinių savybių pastovumas, įvairių į-maišų bei priedų poveikis ilgaamžiškumui. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašytos tiriamajame darbe panaudotos medžiagos bei jų savybės. Pateiktos tyrinėtų betono mišinių sudėtys, aprašytas pasirinktas betono maišymo procesas ir bandinių formavimas. Aptariami tyrimo metodai bei naudota laboratorinė įranga. Trečiajame skyriuje aprašyti DASAB kompozito technologinių, mechani-nių savybių bei ilgaamžiškumo tyrimai. Pateikiami duomenys apie plaušų bei trupintų uolienų užpildų poveikį betono mišinio konsistencijai ir segregacijai, taip pat atsparumo šalčiui tyrimų duomenys su cementinę matricą modifikuo-jančiais MK ir SD priedais. Panaudojus tyrimų rezultatus, sukurtas dispersiškai armuotas betono kompozitas, kurio lenkimo stipris – 10,1 MPa, lenkimo de-formacijų energija – 1149 N/m ir kuris gali būti panaudotas fasadų konstrukci-joms, eksploatuojamoms ne mažiau kaip 20 metų agresyviomis Baltijos regiono klimato sąlygomis, kurioms būdingas užšaldymo ir atšildymo ciklų poveikis. Disertacijos tema atspausdinti 7 moksliniai straipsniai: trys – recenzuoja-muose mokslo žurnaluose, du – recenzuojamoje tarptautinių konferencijų medžiagoje įtrauktoje į Clarivate Analytics Web of Science ir du kitų tarptautinių konferencijų duomenų bazių leidiniuose. Disertacijos tema pristatyti septyni pranešimai Lietuvos ir kitų šalių mokslinėse konferencijose.

The dissertation deals with properties of dispersive reinforced fine-grained finishing concretes (DASAB) with different aggregates (quartz sand, crushed granite, and conventional quarry sand), fibers (glass, basalt, carbon, polyvinyl alcohol) and mineral additives (SiO2 micro fume and metakaolin (MK)). The aim of this work is to develop dispersive reinforced concrete for production of prefabricated wall elements and to investigate the effect of fibers, aggregates and active mineral additives on the consistency and segregation of mixtures and the durability of the concrete surface. The dissertation consists of an introduction, three chapters, general conclusions, used literature and lists of the author's publications on the topic of the dissertation, a summary in English and seven appendices. The first chapter is devoted to the analysis of the literature. It provides information on DASAB production technologies and their development, the influence of different fibers on the physical and mechanical properties of concrete mix and hardened concrete. The durability mechanisms of these composites and the effect of various mineral additives on durability are also analyzed. At the end of the chapter, conclusions are formulated and the tasks of the dissertation are specified. The second chapter describes the materials used in the research and their properties. The compositions of the investigated concrete mixtures are presented, the selected concrete mixing process and sample formation are described. Research methods and used laboratory equipment are discussed. The third chapter describes the research of technological, mechanical properties and durability of DASAB composite. Data on the effect of fiber and crushed rock aggregates on the workability and segregation of concrete mix, as well as data on frost resistance studies with cement matrix-modifying MK and SD additives are presented. Using the research results, a dispersive reinforced concrete composite with a flexural strength of 10.1 MPa and a flexural strain energy of 1149 N/m was developed, which can be used for facade structures operated for at least 20 years in aggressive climatic conditions of the Baltic region, which are characterized by the effects of freezing and thawing cycles. 7 scientific articles were published on the topic of the dissertation: three in the peer-reviewed scientific journals, two in the publications of the Clarivate Analytics Web of Science database in Conference Proceedings, and two in the other conference proceedings. Seven papers on the topic of the dissertation were presented at scientific conferences in Lithuania and other countries.