Технологія легких бетонів на модифікованих заповнювачах

Размещено на http://allbest.ru

1

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

УДК 691:666.9.019.3

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

ТЕХНОЛОГІЯ ЛЕГКИХ БЕТОНІВ НА МОДИФІКОВАНИХ ЗАПОВНЮВАЧАХ

05.23.05 - будівельні матеріали та вироби

КУЧЕРЕНКО Олександр Антонович

Одеса -2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеській державній академії будівництва та архітектури

Міністерства освіти і науки України

Науковий консультант - доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України, Дорофєєв Віталій Степанович, Одеська державна академія будівництва та архітектури, ректор академії

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор Сторожук Микола Андрійович, Придніпровська академія будівництва та архітектури, завідувач кафедри технології будівельних матеріалів, виробів і конструкцій;

- доктор технічних наук, професор Дворкін Олег Леонідович Національний університет водного господарства і природокористування, професор кафедри будівельного матеріалознавства;

- доктор технічних наук, професор Лiсенко Вадим Андрійович, Одеська державна академія будівництва та архітектури, завідувач кафедри архітектурних конструкцій, реставрації будівель, споруд та їх комплексів;

Захист відбудеться «5» жовтня 2010 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.085.01 Одеської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 65029, м. Одеса, вул.Дідріхсона,4.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Одеської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 65029, м.Одеса, вул. Дідріхсона,4.

Автореферат розіслано « 2 » вересня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

к.т.н., доцент Карпюк В.М.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Робота відповідає галузі науки, що вивчає фізико-механічні властивості легких бетонів на модифікованому пористому заповнювачі. Вперше комплексно вивчений взаємозв'язок між фізико-механічними властивостями заповнювача, що займає 50-90% обсягу бетону та аналогічними властивостями бетону. Виявлені закономірності можуть бути використані з метою одержання бетону із заданими функціональними властивостями в результаті застосування модифікованого заповнювача. Отримано легкий бетон з поліпшеною структурою, підвищеними міцністю та довговічністю.

Розроблено технологію нових видів ефективних будівельних матеріалів з заданими структурою та властивостями (модифікований пористий заповнювач та легкий бетон на його основі), а також технологія принципово нових видів будівельних матеріалів (модифікованого термоліта Одеської, Миколаївської, Херсонської областей та регіону Нижнього Поволжжя) з некондиційних опоковидних порід та мулокерамзиту з відходів поглиблення дна Чорного моря.

Перед промисловістю будівельних матеріалів стоять важливі завдання з подальшого підвищення обсягу випуску заповнювачів, особливо легких та пористих, виробів на їхній основі, економії цементу та зниженню вартості будівництва. Тому розробка технологій більш довговічних матеріалів з заданими властивостями - один з важливих напрямків науково-технічного прогресу. Для цього технолог повинен вміло впроваджувати невикористані ресурси, інтенсифікувати технологічні прийоми, знижувати масу бетону та підвищувати його фізико-механічні та теплотехнічні властивості.

При цьому, через всю історію технології бетону червоною ниткою проходить прагнення технологів зменшити кількість води замішування у бетоні. Навіть винахід вібромайданчика здавалося б для ущільнення більш твердих бетонних сумішей - це один із прийомів фактичної «боротьби» з водою замішування. Надлишок її в 2 та більше разів, ніж необхідно для хімічних реакцій мінералів цементу, приводить до негативних наслідків: підвищення вологісних деформацій заповнювача та матриці, що порушує структуру бетону ще в ранньому віці, зниження механічних властивостей бетону на водонасичених пористих заповнювачах за рахунок зниження їхнього коефіцієнта розм'якшення на 20% та більше, погіршення теплотехнічних показників легкого бетону через заповнення пор та капілярів рідкою фазою, теплопровідність якої в 23 рази більше від теплопровідності газоподібної фази. І якщо урахувати те, що легкий пористий заповнювач має сумарну пористість до 80% та займає 50-90% обсягу бетону, то далеко не байдуже, чим заповнити 40-70% обсягу пор заповнювача: рідкою або газоподібною фазою. Тому в 21 столітті боротьба з зайвою кількістю води замішування в бетонній суміші буде тривати та і мінімізація величини водонасичення пористого заповнювача залишається актуальною

Для рішення цього завдання вперше в бетоноведенні звернена увага на сховані, невикористані резерви в пористому заповнювачі. Розроблено робочу гіпотезу про необхідність модифікації поверхні гранул (зерен) пористого заповнювача та надання їм закритої пористості з метою збереження всередині них газоподібної фази (а.с.№1530599). Незважаючи на численні вітчизняні та закордонні дослідження в області модифікації заповнювачів, в цей час, практично повністю, відсутні систематизовані відомості по технології модифікації заповнювачів та по технології бетону на модифікованих заповнювачах. Немає основ проектування складу бетону на модифікованих заповнювачах, а також відсутні відомості про властивості суміші та бетону на ньому.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до координаційних планів основних науково-дослідних робіт Держбуду СРСР за проблемою "Легкі бетони та конструкції з них", виконаних в 1961...85 р.р. за темою A.1 п.11 "Одержання якісно нових з відмінними властивостями пористих матеріалів для несучих та самонесучих конструкцій будівель", в 1986...90 р.р. за темою А.2 п.4 "Дослідити, розробити та впровадити легкі бетони на нових видах пористих заповнювачів переважно відходи промисловості, сільського господарства та природні матеріали". Номер держреєстрації - 01850065770. Разом із ЧорноморНДІпроектом, за постановою Держбуду СРСР, ГКНТ та Держплану СРСР за №205/509/246, вирішується проблема 31.03 "Створити та впровадити у виробництво технологічні процеси, що забезпечують використання в будівництві ґрунтів, що розробляються при морських днопоглиблювальних та планувальних роботах з урахуванням природоохоронних засобів". Номер держреєстрації - 01880009685. З 1991 р. робота виконувалася за кафедральною тематикою «Розробка. Дослідження та впровадження ресурсозберігаючих технологій будівельних матеріалів на модифікованих компонентах» та за програмою МОН України «Новiтнi технологiї та ресурсозберігаючi технологiї в енергетицi та агропромисловому комплексi», код 2201040.

Мета і завдання досліджень. Метою роботи є розробка теоретичних основ та практичних рекомендацій з технології модифікації заповнювача та з технології легкого бетону на модифікованих заповнювачах з підвищеними будівельно-експлуатаційними властивостями та поліпшеними техніко-економічними показниками.

