Дисертація присвячена розробці електропровідної силікатної композиції і удосконаленню екранного захисту від електрокорозії залізобетонних і бетоннихконструкцій на електрифікованих постійним струмом залізницях. Уточнено механізм протікання струму та електрокорозії конструкцій. Запропонованакомпозиція із силікату та кремнійфториду натрію, електропровідність якої забезпечується графітом, а водостійкість доменним гранульованим шлаком. Її основним продуктом є гель кремнійкислоти, а водостійкість підвищується за рахунок утворення лужних та лужноземельних гідроалюмосилікатів, гідроалюмінатів та фториду кальцію, які утворюють водостійкі електрогетерогенні контакти. Визначені катодна та анодна реакції на границі розподілу між графітом і силікатним каменем, які визначають довговічність композиції. Встановлено, що електрофізичні властивості композицій перебувають в антагонізмі з гідрофізичними та фізико-механічними, отже, розробка складів вимагає застосування методів компромісної оптимізації. Визначені залежності зазначених властивостей від вмісту силікату натрію, графіту, шлаку. Визначено ефективність заземлених екранів із композиції. Розроблено та запатентовано склади композицій. Удосконалено конструктивно-технологічне рішення захисту опори високої пасажирської платформи заземленим екраном, яке впроваджено під час капітального ремонту платформи.^UThe dissertation is devoted to the development of electrically conductive silicatecomposition and improvement of screen protection against electrocorrosion of reinforced concrete and concrete structures, in particular, high passenger platforms, overpasses, bridges operated on sections of railways electrified by direct current. As a result of a theoretical research author developed the view about electrocorrosion of reinforced concrete and concrete structures. Author cpecified a scheme and a mechanism of leakage current transmission through high passenger platforms structures, author defined 4 types of structures zones, in which electrocorrosion process reactions happen. Silicate composition, that was proposed, is сonsisted of sodium silicate andsodium silicon fluoride, its conductivity is provided by graphite filler, and its water resistance is provided by adding a main blast furnace granular slag. Author defined, that the main product of a hydration is a silicic acid gel, and a water resistance of this acid can raise at the expense of alkaline and alkaline earth hydroaluminosilicates, calcium hydroaluminates and calcium fluoride origination, that create water resistant electroheterogeneous contacts, when it reacts with silica gel particles. Cathode and anode electrochemical reactions, which were defined, occur on a distribution boundary between a graphite and a silicate component of the composition. Author showed, that the synthetic stone durability by an electrical conductivity will be conditioned by a quantity of an electric current, that can pass through graphite particles. As a result of an experimental research, author determined, that electrophysical characteristics of silicate compositions, which contains graphite, are in an antagonism with hydrophysical and physical and mechanical qualities. So, development of these compositions needs usage of compromise optimization methods.Author defined, that electrophysical, hydrophysical and physical and mechanical qualities of compositions depend on content of sodium silicate, graphite and slag. Author experimentally researched efficiency indicators of grounded screens, which are made of electrically conductive silicate composition. Author defined, that these screens can drain leakage currents and reduce power of current, that goes through a concrete and an armature by 70 %. Author developed conductive compositions, that were patented. Creator improved constructive and technological solution to protect supports of a high passenger platform with a grounded screen. The research results were implemented in experimental order during capital repair of the high passenger platform at the railway station of Komarivka belonging to the regional branch “The South Railway” of the JSC “Ukrainian railways”.

