Схема розділу
-
Навчальна дисципліна призначена для здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти спеціальності 192 "Будівництво та цивільна інженерія".
Метою вивчення навчальної дисципліни є підготовка фахівців до виконання майбутніх самостійних професійних завдань в технології виробництва з використанням сучасних інноваційних матеріалів, методів оцінювання особливих властивостей будівельних матеріалів та виробів, що виникають при їх отриманні, та можливості контролю якості будівельних матеріалів на їх основі.
Викладач: Галкін Андрій Володимирович (більш детальна інформація за цим посиланням)
Телефон (Телеграм, Viber): 0677996432e-mail: a.galkin0906@gmail.com -
Мета лекції: Ознайомитись з характерними різновидами руйнування асфальтобетонних та цементобетонних покриттів. Проаналізувати причини виникнення характерних руйнувань, можливі методи попередження руйнувань за рахунок скерованої зміни властивостей будівельного матеріалу.
Питання для самоперевірки.
1. Чому будівництво абсолютно «вічних» автомобільних доріг є технологічно та економічно недоцільним, і який єдиний процес є природним завершенням строку служби дорожнього покриття?
2. Які фізико-хімічні фактори зумовлюють високу вразливість бітумної плівки на кислих гірських породах (гранітах) під час водо- та морозодеструкції порівняно з карбонатними породами?
3. За допомогою яких експрес-маркерів (показників) оцінюють схильність асфальтобетонного в'яжучого до низькоостановного тріщиноутворення, і який тип деструкції є єдиним, що ініціюється безпосередньо хімічною взаємодією бітуму з киснем повітря?
4. Опишіть хімізм процесу карбонізації цементобетону: як ця реакція впливає на лужний буфер (pH) матеріалу та чому продукти корозії арматури викликають розтріскування захисного шару бетону?
5. У чому полягає відмінність між механізмами руйнування цементобетону за умов лужкремнеземної реакції (ASR) та внутрішньої сульфатної атаки (DEF)?
-
Мета лекції: розгляд класифікації, принципів дії та особливостей застосування водорозчинних модифікаторів для цементобетонних і розчинних сумішей, а також вивчення технологічних методів захисту, ремонту та структурного відновлення залізобетонних конструкцій.
Питання для самоперевірки.
1. Який базовий алгоритм дій (етапність) є обов'язковим при відновленні пошкоджених залізобетонних конструкцій, і чому додавання нового бетону поверх дефектного матеріалу без усунення першопричини є неефективним?
2. Поясніть фізико-хімічний побічний ефект дії більшості пластифікаторів на процеси тужавлення цементу. Чому мономолекулярні плівки добавки уповільнюють швидкість розчинення клінкеру?
3. Чому хлоридні прискорювачі тверднення, попри їхню низьку вартість та високу ефективність, категорично заборонено використовувати в залізобетонних конструкціях, і які існують безпечні альтернативи?
4. Які речовини використовуються як уповільнювачі тужавлення та за якими двома основними механізмами вони тимчасово гальмують гідратацію цементу?
5. У чому полягає «парадокс пористості» при використанні повітрявтягувальних добавок, і яким чином сформована ними замкнена мікропористість підвищує морозостійкість бетону?
-
Мета лекції: Вивчення принципів роботи, класифікації та технологічних особливостей застосування неводорозчинних добавок різного ступеня дисперсності (від нано- до макрорівня) у цементобетонних сумішах.
Питання для самоперевірки.
1. Як з наукової точки зору довести, що такі умовно нерозчинні матеріали, як звичайне скло або карбонати, насправді мають обмежену розчинність у водному середовищі?
2. Яким чином вуглецеві наночастинки в цементних системах здатні одночасно забезпечувати пластифікуючий ефект (за рахунок дзета-потенціалу) та виступати центрами гомогенної кристалізації?
3. Чому при аналізі приросту міцності матеріалу, модифікованого вуглецевими наночастинками, спостерігається суттєве зниження ефективності при переході від мікроструктури (цементне тісто) до макроструктури (цементобетон із щебенем)?
4. Опишіть механізм пуццоланової реакції для активних мікронаповнювачів (метакаоліну та мікрокремнезему): з якою речовиною і чому вступає у взаємодію їхня аморфна структура?
5. Як співвідношення модуля пружності волокна (Eв) та матриці бетону (Eб) впливає на кінцеві фізико-механічні властивості фібробетону, і що таке «критична концентрація» фібри?
-
Мета лекції: Вивчення теоретичних основ, складів, технологічних особливостей та сфер застосування сучасних модифікованих бетонів зі специфічними (нетрадиційними) властивостями для вирішення особливих інженерних і архітектурних завдань.
Питання для самоперевірки.
1. Які критерії Американського інституту бетону (ACI) висуваються до високофункціональних бетонів (HPC), та за рахунок яких технологічних прийомів досягається суворе обмеження їхнього водовмісту?
2. Поясніть «парадокс міцності щебеню»: чому використання дрібніших фракцій крупного заповнювача дозволяє отримати міцніший бетон порівняно з великими кам'яними брилами з тієї самої породи?
3. Які особливості компонентного складу та умов термічного витримування дозволяють реакційно-порошковим бетонам (RPC) досягати екстремальних показників міцності на стиск до 200–800 МПа?
4. Опишіть біологічний механізм самозаліковування тріщин у бетоні за допомогою генетично модифікованих бактерій Bacillus filla: за яких умов вони активуються та що є продуктом їхньої життєдіяльності?
5. Який фізико-хімічний механізм забезпечує ефект самоочищення поверхні фотокаталітичного бетону, що містить нанорозмірний діоксид титану (TiO2)?