Для досягнення мети поставлені завдання:

1. Проаналізувати та узагальнити раніше проведені дослідження про роль пористого заповнювача в структуроутворенні та одержанні заданих властивостей бетону, виробити теоретичні передумови поліпшення його якості.

2. Експериментально довести об'єктивність існування робочих гіпотез та розробити методику проведення експерименту.

3. Розробити технологію модифікації пористого заповнювача та технологію легкого бетону на його основі;

4. Вивчити основні властивості та структурні особливості суміші та бетону на модифікованих заповнювачах;

5. Виробити рекомендації з технології модифікації заповнювача та з технології легкого бетону на його основі.

Об'єкт досліджень - модифікована вихідна сировина для заповнювача, модифікований заповнювач, бетонні суміші та бетон на модифікованому заповнювачі. Їх властивості та фактори, що впливають на ці властивості. Оптимальні технологічні рішення їх виробництва.

Предмет дослідження. Режими та процеси, що супроводжують перетворення звичайної вихідної сировини та заповнювача в модифікований заповнювач. Методологія формування властивостей матеріалів на основі системно-технологічного розрахунково-експериментального моделювання.

Методи дослідження. Комплексні дослідження включали натурні та обчислювальні експерименти. В натурних експериментах використовувалися хімічні методи аналізу та стандартні методи визначення фізико-механічних властивостей. Обчислювальні експерименти виконані за розробленими в ОДАБА авторськими методиками.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше в бетоноведенні звернена увага на сховані, невикористані резерви в пористому заповнювачі. Розроблено робочу гіпотезу про необхідність модифікації поверхні гранул (зерен) пористого заповнювача та надання їм закритої пористості з метою збереження всередині них газоподібної фази. Отримано 13 авторських свідоцтв з наведених розробок.

В технології легкого бетону вперше:

1. Здійснена модифікація вихідної сировини з метою одержання закритої пористості оплавленням поверхні заповнювача (а.с.№№1348309, 1361124, 1512945, 1530599) та надання гідрофобних властивостей поверхні керамзиту (а.с.№863556, 1689326) та іншим пористим заповнювачам (а.с.№ №992481,1608157).

2. Визначені раціональні способи та режими модифікації вихідної породи (а.с.N№992481,1512945,1608157,1678800) та заповнювача (а.с.№, 1689326).

3. Використання модифікації заповнювачів дозволила поліпшити рухливість бетонних сумішей та знизити енергетичні витрати на її ущільнення (а.с.№1174404).

4. Встановлена залежність властивостей суміші та бетону від ступеню модифікації заповнювача, в тому числі на мулокерамзиті (а.с. №№1636405, 1698212);

Практичне значення отриманих результатів. Розроблено основи заводської технології модифікації вихідної сировини для заповнювача, обрані матеріали та розроблені режими модифікації заповнювача, створені бетони на їх основі, які мають поліпшені властивості та покращену довговічність. Розроблено технологію легкого бетону на модифікованому заповнювачі, здійснене проектування, виготовлення та випробування виробів на заповнювачі покращеної якості.

Розроблені технології модифікації пористого заповнювача та залізобетонних виробів з легкого бетону використані при складанні технічних умов з модифікації вихідної сировини для термоліту, з гідрофобізації керамзиту, азериту, золоаглопориту.

Технологія модифікованого керамзиту освоєна на заводі керамзитового гравію ВАТ "Одесзалізобетон", «Одесбуд», «Монолітбуд», термоліту - на заводі збірного залізобетону тресту "Промбудматеріали" Головастраханьбуду та на територіальному будівельному об'єднанні Астраханбуду разом з відділом впровадження ВНДІСтром. Модифікований золоаглопорит випущений на Дністровському золоаглопоритовому заводі. Мулокерамзит розроблений разом із ЧорноморНДІпроект м. Одеси.

Економічна ефективність застосування модифікованого заповнювача в виробництві залізобетонних виробів склала 411100 грн. Очікуваний економічний ефект від використання мулу морських днозаглиблень Чорного моря в промисловості будівельних матеріалів - близько 1,4 млн. грн. в рік.

Особистий внесок здобувача. Розробка наукових основ одержання бетонів з необхідними властивостями за рахунок застосування модифікованих заповнювачів. В опублікованих роботах зі співавторами здобувачеві належать: теоретичне обґрунтування, методичне забезпечення та аналіз експериментальних досліджень. Аналіз та узагальнення результатів експериментально статистичних і системно-технологічних залежностей, що адекватно описують вплив складів та режимів твердіння на кінетику структуроутворення та зміни властивостей бетону. Технологічні процеси та режими, теоретичні основи, практичні особливості одержання модифікованого заповнювача та бетону на його основі.

Апробація результатів дисертації. Основні наукові та практичні результати дисертаційної роботи були повідомлені та обговорені на наступних науково-технічних конференціях: республіканських (Кишинів, 1970; Київ, 1973; Владивосток, 1975, 1990; Саратов, 1981; Брянськ. 1984; Челябінськ, 1985), всесоюзних (Москва, 1974; Одеса, 1975; Ростов на Дону, 1981; Ташкент, 1985, 1989; Сиктивкар, 1989; Алма-Ата, 1990; Челябінськ, 1990; Бєлгород,1991), міжнародних (Софія, 1984; Приморськ, 1985; Варна, 1988, 1989; Познань, 1989); республіканських семінарах по покращенню якості штучних пористих заповнювачів (Куйбишев, 1982; Київ, 1983; Москва, 1983; Одеса, 1986, 1987; Черкаси, 1987; Новосибірськ, 1987); міжнародних семінарах « Ресурсоекономнi матеріали, конструкції, будівлі та споруди» 2000-2002 ДРТУ м. Рiвне, «Структуроутворення, міцність та руйнування композиційних будівельних матеріалів і конструкцій» ОДАБА м. Одеса 2005-2009 рр.; науково технічних конференціях «Матеріали та вироби для ремонту і будівництва» 2005-2009 рр. м. Новосибірськ. Результати окремих розділів дисертації демонструвалися на ВДНГ УРСР(м. Київ, 1983) і на ЦДЖ СРСР (м. Москва, 1989). За результатами досліджень автор нагороджений дипломом II ступеня (УРСР) і срібною медаллю (СРСР).

