Grafeno oksido poveikis cementinių medžiagų hidratacijai, struktūrai ir savybėms

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamas aktyvių mineralinių ir nano priedų poveikis hidraulinių rišiklių (portlandcemenčio ir kalcio aliuminatinio cemento) hidratacijai ir medžiagų su šiais rišikliais eksploatacinėms savybėms. Apžvelgiamos galimybės gerinti cementinių kompozitų savybes aktyviais mineraliniais ir nano priedais. Disertacijos tikslas – nustatyti grafeno oksido kiekio poveikį cementinių kompozitinių medžiagų, su portlandcemenčiu ir kalcio aliuminatiniu cementu, mikrostruktūrai ir savybėms. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, literatūros ir šaltinių, autoriaus mokslinių publikacijų disertacijos tema sąrašai, santrauka anglų kalba bei trys priedai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje analizuojami literatūros šaltiniai apie portlandcemenčio ir kalcio aliuminatinio cemento medžiagų hidratacijos ypatumus ir aktyvių mineralinių bei nano priedų poveikį hidratacijai. Apžvelgiamos galimybės modifikuoti cementinių kompozitų struktūrą aktyviais mineraliniais ir nano priedais ir jų savybių pagerinimo būdai. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje pateiktos naudotų medžiagų savybės, taikomi tyrimo metodai, kurie parinkti siekiant ištirti grafeno oksido kiekio įtaką portlandcemenčio tešloms, skiediniams ir ugniai atsparaus betono su vidutiniu kalcio aliuminatinio cemento kiekiu fizikinėms ir mechaninėms savybėms. Trečiajame skyriuje tiriama grafeno oksido kiekio įtaka portlandcemenčio tešlos, skiedinio bei kalcio aliuminatinio cemento (Al2O3 ≥ 70 %) ir ugniai atsparaus betono su vidutiniu kalcio aliuminatinio cemento kiekiu hidratacijai, rišiklio struktūros formavimuisi, bei jų eksploatacinėms savybėms. Disertacijos tema yra atspausdinti keturi moksliniai straipsniai: vienas – mokslo žurnale „Clarivate Analytics Web of Science“ duomenų bazės leidinyje, turinčiame citavimo rodiklį, vienas – „Clarivate Analytics Web of Science“ duomenų bazės Conference Proceedings leidinyje ir du – kitų tarptautinių duomenų bazių leidiniuose.

The dissertation deals with the effect of active mineral and nano additives on the hydration of hydraulic binders (Portland cement and calcium aluminate cement) and on the performance of materials with these binders. Possibilities to improve the properties of cementitious composites with active mineral and nano additives are reviewed. The aim of the dissertation is to determine the effect of graphene oxide content on the microstructure and properties of cementitious composite materials with Portland cement and calcium aluminate cement. The dissertation consists of an introduction, three chapters, general conclusions, lists of literature and sources, the author's scientific publications on the topic of the dissertation, a summary in English and three appendices. The introductory chapter discusses the research problem, the relevance of the work, describes the object of research, formulates the aim and objectives of the work, describes the research methodology, scientific novelty of the work, the practical significance of the results, defended statements. At the end of the introduction, the author's publications and conference presentations on the topic of the dissertation and the structure of the dissertation are presented. The first chapter analyzes the literature on the peculiarities of hydration of Portland cement and calcium aluminate cement materials and the effect of active mineral and nano additives on hydration. Possibilities to modify the structure of cementitious composites with active mineral and nano additives and ways to improve their properties are reviewed. At the end of the chapter, conclusions are formulated and the tasks of the dissertation are specified. The second chapter presents the properties of the materials used, the applied research methods selected to investigate the influence of graphene oxide content on the physical and mechanical properties of Portland cement pastes, mortars and refractory concrete with an average content of calcium aluminate cement. The third chapter investigates the influence of graphene oxide content on the hydration, bond structure formation and performance of Portland cement dough, mortar and calcium aluminate cement (Al2O3 ≥ 70%) and refractory concrete with average calcium aluminate cement content. Four scientific articles have been published on the topic of the dissertation: one in the journal of the Clarivate Analytics Web of Science database with a citation rate, one in the Conference Proceedings of the Clarivate Analytics Web of Science database and two in the publications of other international databases.