Ґрунтовмісні матеріали, модифіковані відходами виробництв, з підвищеним електричним опором для залізничних споруд

Abstract

UA: Дисертація присвячена розробленню ґрунтовмісного будівельного матеріалу, який має підвищений електричний опір за достатніх фізико-механічних характеристик, на основі ґрунтів, металургійного шлаку та активного мулу для улаштування основ залізничних споруд з метою запобігання розповсюдженню струмів витоку та блукаючих струмів, які зумовлюють електрокорозійне руйнування конструкцій. Поглиблено теоретичні уявлення про формування структури композиційного матеріалу на основі ґрунтів, металургійних шлаків та активного мулу станцій біологічного очищення, який має властивості іоногенної поверхнево-активної речовини та утворює електрогетерогенні контакти з продуктами гідратації шлаків і ґрунтовими частинками. Обґрунтовано можливість активного мулу станцій біологічного очищення бути активатором твердіння як кислого, так і основного шлаків за рахунок амфотерності функціональних груп органічної складової активного мулу. Поглиблено теоретичні уявлення про закономірності зміни електричних властивостей багатокомпонентних систем, до яких належать ґрунтовмісні матеріали, за рахунок взаємодії функціональних груп органічної складової активного мулу з іонами порового розчину, що зменшує їх рухливість та приводить до зменшення іонної провідності матеріалу в цілому. Розроблено композиційний матеріал на основі ґрунтів, металургійних шлаків та активного мулу станцій біологічного очищення з підвищеним електричним опором. Результати досліджень впроваджено для захисту від електрокорозії будівель і споруд, які зазнають впливу струмів витоку та блукаючих струмів, а також у навчальному процесі.

EN: The thesis deals with development of a soil-containing building material with a higher electric resistance and adequate physical and mechanical properties on the basis of soil, industrial slag and activated sludge for foundations of railway facilities in order to prevent leakage and stray currents causing electro corrosion damages in their structures. The theoretical concepts of the structural formation of a composite material based on soils, industrial slags and activated sludge from biological treatment stations were extended. It has properties of an ionoheneous surface-active material and forms electro heterogeneous contacts with hydrated products of slags and soil particles. The possibility to use activated sludge from biological treatment stations as a solidifying activator for acid and basic slags due to amphoteric character of functional groups of the organic component of activated sludge was grounded. The theoretical models of change in electric properties of multicomponent systems, and soil-containing materials are among them, were carefully studied. These changes are the result of interactions of functional groups of the organic component of activated sludge with ions of a pore solution; it decreases their mobility and worsens ionic conductivity of the material as a whole. A composite material with a higher electric resistance based on soil, metal slags and activated sludge from biological treatment stations was developed. Results of the research were introduced to protect buildings and structures from electrocorrosion caused by leakage and stray currents; they were also adopted in the academic curricula.