Публікації. Публікації по дисертації викладені в 110 роботах, у тому числі: 1 монографія, 2 учбових посібника, 1 підручник, 24 статті у фахових виданнях ВАК України та прирівняних до них виданнях, 13 авторських свідоцтв.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота включає вступ, теоретичні передумови, 5 розділів експериментальної частини та основних висновків. Вона викладена на 300 сторінках машинописного тексту, в тому числі 210 сторінках основного тексту, 96 малюнках, 87 таблицях на 29 сторінках, 330 найменувань списку літератури та 6 додатках.

Дослідження, представлені в дисертації, виконуються з 1970 року. Тому ряд експериментів та економічних розрахунків наведені згідно до вимог нормативних документів і ціноутворення, що діяли на кожний конкретний проміжок часу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі приведена загальна характеристика дисертації, обґрунтована актуальність теми, викладені мета та завдання досліджень, наукова новизна, практичне значення отриманих результатів дослідження, а також особистий внесок здобувача та апробацію результатів дисертаційної роботи.

У першому розділі приведений аналітичний огляд літературних джерел з сучасного стану досліджень технологій виробництва модифікованих заповнювачів та легкого бетону на його основі. Проаналізовані існуючі напрями розвитку ресурсо- та енергозберігаючих технологій та аспекти використання відходів виробництва та місцевої некондиційної сировини в виробництві модифікованих заповнювачів. Намічені шляхи вирішення поставлених задач.

Створення якісних композитних матеріалів на пористих заповнювачах привертало пильну увагу В.Г.Скрамтаєва, Н.А.Попова, М.З.Симонова, І.А.Іванова, Л.І. Дворкіна та багатьох інших. Особливий внесок здійснений колективами НДІкерамзит, НДІЖБ РИИСМи, НДІСМ, ЧерноморНДІПроект та ін. Ними показано, що якісна структура легкого бетону визначається якістю цементної матриці, заповнювача та зони їх контакту.

Якість матриці вивчена детально та знайдені способи та прийоми керування нею. І все-таки передчасно говорити про остаточне рішення цього питання, тому що потенційні можливості цієї системи ще повністю не використані. Досить докладно, але усе ще недостатньо, вивчений вплив фізико-механічних властивостей заповнювача, особливо пористого, на якість легкого бетону. В свою чергу, фізико-механічні властивості заповнювача значною мірою визначаються його спорідненістю до води. А застосовувані природні та штучні заповнювачі для бетону не тільки гідрофільні, але вони мають капілярно-пористу структуру. В свою чергу заповнювачі дискретно розміщені в матриці (тісто, камінь) з іншого роду капілярно-пористою структурою. Їх взаємодія сприяє перерозподілу води замішування ( води-середовища) між ними.

По В.А.Дорфу та В.Г.Довжику вода замішування розподіляється між складовими бетону за рахунок капілярних сил, що діють як у заповнювачі (Р_з), так і в розчинній частині (Р_ц) з урахуванням величини атмосферного тиску (Р_а):

w=( Рз-Рц) : ( Рз-Рц+Р_а).

Цей перерозподіл триває не тільки в період твердіння, але і в експлуатації. І це не залежить від того мокрий або сухий заповнювач подається в бетономішалку.

Переваги виготовлення легких бетонів на сухих заповнювачах відзначені М.З.Симоновим, Г.И.Горчаковим, Н.А.Поповим, Р.М.Михайловим і ін. В них міцність бетону вище на 15-25%. Однак позитивні результати отримані і на мокрому заповнювачі, В.Г.Хитровим, Ю.М.Сухоруковим, Ж.П.Леві та ін. Як бачимо проблема необхідності вмісту води пористим заповнювачем та її кількості не вирішена. І тим більше немає комплексного (по широкому колу показників властивостей легкого бетону) підходу до рішення цієї проблеми.

В проведених дослідженнях оцінюється тільки марочна міцність бетону (яка в часі як правило підвищується), але цінніше довгострокові властивості: залишкова вологість та тривалість втрати її, теплопровідність, деформативність та ін. огороджувальних конструкцій.

Теплопровідність легкого бетону вспученого сланцевою глиною тим більша, чим вища марка та середня міцність бетону з нього. При цьому коефіцієнт теплопровідності бетону равноважний вологості на 26-35% вищий, ніж сухого бетону відзначає Сторожук Н.А. Наші розрахунки теплопередачі 1 м² стіни свідчать про можливість покращення теплотехнічних властивостей легкого бетону на сухому керамзиті в 10 раз, в порівнянні з водонасиченістю.

Теплопровідність легкого бетону вспученого сланцевою глиною тим більша, чим вища марка та середня міцність бетону з нього. При цьому коефіцієнт теплопровідності бетону равноважний вологості на 26-35% вищий, ніж сухого бетону відзначає Сторожук Н.А. За даними Фішера Х.Б. на кожний процент масової вологості, в діапазоні від 1 до 7%, теплопровідність легких бетонів марки 50 на керамзитовому заповнювачі може змінюватися в межах 0,0097- 0,021 Вт/(м ⁰К). Кожний процент збільшення об'ємної вологості керамзитобетону в середньому підвищується його теплопровідність на 0,016 Вт/(м ⁰К) при застосуванні керамзитового піску та на 0,035-0,055 Вт/(м ⁰К) - на кварцевому піску. Наші розрахунки теплопередачі 1 м² стіни свідчать про можливість покращення теплотехнічних властивостей легкого бетону на сухому керамзиті в 10 раз, в порівнянні з водонасиченністю.

Вологісні деформації керамзиту досягають 1,9 мм/м. Здобуваючи вологу, пористий заповнювач набухає, а цементне тісто, втрачаючи воду замішування, зменшується в об'ємі. Ці деформації складових різного знаку та викликані ними напруги - одне із джерел раннього порушення структури свіжовідформованого бетону. Коефіцієнт розм'якшення пористих заповнювачів має широкий діапазон коливань (0, 5-0,95), що вимагає чи підвищеної витрати цементу, чи коливання міцності бетону. Збільшення вологості пористого заповнювача на 1% спричиняє підвищення коефіцієнта теплопровідності на 5%. Все це сховані резерви покращення якості бетону: заміна рідкої фази пор та капілярів зерна заповнювача на газоподібну фазу покращує коефіцієнт теплопровідності, тому що теплопровідність повітря в 23 рази менша, ніж води.

