Cementinio kompozito su polistireninio putplasčio technologinėmis atliekomis kūrimas

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamas anglies nanovamzdelių (MWCNTs) ir cheminių be-tono įmaišų (plastifikuojančių betono įmaišų, orą įtraukiančių) poveikis ce-mento tešlai, sukietėjusio cemento akmens savybėms, cementinis kompozitas su lengvaisiais užpildais (polistireninio putplasčio trupintos atliekos (PPT) ir gamybos metu susidariusios frezavimo atliekos (PPN)). Disertacijos tikslas – sukurti cementinį lengvąjį kompozitą su PPT ir PPN užpildų atliekomis naudo-jant nanopriedą ir efektyvias chemines betono įmaišas. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos litera-tūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai, santrauka anglų kalba bei trys priedai. Pirmasis skyrius skirtas literatūros analizei. Jame pateikta informacija apie MWCNTs dispergavimą, MWCNTs įtaką cemento tešlos ir sukietėjusio cemen-to akmens fizikinėms ir mechaninėms savybėms, plastifikuojančių betono į-maišų (SP) ir orą įtraukiančių įmaišų (OIP) klasifikacija bei poveikis cemento hidratacijai, taip pat MWCNTs sąveika su SP ir OIP cemento tešlose. Taip pat pateikta informacija apie polistireninio putplasčio atliekų naudojimą statybinė-se medžiagose. Skyriaus pabaigoje suformuluotos išvados ir patikslinti diserta-cijos uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašytos tyrimams naudotos medžiagos, parinktos formavimo mišinių sudėtys, MWCNTs tirpalo, cementinės matricos ir lengvojo kompozito bandinių formavimo būdai. Taip pat pristatytos tyrimų metodikos ir bandymams naudojama įranga. Trečiajame skyriuje aprašyti MWCNTs tirpalo ir SP sąveikos su cemento tešla tyrimai. MWCNTs, SP ir OIP poveikis cemento tešloms bei sukietėjusio akmens savybėms, pateikti PPT ir PPN lengvųjų užpildų bei kompozicinės me-džiagos fizikinių ir mechaninių savybių tyrimų rezultatai. Remiantis tyrimų rezultatais sukurta kompozicinė medžiaga, pasižyminti tokiomis savybėmis: tankis –420 kg/m3, gniuždymo stipris 3,2 MPa, džiūstamasis traukumas 0,19 mm/m, šilumos laidumo koeficientas 0,116 W/(m·K), vandens garų varžos fak-torius 15,8. Disertacijos tema paskelbti septyni straipsniai: trys Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazės leidiniuose, turinčiuose citavimo rodiklį, vienas Cla-rivate Analytics Web of Science duomenų bazės „Conference Proceedings“ lei-diniuose, du kitų tarptautinių duomenų bazių leidiniuose ir vienas kitame re-cenzuojamame mokslo leidinyje. Disertacijos tema pristatyti penki pranešimai Lietuvos ir kitų šalių mokslinėse konferencijose.

The dissertation deals with the effect of carbon nanotubes (MWCNTs) and chemical admixtures (superplasticizers, air-entraining) on cement paste, hard-ened cement stone, as well as a cementitious composite with light aggregates (expanded polystyrene crushed waste (PPT) and milling waste (PPN) generated during production). The dissertation's primary goal is to create a cementitious lightweight composite with PPT and PPN filler waste, using a nano additive and effective chemical admixtures. The dissertation consists of an introduction, three chapters, general con-clusions, references, and lists of the author's publications on the dissertation topic, summary in English and three annexes. The first chapter is devoted to the analysis of the literature. It provides in-formation on the dispersion of MWCNTs, the influence of MWCNTs on the physical-mechanical properties of cement paste and hardened cement stone, the classification of chemical admixtures (superplasticizers (SP)) and airborne admixtures (IPs), and the effect on cement hydration, and the interaction of MWCNTs with SP and OIP in cement pastes. Information on the use of ex-panded polystyrene waste in construction materials is provided. At the end of the chapter, conclusions are formulated, and the tasks of the dissertation are specified. The second chapter describes the materials used for the research, the moulding mixtures' selected compositions, moulding the MWCNTs solution, the cement matrix, and the lightweight composite samples. Test methodolo-gies and test equipment are provided. The third chapter describes the interaction of MWCNTs solution and SP with cement paste. Effects of MWCNTs, SP, and OIP on cement pastes and hardened stone properties, results of physical-mechanical properties of PPT and PPN lightweight aggregates, and composite material are presented. Based on the research results, a composite material with the following properties was developed: density 420 kg/m3, compressive strength 3.2 MPa, drying shrinkage 0.19 mm/m, thermal conductivity coefficient 0.116 W/(m·K), water vapour resistance factor 15.8. Seven articles were published on the topic of the dissertation: three in the publications of the Clarivate Analytics Web of Science database with a citation index, one in the publications of the Clarivate Analytics Web of Science data-base in Conference Proceedings, two in other international databases, and one in other peer-reviewed scientific publications. Five papers on the topic of the dissertation were presented at the national and international scientific confer-ences.