-
Мета лекції: Вивчення теоретичних основ, класифікації модифікаторів, механізмів їхньої взаємодії з бітумом, а також технологічних особливостей, переваг і недоліків застосування модифікованих в'яжучих у дорожньому будівництві.
Питання для самоперевірки.
1. Назвіть три основні групи полімерних модифікаторів бітуму за механізмом їхньої дії та поясніть, які з них здатні вступати в хімічну реакцію з асфальтенами?
2. Яким чином катіонактивні та аніонактивні поверхнево-активні речовини (ПАР) диференційовано підвищують адгезію бітуму до мінеральних заповнювачів різного хімічного складу?
3. Опишіть термореологічний ефект синтетичних штучних восків Фішера-Тропша: як вони поводяться за температур експлуатації та за температур приготування суміші?
4. Що таке «ефект інверсії фаз» у бітумах, модифікованих полімерами типу СБС, та які три стани системи виділяють залежно від концентрації полімеру?
5. Чому модифікований бітум є колоїдно нестабільною системою, схильною до розшарування за високих температур, і як «ефект сумісності» з нафтовою сировиною впливає на проектування рецептур?
-
Мета лекції: Вивчення молекулярно-кінетичних механізмів поверхневих явищ, що протікають на межі розділу фаз «в'яжуче — мінеральний матеріал», дослідження класифікації та принципу дії поверхнево-активних речовин (ПАР) як адгезійних добавок, а також аналіз термореологічних особливостей застосування синтетичних штучних восків.
Питання для самоперевірки.
1. У чому полягає принципова різниця у сферах застосування ПАР як емальгаторів бітумних емульсій та як безпосередньо адгезійних добавок (антистріпінг-агентів)?
2. Як баланс сил на межі розділу фаз «тверде тіло — рідина — газ» визначає крайовий кут змочування (Ѳ), і чому для бездефектного обволікання граніту потрібна вища температура, ніж для мармуру?
3. Чому робоча концентрація адгезійних ПАР у бітумі обмежена мізерним діапазоном (0,5–1 %), і що відбувається з системою при значному перевищенні цієї ефективної концентрації?
4. Опишіть сутність та критику стандартизованого в Україні методу оцінки адгезії бітуму за допомогою мікроскопічної скляної пластини та гарячої води?
5. За рахунок якого фізико-хімічного явища комплексне поєднання полімерного модифікатора та ПАР забезпечує синергетичний ефект, що збільшує втомну стійкість покриття під дією води у десятки разів?
-
Мета лекції: Сформувати у здобувачів вищої освіти систему знань про класифікацію, компонентний склад та технологічні особливості приготування асфальтобетонних сумішей; ознайомити з фізико-хімічними принципами формування структури різних типів асфальтобетонів (зокрема щільних, литих, щебенево-мастикових та дренуючих); а також вивчити специфіку їхнього експлуатаційного призначення та критерії оцінки якості дорожньо-будівельних матеріалів відповідно до чинних нормативних вимог.
Питання для самоперевірки.
1. У чому полягає принципова термінологічна різниця між поняттями «асфальтобетонна суміш» та «асфальтобетон», і які чому відповідають чотири основні температурні режими їх приготування?
2. Які конструктивні та експлуатаційні обмеження мають піщані асфальтобетони, та чим відрізняються між собою суміші типу Г та типу Д за характером зерен заповнювача?
3. Опишіть особливості технології та специфічні методи випробування литого асфальтобетону. Чому він є ефективним для аварійного зимового ремонту?
4. Поясніть фізико-механічний принцип роботи каркасної (контактної) структури щебенево-мастикового асфальтобетону (ЩМА) порівняно з базальною структурою гарячого щільного асфальтобетону типу В?
5. Яке суворе правило діє при оцінці якості асфальтобетонів за марками згідно з ДСТУ, і чим зумовлений такий безкомпромісний підхід до невідповідності бодай одному параметру?
-
Мета лекції: Ознайомити студентів із теоретичними та практичними основами застосування енергозберігаючих і ресурсозберігаючих технологій у дорожньому будівництві; сформувати розуміння концепції «вуглецевого сліду» та методів мінімізації негативного екологічного впливу будівельних процесів на навколишнє середовище; вивчити технологічні особливості, температурні режими та специфіку виробництва асфальтобетонних сумішей із пониженою температурою приготування (теплих, напівтеплих та холодних); розкрити фізико-хімічні механізми регулювання в'язкості та покращення змочуваності кам'яних матеріалів за допомогою поверхнево-активних речовин (ПАР), синтетичних восків і спіненого бітуму; а також розглянути компонентний склад, колоїдну структуру, механізми стабільності та руйнування бітумних емульсій як перспективного напряму в екологічно безпечному будівництві автомобільних доріг.
Питання для самоперевірки.
1. Опишіть структуру «вуглецевого сліду» в дорожньому будівництві. Чому виготовлення цементного клінкеру та виробництво асфальтобетону займають лідируючі позиції за рівнем викидів CO2?
2. Яка головна перевага холодних асфальтобетонних сумішей, і за допомогою якого лабораторного випробування оцінюють їхню стійкість до передчасного монолічення (злежуваності)?
3. Які три основні інженерні рішення дозволяють знизити в'язкість в'яжучого та забезпечити бездефектне вкладання теплих і напівтеплих асфальтобетонних сумішей?
4. Яка колоїдна структура притаманна бітумній емульсії, у чому різниця між прямою та зворотною емульсіями, і які основні механізми відповідають за її технологічний розпад (фазову сепарацію)?
5. У чому полягає «парадокс модифікованих бітумів» щодо енергоємності виробництва, і як введення ПАР допомагає нівелювати цей негативний ефект?