Негативна роль вологи відбита в статті Фішера Х.-Б.та Вітрова. Відзначено високу вологість огороджувальних конструкцій та довгі роки втрати її. Волога, яка випаровується зволожує штукатурку та послаблює адгезію її до основи. Волога, яка накопичується під штукатурним шаром, викликає солеутворення та змінює структуру шару штукатурки. Пошарова (по товщині конструкції) різниця вологісних деформацій приводить до вигину конструкції. Від цього підвищуються внутрішні напруження на границі з штукатуркою, що призводить до утворення порожніх просторів між бетоном та штукатурним шаром з шириною стін 3-6 м.

Теоретичні розрахунки (на базі літературних даних) застосування в легких бетонах беззсідного пористого заповнювача свідчать про можливість: зниження структурних напруг в контакті його з розчинною складовою в 1,7 разу, підвищенні міцності бетону до 15%. Застосування заповнювача в порах та капілярах якого відсутня вода замішування може на порядок зменшити коефіцієнт теплопровідності бетону.

Структура бетону, тобто кількісний та якісний склад, та взаємне розташування зв'язаних (фізико - хімічно) твердою, рідкою та газоподібною фазою в одиниці об'єму та в досліджуючий момент часу, ці фази можуть бути розглянуті як об'єкт покращення фізико-механічних властивостей бетону. За рахунок збільшення кількості газоподібної фази та зменшення кількості останніх (особливо рідкої) можна різко покращити теплотехнічні властивості легкого бетону. За рахунок щільного упакування структури твердої фази, за даними Дерев'янко В.Н., можна підвищити міцність бетону або скоротити її кількість. Підвищити кількість газоподібної фази можна кольматацією пір та капілярів пористого заповнювача, тобто так, внутрішні пори та капіляри замкнути або збільшити їх кількість в одиниці об'єму бетону.

Зменшення кількості рідкої фази веде не тільки до збільшення кількості газоподібної, але й твердої фази, що забезпечить не тільки покращення теплотехнічних, але й механічних властивостей бетону. Тому через всю історію технології бетону червоною ниткою проходить «боротьба» с надлишковою кількістю води в суміші та бетоні. Разом з тим не можливо не відмітити, що змінення кількості рідкої фази супроводжується природним або штучним упорядкуванням структури бетону, як в період його творення, так і в спонтанний період, на стадії експлуатації.

Упорядкування структури бетону є одним із шляхів мінімізації рідкої фази та покращення теплотехнічних та міцнісних властивостей бетону. Збільшити ефект упорядкування структури бетону можливо за рахунок підбору складових (s-, p-, d-элементів) на електронному рівні, (Приходько А.П.) за рахунок ціленаправленого, більш точного, наукового формування (упакування) твердого тіла на нанорівні (Глуховський В.Д. та Рунова Р.Ф.), за рахунок детального вивчення процесів, супроводжуючих тверднення бетону та за рахунок упорядкування організації бетонних робіт. Останні припускають облік переходу термодинамічно стійкої системи в нестійку, в момент приготування сумішей, перетворення ламінарних водних систем в біфуркаційні, на стадії ущільнення суміші, трансформації води затворення та упорядкування електронних зв'язків, в період тверднення бетону та можливості переводу спонтанного в керуючі процеси, в період експлуатації. Весь шлях перетворення порошку (в`яжучого) та зернистого матеріалу (заповнювача) з водою затворення в бетон супроводжується упорядкуванням структури напівфабрикату та кінцевого продукту. Підставою викладу служать роботи Глуховського В.Д. та Рунової Р.Ф давно уже висунувших гіпотезу про «ефект упорядкування структури» та про необхідність управління цим процесом.

Для рішення цього завдання прийнята робоча гіпотеза про необхідність збереження газоподібної фази в пористому заповнювачі модифікацією зовнішньої поверхні зерна з метою підвищення фізико-механічних та теплотехнічних властивостей легкого бетону, тобто всі внутрішні пори та капіляри зерен заповнювача перевести в розряд замкнутих (а.с.№1530599), що поглинають мінімальну кількість води замішування. Ціль модифікації - максимально зберегти газоподібну фазу в порах та капілярах заповнювача шляхом надання йому водовідштовхувальних властивостей (2 а.с.), оплавлення його поверхні (7 а.с.) або кольматації пор та капілярів. Критерієм оцінки ефективності модифікації прийнята величина водопоглинання заповнювача при повному зануренні або капілярному підсмоктуванні в воді або в середовищі бетону, а також поліпшення або збереження фізико-механічних властивостей легкого бетону на його основі, з обліком та економічною доцільністю. Для рішення цієї проблеми розроблено нове системно-технологічне розрахунково-експериментальне моделювання бетону, запропоновано нову модель структурної комірки.

Сьогодні практично немає досліджень в області вдосконалювання технології з метою одержання гідрофільних заповнювачів з мінімальною величиною водопоглинання. До цього можна прийти поки тільки за допомогою модифікації заповнювача або вихідної сировини для нього.

Відомі нечисленні дослідження в області гідрофобізації заповнювачів для бетону, розробки яких були частково завершені вже в 1967 р. До них відносяться дані А.В.Жукова, А.А. Пащенка, А.А.Крупи, А.В.Волженського та інших з гідрофобізації перліту, скловолокна, тонкомолотих та інших заповнювачів. За кордоном, в Франції та в США з 1970, в Англії з 1971 та в Німеччині з 1975 р., дослідження ведуться, в основному, в області гідрофобізації пористих заповнювачів для бетону. Однак, єдина мета гідрофобізації - показати універсалізм дії кремнійорганічних рідин на будь-які будівельні матеріали. Але не вивчений ступінь гідрофобізації заповнювача для бетону та вплив його гідрофобності на властивості суміші, бетону та їх експлуатаційних характеристик.

В даний час багато виробництв будівельної промисловості мають недостаток заповнювачів для бетону. Приблизно 2/3 районів нашого співробітництва не володіють родовищами каменистих та глиняних порід (діатоміти, трепели, опоки і інші), на основі яких можливе одержання заповнювачів для бетону. В межах країн СНД відомі 350 місцезнаходжень, запаси яких складають 1,6...1,9 млрд. т, із них більше половини в Україні. Зараз виробництва працюють по сухому способу одержання крупного заповнювача із кременистих порід. Але некондиційні опоки багатьох місцевих знаходжень Придніпров'я, Поволжя та інших не дозволяють одержати термолит необхідної якості. Він характеризується високою величиною водовбирності та низькою морозостійкістю. Необхідність використання місцевої сировини для виробництва заповнювача очевидна, так як в цих регіонах повністю відсутні або недолік пористого заповнювача, а малі та вичерпані запаси глинистої сировини не дозволяють в достатній мірі розвивати промисловість штучних пористих заповнювачів.

