№80-14
Передумови впровадження впливу мікрохвильового випромінювання на властивості розчинів і бетонів на основі цементу
Г.П. Іванова1, С.О. Олішевська1, К.В. Кравченко1, В.В. Кулівар1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 80:142–149
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/80.142
АНОТАЦІЯ
Мета. Досліджено вплив умов та параметрів мікрохвильового випромінювання на зміну фізико-механічних властивостей цементних матеріалів, зокрема на стабільність їх характеристик міцності.
Методика. Були використані такі методи: аналіз сучасних наукових концепцій використання мікрохвильового випромінювання у промислових цілях з урахуванням безпеки його застосування, дослідження впливу микрохвильового нагріву на кінетику властивостей виробів; визначення межі міцності розчинів і бетонів на стиск; порівняльний аналіз. Зразки - цементно-піщані кубики розміром 5×5×5 см, виготовлені згідно нормативів, витримані до набуття ними марочної міцності. При застосуванні НВЧ-випромінювання на зразки було враховано, що його вплив на ранніх термінах може призвести до порушення процесів гідратації.
Результати. Наведено результати дослідження впливу мікрохвильового випромінювання на зміну фізико-механічних властивостей будівельних розчинів та бетонів на основі цементу. Встановлено параметри мікрохвильового випромінювання, що дають змогу впливати на фізико-механічні властивості цементно-піщаних зразків. Застосування мікрохвильового випромінювання при видаленні води з внутрішніх шарів розчинної суміші призводить до підвищення міцності цементних розчинів і бетонів, енерговитрати при застосуванні НВЧ технологій нижче порівняно з тепловою обробкою.
Наукова новизна. Встановлено залежності між потужністю та тривалістю НВЧ-випромінювання та міцнісними характеристиками зразків, визначені кількісні параметри випромінювання, які впливають на процес їх руйнування.
Практична значимість. Проведені дослідження дозволять розширити наукову базу для обґрунтування застосування мікрохвильового випромінювання для спрямованого впливу на властивості цементних розчинів та бетонів. Вплив НВЧ-випромінювання може прискорити процес твердіння цементних сумішей. Це може бути корисно в умовах, де потрібне швидке твердіння матеріалу, наприклад, при екстрених будівельних роботах. Однак, прискорення реакції може призвести до зниження якості кінцевого продукту, якщо не контролювати всі параметри.
Ключові слова: безпека використання мікрохвильового випромінювання, параметри мікрохвильового випромінювання, цементно-піщані кубики, фізико-механічні властивості, міцність.
Перелік посилань
1. Serdiuk, V. R., & Sidlak, O. S. (2016). Aktualnist vykorystannia nvch vyprominiuvannia v tekhnolohii budivelnykh materialiv. Suchasni tekhnolohii, materialy i konstruktsii v budivnytstvi, (2), 10–15.
2. Ivanova, H.P., Kovalenko, V.V., & Barsukova, S.O. (2018). Doslidzhennia vplyvu nvch-vyprominiuvannia na budivelni rozchyny i betony. Forum hirnykiv, , 137–142.
3. Satish, H., Ouellet, J., Raghavan,V., & Radziszewski, P. (2006). Investigating microwave assisted rock breakage for possible space mining applications, Mining Technology, 115, 34–40. https://doi.org/10.1179/174328606x101902
4. Jones, D. A., Kingman, S. W., Whittles, D. N., & Lowndes, I. S. (2005). Understanding microwave assisted breakage. Minerals Engineering, 18(7), 659–669. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2004.10.011
5. Nekoovaght, P., Gharib, N., & Hassani, F. (2015). Microwave Assisted Rock Breakage for Space Mining. Earth and Space 2014, 414–423. https://doi.org/10.1061/9780784479179.044
6. Nekoovaght, P., Gharib, N., & Hassani, F. (2016). The influence of microwave irradiation on rocks for microwave-assisted underground excavation. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8, 1–15. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.10.004
7. Toifl, M., Hartlieb, P., Meisels, R., Antretter, T., & Kuchar, F. (2017). Numerical study of the influence of irradiation parameters on the microwave-induced stresses in granite. Minerals Engineering, 103–104, 78–92. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.09.011
8. Rymar, T. E. (2021). Rozrobka naukovykh osnov NVCh-tekhnolohii kompozytsiinykh materialiv dlia teploizoliatsii na osnovi ridynnoho skla (dys. ...d-ra tekhn. nauk) Skhidnoukr. nats. un-t im. Volodymyra Dalia; Ukr. derzh. un-t zalizn. transp. Kharkiv, Ukraina. http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/8526
9. Serdiuk, V. R., & Sydlak, A. S. (2015). Teoretycheskye predposylky vnedrenyia SVCh-yzluchenyi pry aktyvatsyy zoly-unos dlia betonnykh smesei. Budivelni materialy, vyroby ta sanitarna tekhnika: nauk.-tekh. zb., 56, 104–110.
10. Ivanova, H.P., Hapieiev, S.M., Shapoval, V.H., Zhabchyk, K.S., &Zhylinska, S.R. (2021). Stability problems of large sized multi elements rod structures. Energy- and resource-saving technologies of developing the raw-material base of mining regions: multi-authored monograph. UNIVERSITAS Publishing. https://ep3.nuwm.edu.ua/20375/
11. Ivanova, H.P., &Zhabchyk, K.S. (2021). Perspektyvy vykorystannia metalizovanykh okatkiv v yakosti zapovniuvacha dlia vazhkykh betoniv. Zbirnyk naukovykh prats NHU, 67, 96–103. https://doi.org/10.33271/crpnmu/67.096
12. SanPiN2.2.4/2.1.8.055 96 «Elektromahnitni vyprominiuvannia radiochastotnoho diapazonu (EMV RCh)».
13. DSTU B V.2.7-114-2002. Sumishi betonni. Metody vyprobuvan. (2002). Derzhbud Ukrainy.
14. DSTU B V.2.7-187:2009. Budivelni materialy. Tsementy. Metody vyznachennia mitsnosti na zghyn i stysk. (2009). Minrehionbud Ukrainy.