В кременистих опоках міститься велика кількість тугоплавкого кремнезему та незначна - легкоплавких домішок. При загально доступних температурах випалу до 1250°С, одержати розплав не вдається. Випал опоки при температурі 1400°С приводить до слабкого обтоплювання поверхні. Виходячи з цього питання збільшення температури також не є можливим.

Опока містить в собі 83...88% кремнезему, тобто полімеру до складу якого входять групи комплексного аніону SiO₄^4-. Цей крупний кластир в виді правильного тетраедру, в центрі якого розміщений атом кремнію, а на вершинах - атоми кисню. При цьому кожна вершина другого тетраедру одночасно служить вершиною другого тетраедру [163], тобто вони зчеплені один з одним. Така будова вилучає утворення щільно упакованих ґраток. Володіючи відкритою, "рихлою" структурою кремнезем легко може вступати в реакцію, в зв'язані з впровадженими атомами та катіонами модифікаторів. Крім цього, в області підвищення температури кремнезем зазнає поліморфне перетворення, що супроводжується збільшенням об'єму та виникненням напруги, а також збільшенням внутрішньої енергії системи. Тому ефект розпушування та збільшення енергії системи сприяють підвищенню реакційної здатності кремнезему та схильності його до взаємодії з речовинами-модифікаторами. Останні повинні змінити основні властивості тугоплавкого кремнезему до такого ступеня, щоб пройшла часткова або повна втрата тугоплавкості та створилася можливість спікання. Активні речовини разом з мінералами опоки повинні дати такі новоутворення, які би топилися при меншій температурі.

Відомо, що зниження температури топлення розчинника, при введенні в нього розчинної речовини, можна визначити по формулі:

?t = t_o-t_x= (x : M)(RT²: 100Q),

де: t₀ - температура топлення розчинника; t_x - температура повного топлення розчину; x - концентрація добавленого компоненту, г/100г розчину; М - молекулярна маса розчиненої речовини; Т - абсолютна температура чистого розчинника; Q - прихована теплота топлення чистого розчинника.

Таким чином, підбираючи активну речовину з низькою температурою топлення, та регулюючи її концентрацію, можна знизити температуру топлення опоки. Опока володіє великою пористістю, до 70%, з вигнутими, тонкими, циліндричними порами розміром 40...100А^о, величезний капілярний потенціал таких пір визначає можливість активно поглинати розчини модифікаторів. За рахунок цього останній поступає в середину зерна опоки та заповнює пори. При сушці волога вилучається, а поверхня пір та капілярів покривається реагентом в твердому виді. Оскільки атоми поверхні опоки характеризуються незкомпенсованими зв'язками, то реагент направляється до порхневої зони, забезпечуючи в ній локалізований підвищений вміст цієї речовини в порівнянні з залишковим об'ємом. Це сприяє протіканню реакцій ізоморфного заміщення з розривом та створенням розтопу нових речовин із вихідних реагентів[169].

До таких реагентів відносять: Na₂O, Al₂O_3, CaO, MgO, BaO і інші.

Тоді можливі реакції:

2Na₂CO₃+SiO₂ = Na₄SiO₄+2CO_2,;

Na₂CO₃+SiO₂ = Na₂SiO₃+CO_2,;

Al₂O₃+SiO₂ 3Al₂O₃?2SiO₂

В результаті таких реакцій, замість моногетерогенного полісілоксану

- Si -- O - Si - O - Si - утворюється дігетерогенний поліелементосілоксан

Na - O - Si - O - Na або ? Si - O - Al - O - Si ?.

За відповідної температури модифікатор топиться та міжпоровий простір заповнюється. Прагнення системи до зменшення поверхневої енергії за рахунок зменшення питомої поверхні обумовлює вогневе зсідання матеріалу. Результатом цього є заростання пір, ущільнення та зниження пористості. Якщо це так, то і природно модифікована природна сировина повинна привести до покращення показників з степені обтоплювання кінцевого продукту або зниження температури обтоплювання (енергетичних затрат).

З цією метою в якості органомінеральної добавки для одерження керамзиту добавляли мул- відходи , видобутку з заглиблення дна моря (товщина шару 7...20 м), який складується в берегових відвалищах. За даними ЧерноморНДІпроекту схемою розвитку порту Южний Одеської області передбачається провести днозаглиблені роботи в обсязі : до 81млн. м^З. Крім цього щорічний обсяг ремонтних днозаглиблених робіт в підхідному каналі та в існуючому акваторії порту складає біля 0,5 млн. м^З. При цьому необхіно відмітити, що заводи з виробництва керамзиту розташованні на відстанні від порту Южного всьго лише 15...17 км.

В області одержання заповнювачів з оплавленою поверхнею відомі роботи М.І.Рогового, М.Н.Баранової та ін. Тут також була одна мета - забезпечити потрібну величину коефіцієнта спучування гранул, які формують пластичним способом, а не зерен, одержаних сухим способом та неспучуючих. В цій області подібні дослідження не проводилися.

У другому розділі вибрані заповнювачі для бетону, активні речовини для їх модифікації, а також методи їх модифікації. Розроблено метод системно-технологічного розрахунково-експериментального моделювання бетону. Прийняті методики вивчення заповнювача, бетонної суміші та бетону. Вивчені фазовий склад та структура модифікованих заповнювачів та бетону на його основі. Обґрунтовано вибір сировинних матеріалів для проведення досліджень, вивчений їх склад, а також фізико-механічні та технологічні властивості.

В дослідженнях прийнятий штучний пористий заповнювач: керамзит, аглопорит, азеріт, термоліт. Вид активних речовин для модифікації вихідної сировини та заповнювача обраний за літературним даними та за договором з "Хімпром" з метою оцінки якості гідрофобізаторів нового покоління.

В дослідженнях використовувалися два методи моделювання бетону: дослідно-статистичне (ДСМ), розроблене В.А.Вознесенським та Т.В.Ляшенко та системно-технологічне розрахунково-дослідне моделювання (СТРДМ), розроблене автором. Метод СТРДМ бетону призначений для вивчення взаємодії одних компонентів бетону в середовищі інших або напівфабрикатів в середовищі параметрів (режимів) переробляючого технологічного обладнання. Вивчені властивості заповнювачів: вологості деформації (УИМ-21, механотрон,АИД-1М і інші). Проведені ДТА, ІК-спектроскопічний, оптико-мікроскопічний, лазерний аналіз, довговічність (вік бетону до 32 років) та інші дослідження.

Приготовлені робочі розчини (емульсії, суспензії) активних речовин відповідної концентрації подаються в мішалку або змішуються з зернами заповнювача. При цьому, величина водопоглинання модифікованого заповнювача близько 3% за масою вважається достатньою. І тому тривалість фізичного з'єднання активної речовини та заповнювача різна.

Сушіння змішаного з модифікатором заповнювача обов'язкове. В процесі сушіння кремнійорганічна рідина перетворюється в водовідштовхувальну плівку, а інтенсифікатор оплавлення мігрує та накопичується в поверхні зерен заповнювача. Температура робочої емульсії або вихідного з холодильника штучного заповнювача 80...150°С забезпечує сушіння гарячого заповнювача за рахунок власного тепла та не вимагає додаткових сушильних установок.

Противокапілярний тиск досягається гідрофобізацією, наприклад керамзиту (а.с.863556,1689326), кремнійорганічними рідинами, краща з яких ГКЖ-94 або її 50%-на водна емульсія КЕ-30-04. Одержати оплавлену поверхню пор та капілярів можна модифікацією вихідної сировини до процесів випалу. Для кременистих опок кращими модифікаторами є вуглекислий натрій, відходи капролактамового виробництва та інші (а.с.1174404,1348309, 1361124, 1530599, 1608157). Кальматирують пори та капіляри заповнювача водоцементною суспензією або водяним розчином рідкого скла (а.с.992481). Як природно модифікована сировина прийнятий мул від поглиблення дна Чорного моря в акваторії порту Південний.

Концентрація водної емульсії впливає на кут змочування і на величину водопоглинання заповнювача. Виходячи з максимального кута змочування та мінімальної величини водопоглинання модифікованого керамзиту, за оптимальну прийнята водна емульсія (ГКЖ-94) концентрацією 0,25% або КЕ- 30-04 концентрацією 0,5% в перерахуванні на 100%-ну рідину.

У третьому розділі приведені результати експериментальних досліджень з вивчення впливу модифікації заповнювача на його властивості та основні властивості бетонної суміші.

Властивості гідрофобізованого заповнювача: міцність при стиску, істинна та насипна густина, обсяг зерен в шматку та міжзернова пористість залишаються такими ж, як і до модифікації. Інші ж властивості, особливо ті, які визначаються таким фактором як спорідненість до води, відмінні від властивостей звичайного заповнювача: вище на 20% коефіцієнт розм'якшення, на 10-80% міцність при стиску в циліндрі, нижча на 100-300°С температура випалу, на 10-47% водопоглинання. Гідрофобізований на заводах штучний пористий заповнювач проходить ряд технологічних переділів: зберігається на складах, транспортується та пересипається по тічках, бункерах, проходить процес переміщення в бетономішалці, а також укладання та ущільнення бетонних сумішей, де рухається заповнювач в середовищі цементного тіста. Навіть після цього водопоглинання гідрофобізованого керамзиту усе ще нижче, ніж у звичайного в 2,2...16,5 рази. При зберіганні на відкритому складі ДСК-1 гідрофобізований керамзит в дощову погоду поглинає вологи в 4,1...5,6 рази менше. В процесі теплової обробки він також поглинає вологи менше звичайного в 3,4...4,2 рази. Це дозволяє працювати з більш однорідним за водопоглинанням модифікованим заповнювачем порівняно зі звичайним:

Завод-виготовлювач	Винницький	Одеський
Фракція керамзиту, мм	5-10 10-20	5-10 10-20
Водовмістність, %
- звичайного	18,4 13,2	17,8 15,1
- гидрофобмзованого	3,3…. 2,6	4,1 3,7

Гідрофобізація нівелює величини водопоглинання (2,5...4,5%) та капілярного підсмоктування (1,4...2,1%) заповнювача незалежно від якості його структури та величини середньої щільності.

Коефіцієнт розм'якшення (за 57 досвідами) гідрофобізованого керамзиту в середньому на 20% вище звичайного.

Коефіцієнт варіації модифікованого керамзиту за міцністю в 1,94, а за розм'якшенням у воді - в 1,51 рази нижче, ніж у звичайного.

Коефіцієнт теплопровідності гідрофобізованого керамзиту, з воложеного одинаковий час з звичайним, нижче в перші 1-5 год. в 2,1 рази, а через 48 год. - в 2,3 рази.

Навіть після 7 років позмінного зволоження та висушування в кількості 10 циклів, мал 3.1а, коефицієнт теплопровідності різний. Якщо після перших 5 циклів ( на протязі 100 суток) різниця складає 2,3 рази на користь гідрофобізованого, то після 7 років (10 циклів) вона все ще на 30% менша, ніж у звичайного.

Модифікація кременистих опок водяними розчинами вуглекислого натрію (а.с.1530599) або відходів капролактамового виробництва (а.с.1608157) до подачі їх в сушильний барабан різко скорочує водопоглинання термоліту.

В процесі випалу поверхня опоки оплавляється на глибину до 2 мм, змінюється характер пор: більша частина їх стають замкнутими. З метою підвищення стійкості. заповнювача проти силікатного розпаду вихідну сировину модифікували водяним розчином мірабіліту та тинардита(а.с.1678800). бетон деформація пористий заповнювач

Концентрація активної речовини та температура випалу модифікованої опоки - основні фактори, що визначають якість термоліту. Однакове водопоглинання термоліту (наприклад 3%) можна одержати при концентрації модифікатора 2,5% та температурі випалу 1250°С,а також при концентрації 23% та випалі 950°С.

Таким чином, модифікація опоки до випалу дає можливість одержувати термоліт з оплавленою поверхнею, низьким водопоглинанням і меншою на 100...300°С температурою випалу. І що не менш важливо - одержувати термоліт можна сухим способом з місцевої низькосортної сировини. Оплавленню поверхні гранул сприяє мул Чорного моря. Порівняно із глиною він має підвищений зм домішок, які вигорають і тому мулокерамзит характеризується низькими насипною густиною та водопоглинанням.

Глина + мул	100+0	40+60	20+30	20+30	0+100
Насипна густина, кг/м3	510	430	380	380	480
Водопоглинення,%	17,4	4,6	6	6	5,4
Міцність, МПа	3,9	3,3	2,8	2,8	2,3

Кольматація пор та капілярів заповнювача водяними розчинами рідкого скла щільністю 1,2 г/см³ та в'язкими суспензіями з В/Ц=4.0 поліпшує фізико-механічні властивості пористого заповнювача. Обробка цементною суспензією тим ефективніша, чим нижча якість заповнювача та чим вища марка в'яжучого. Модифікація заповнювача водяним розчином рідкого скла підвищує його міцність та знижує водопоглинання в 1,5...2,0 рази.

Легкоукладальність та водопотреба бетонних сумішей на модифікованих пористих заповнювачах дотепер практично не досліджена. Ефективність гідрофобізації нами показана за зміною легкоукладальності та водопотреби бетонних сумішей на звичайному та на модифікованому керамзиті без добавок і з добавкою суперпластифікатора, таблиця 1.

Таблиця 1

Ефективність гідрофобізації за основними властивостями бетонної суміші

Вид добавки	Без добавки	НІЛ-20	НІЛ-10	С-3	10-30
ОК, см, сумішей на гравії:
звичайному	2	16	17	20	20
гідрофобізованму	18	19	20	18	22
водопотреба, л/м3:
звичайному	220	176	175	183	171
гідрофобізованому	172	153	150	143	150

Гідрофобізація заповнювача дозволяє вивести суміші без добавок на рівень рухливості сумішей з добавками суперпластифікаторів.

Для одержання однієї і тієї ж легкоукладності бетонних сумішей з ОК=1...3 див гідрофобізація великого пористого заповнювача дозволяє знизити величину водопотреби суміші на 22%, а гідрофобізація великого заповнювача разом із застосуванням суперпластифікатора знижує водопотребу на 32...35% порівняно з водопотребою сумішей на звичайному заповнювачі без добавок у воді замішування.

Модифікація заповнювача істотно підвищує однорідність бетонних сумішей за водопотребою та за легкоукладальністю: коефіцієнт варіації нижче в 1,4...1,6 рази. Вивчено пластичну міцність та розшаровування сумішей на модифікованому заповнювачі. Останні більш чутливі до розшаровування.

Зі збільшенням часу готування бетонні суміші стають все більш твердими через поглинання води замішування пористим заповнювачем. Суміші ж на гідрофобізованому гравії тим якісніші, чим довше триває перемішування і більшого розрідження розчинної складової та відсутності поглинання води замішування заповнювачем. Час готування сумішей на гідрофобізованому заповнювачі повинен бути таким же, як на звичайному. Без втрати основних властивостей гідрофобізація великого пористого заповнювача дозволяє попередньо витримувати бетонні суміші на 30 хв. довше, ніж на звичайному гравії.

Режими ущільнення сумішей на модифікованому заповнювачі підкоряються тим же законам, що на звичайному, тільки оптимальний час ущільнення їх на 1...2 хв. коротше, тобто відзначена підвищена чутливість до вібрації сумішей на модифікованому заповнювачі і як результат - до більш щільного впакування та підвищення середньої щільності легкого бетону.

Четвертий розділ присвячений вивченню фізико-механічних властивостей бетону, у віці до 32 років 4 міс., та факторів, які їх обумовлюють, фазовому складу та структурі, особливостям проектування складу бетону на модифікованому заповнювачі.

Міцність свіжовідформованного бетону в віці до 1 доби на модифікованому гравії нижча, ніж на звичайному, але на 20...60% вище, ніж із кремнійорганичною добавкою в воді замішування. При постійних витратах твердих компонентів та при постійній легкоукладальності сумішей гідрофобізація великого пористого заповнювача дозволяє одержати більш високу міцність зрілого бетону при стиску на 10...15% для конструкційного, на 13...17% - конструкційно-теплоізоляційного, а також на 20...60% для великопористого бетону.

Міцність зрілого бетону та ріст її в часі визначаються якістю вихідних матеріалів, складом, умовами експлуатації, технологічними та іншими факторами. Ефективність модифікації тим вища, чим більша витрата пористого заповнювача або менша витрата цементу. Водоцементне відношення змінює міцність бетону як на звичайному гравії, але гідрофобізація останнього зміщає оптимум В/Ц на 16…23% в меншу сторону, що відповідає при любій витраті цементу.

Наявність добавок зберігає загальні закономірності зміни міцності бетону при стиску на модифікованому заповнювачі. Незалежно від умов твердіння ("нормальні", пропарювання, електропрогрівання, електрообігрівання та ін.) міцність бетону на модифікованому великому пористому заповнювачі на 13...19% вище, ніж на звичайному.

З метою оцінки технологічної дисципліни випробувані 57 кубів з ребром 15 см на звичайному та на модифікованому керамзитовому гравії. Модифікація, внаслідок стабілізації властивостей самого заповнювача та бетонної суміші, дозволяє значно підвищити однорідність бетону за середньою щільністю та за міцністю, що створює реальні передумови для покращення техніко-економічних характеристик виробів. Коефіцієнти варіації середньої щільності та міцності керамзитобетону в 1,25...2 рази нижче, ніж бетону на звичайному заповнювачі. Ріст міцності бетону на модифікованому заповнювачі підкоряється тим же закономірностям, що на звичайному.

З механічних властивостей бетону вивчені: призматична міцність, модуль пружності та деформації, міцність на осьовий розтяг та при вигині, опір розколювання, зчеплення бетону з арматурою та повзучість. При постійній витраті твердих компонентів в рівнорухомих сумішах гідрофобізація сприяє підвищенню механічних властивостей бетону в середньому на 12%. При рівній міцності на стиск практично однакові і інші механічні властивості бетону незалежно від того виготовлений він на звичайному або на модифікованому заповнювачі. В віці 32 р. 4міс. ці висновки також справедливі, таблиця 2.

Міцність нормально твердіючого керамзитобетону на модифікованому керамзиті в віці 32 років 4 міс. практично дорівнює або вище чим на звичайному на 6-10%. Порівняно з 28 добовим віком за 32 р. 4 міс. міцність керамзитобетону підвищилася в 1, 3-1,9 разу.

Таблиця 2

Ріст міцності нормально твердіючого бетону на звичайному (чисельник) та на модифікованому (знаменник) керамзиті

Розрахунок цементу, кг/м3	Міцність при стиску, МПа, бетону у віці
	3сут	8сут	4роки	32 року 4 мес
380	13/11	21/21	28/29	36/39,8
420	16/13	26/28	28/30	34,4/36
450	14/12	27/25	30/29	41.1/43
500	15/11	34/34	37/37	42/44

Збільшення витрати цементу марки 400 від 380 до 500 кг/м³ привело до підвищення міцності керамзитобетону ще на 8-15 МПа, порівняно зі зрілим віком (28 діб), тобто збільшення витрати цементу на 1% приводить до підвищення міцності приблизно на 1%. Зразки-куби з ребром 10 см показали фактичну міцність 44 МПа, що на 11% більше марки цементу. Ріст міцності в 1,9 рази свідчить про великі потенційні можливості цементу та про необхідність проведення досліджень з реалізації цих можливостей в ранні терміни (за 28 діб). Крім цього, це свідчить і про великі потенційні можливості керамзиту. В дослідах прийнятий керамзит керченського заводу марки 700 міцністю при випробуванні в циліндрі 5,4 МПа. Згідно нормативних документів його рекомендують застосовувати для бетону марок до 400. Хоча при міцності бетону 45 МПа створюється враження, що в даних дослідах міцність керамзитобетону визначає міцність керамзиту. Можливо відповідь на це питання одержимо при випробуванні наступної партії зразків, залишену на більш тривалий термін.

Теплопровідність легкого бетону, висушеного до постійної маси, на звичайному, і на модифікованому великому пористому заповнювачі практично однакова. Величина її в істотній мірі залежить від залишкової вологості бетону, а гідрофобізація знижує її на 20...26%. Тому коефіцієнт теплопровідності керамзитоперлітобетону класу В5 на 21..38% нижче порівняно з ідентичним бетоном на звичайному гравії.

Розробка, дослідження та впровадження проведені з метою визначення можливості використання модифікованого заповнювача для виготовлення натурних конструкцій. Випробувані попередньонапружені балки 10x20x290 см з високоміцним дротом періодичного дозволило запроектувати та досліджувати не утеплені та комплексні плити 1,5x6, 2x6, 3x6м та ін. для промислового і сільського будівництва. Міцність, твердість та тріщиностійкість згинаючих попередньо напружених залізобетонних елементів на модифікованому заповнювачі збігаються з розрахунковими та відповідають вимогам нормативних документів.

Виготовлення залізобетонних виробів не вимагає переналагодження постів на діючих заводах збірного залізобетону. В надбункерне відділення замість звичайного повинен бути поданий модифікований заповнювач. Для заводів збірного залізобетону наведені особливості проектування складу бетону на модифікованих заповнювачах.

П`ятій розділ присвячений вивченню довговічності вихідних матеріалів для модифікації заповнювача (у віці до 32 років 4 міс.), модифікованого заповнювача та бетону на модифікованому заповнювачі. Визначена стійкість цих матеріалів у воді та в водних розчинах солей, лугів, кислот, а також водонепроникність, морозостійкість, стійкість при змінному зволоженні та висиханні.

Властивості бетону, фізично взаємодіючого з водою, вигідно відрізняються в випадку застосування модифікованого заповнювача, що дозволяє: зменшити величини капілярного всмоктування бетону класів В2,5...В30 на 10...86%, сорбційного зволоження на 5...10%, водопоглинання на 15...32%, залишкову вологість на 20...26%, величину усадки на 20...90%, підвищити в 2 рази стійкість бетону при змінному зволоженні та висушуванні, в 1,3 рази водонепроникність і в 1,40...2,38 рази морозостійкість.

Можливості багатократного циркулювання робочої емульсії визначали зануренням в неї по черзі 10 партій керамзиту з водовбирністю 26,1% після 48 годмнного зберігання в воді. Кількість керамзиту та емульсії добирали так, що матеріал останньої партії повністю був витрачиний . Після 3 хвилин перемішування кожної партії робочий розчин не освітляли, та як з кожної порції він був все більше та більше забруднений.

Із збільшенням кратності використання робочої емульсії водопоглиннання модифікованого керамзиту підвищується: в даному випадку на 22%. Зокрема після 10 партій воно ще в 1,83 рази нижче, ніж у контрольного, що дає можливість рекомендувати повне використання робочої емульсії при змішуванні її з заповнювачем.

Крім цього, довгочасна, до 106 суток, витримка робочої емульсії свідчить про її довге зберігання : водопоглинання керамзиту після модифікації нею нижче в 24 раза через 1 годину ( 0,3% замість 7,2%)та в 5,5 рази через 24 години (2,4% замість 13,2%) збереження в воді порівняно з водопоглинанням до модифікації.

Стійкість заповнювача в агресивних середовищах визначалася після 4 год. кип'ятіння та після зберігання в них протягом I року. Оцінювалася вона по зміні коефіцієнтів стійкості та розм'якшення, водопоглиненню, витратам при прожарюванні. У всіх випадках в гідрофобізованому керамзиті ці величини вигідно відрізняються порівняно зі звичайним і тому відзначена підвищена його водо-, соле-, луго- та кислотостійкість при циклічних нагріванні та охолодженні, зволоженні та висушуванні, заморожуванні та відтаванні.

Стійкість гідрофобного покриття визначає стійкість пористого матеріалу теплоізоляційного засипання або як заповнювача для бетону. Вона визначалася кип'ятінням або позмінним насиченням модифікованого заповнювача в воді або в лужних розчинах та висушуванні.

Після 4...6 год. кип'ятіння якість гідрофобної плівки різко знижується, а потім стабілізується. Так, якщо до кип'ятіння водопоглинання гідрофобізованого керамзиту в 21,7 рази нижче звичайного, то після 65 год. кип'ятіння - в 1,26 рази. Після практично повного насичення протягом 100 діб керамзит сушився до постійної маси та занурювався в воду на I годину. Циклічне зволоження в воді звичайного гравію не змінює водопоглинання, а гідрофобізований навіть на 700-ту добу не досягає величин звичайного. І ще більше стійка гідрофобна плівка при циклічному зволоженні керамзиту в лужному середовищі із рН=11...12. В пропарених та нормально твердіючих кубах, з ребром 10 см у віці 32 року 4 міс. гідрофобність збереглася. Більше того, поверхня бетону з модифікованим керамзитовим гравієм придбала гідрофобність. Про це свідчать в 2 рази менший діаметр розтікання краплі води та в 2 рази більший час зникнення її з поверхні бетону, порівняно з аналогічними зразками на звичайному керамзитовому гравії. Крім того, це може свідчити про можливу міграцію мономерів ГКЖ, від заповнювача вглиб цементного каменю, тому що гідрофобізувався тільки великий керамзитовий гравій.