Дисертація присвячена розробці теоретичних та експериментальних основ підвищення водостійкості гіпсу поліфракційними мінеральними добавками. Ви-значено електроповерхневі властивості гіпсу та мінеральних добавок, встановлено закономірності утворення електрогетерогенних контактів між ними. Вико-нано оптико-мікроскопічні та електронно-мікроскопічні дослідження, розроблено моделі структури штучного гіпсового каменю з мінеральними добавками, яка забезпечить його максимальну водостійкість. Виконано термодинамічний аналіз можливості хімічної взаємодії гіпсу з мінеральними добавками. Експериментально досліджено залежності фізико-механічних властивостей, показника водостійкості, вологісних деформацій штучного гіпсового каменю від вмісту мінеральної добавки однієї фракції (шлаку) та двох різних фракцій (шлаку і нанодисперсного глинозему або мікрокремнезему). Розроблено склад гіпсового в'яжучого підвищеної водостійкості та матеріалів на його основі, а також технологію їх виготовлення, виконано дослідно-промислове впровадження і впровадження у навчальний процес.^UThe dissertation is devoted to the development of theoretical and experimental foundations for increasing the water resistance of gypsum by polyfractional mineral additives. The electro-surface properties of gypsum and mineral additives have been determined. It was found that different faces of gypsum dehydrate crystals have surface charges of different signs: longitudinal - positive, end - negative, particles of slag and micro silica have a negative surface charge, and Nano dispersed alumina – positive. Taking this into account, the regularities of the formation of electro heterogeneous contacts between gypsum-dehydrate crystals between themselves and with particles of mineral additives were established. Optical-microscopic and electron-microscopic studies have been carried out, models of the structure of artificial gypsum stone with mineral additives have been developed, which will ensure its maximum water resistance. It is shown that the maximum water resistance will be provided by the structure of the composite material with a matrix of densely packed crystals of gypsum dehydrate with the maximum number of electro heterogeneous contacts between crystals and particles of mineral additives. Such contacts maximally protect crystals of gyp-sum dehydrate from dissolution and wedging action of water. A thermodynamic analysis of the possibility of chemical interaction of gypsum with mineral additives has been carried out; it is shown that gypsum and mineral additives generally do not chemically interact, except for the case of the presence of free lime in the slag, when calcium hydro-sulfa-aluminate of mono-sulfate form can be formed. The dependences of physical and mechanical properties, water resistance index, moisture deformations of artificial gypsum stone on the content of a mineral additive of one fraction (slag) and two different fractions (slag and Nano dispersed alumina or micro silica) have been experimentally investigated. The obtained dependences confirmed the idea of the influence of the composition and structure of artificial gypsum stone as a composite material with electro heterogeneous contacts between crystals and particles in it on water resistance. Compositions of a gypsum binder with poly-fractional mineral additives, providing a water-resistance index of up to 1, and materials based on them, as well as a technology for their manufacture, have been developed. Experimental industrial implementation and implementation in the educational process have been completed.

Досліджено вплив добавок суперпластифікаторів-полікарбоксилатів та їх комплексних добавок з прискорювачами – електролітами та дисперсією гідросилікатів кальцію на ранню міцність бетону залізобетонних шпал. Встановлено, що застосування суперпластифікаторів-полікарбоксилатів дає змогу підвищити ранню міцність бетону після тепловологісної обробки, проте кожну добавку необхідно перевіряти на сумісність із застосованим цементом. Їх комплексні з прискорювачами добавки в умовах природного твердіння забезпечують підвищення ранньої міцності бетону, проте деякі з них, що прискорюють природне твердіння, можуть знизити міцність після ТВО і мають перед застосуванням перевірятись. Проведено електронно-мікроскопічні дослідження структури цементного каменю з добавками, встановлено, що добавка лише полікарбоксилату майже не змінює структуру продуктів гідратації. Комплексні добавки призводять до утворення додаткової кількості кристалогідратів AFm- та/або AFt-фаз. Розроблено схему розвитку процесу тужавлення і початкової стадії твердіння цементу без добавок або з добавками, за допомогою яких встановлений експериментальними дослідженнями найбільший прискорюючий ефект комплексної добавки полікарбоксилату та дисперсії гідросилікатів кальцію пояснено тим, що частинки дисперсії збільшують площу поверхонь, на яких відбувається кристалізація (конденсація) продуктів гідратації цементу, та забезпечують більш швидке заповнення ними прошарків між частинками цементу (мінеральних добавок, заповнювачів) з утворенням ланцюжків з електрогетерогенними контактами. В результаті потенціодинамічних та мікроскопічних досліджень встановлено, що добавки у досліджених дозуваннях не спричиняють корозійного впливу на сталеву арматуру. Досягнуто величини передаточної міцності 32 МПа для шпал через 24 год твердіння за малопрогрівним режимом 45 і через 2 доби природного твердіння. Запропоновано формулу економічної ефективності використання добавок для зниження енергоємності виробництва залізобетонних шпал.^UThe influence of superplasticizers-polycarboxylates and their complex additives with accelerants - electrolytes and dispersion of calcium hydroxylates on the early strength of concrete for concrete of concrete sleepers has been studied. It was found that the use of superplasticizerspolycarboxylates can improve the early strength of the concrete after heat treatment, but each additive must be checked for consistency with the cement used. Approx Complex additives with accelerators in conditions of natural hardening ensure an increase in the early strength of concrete, but some of them, which accelerate natural hardening, can reduce the strength after WWTP and must be checked before use. Electron-microscopic examinations of the structure of cement stone with additives were carried out and it was found that the additive of only policarboxylate does not change the structure of hydration products. Complex additives lead to formation of additional number of crystalline hydrates of AFm- and/or AFt-phases. The scheme of development of the cement hardening process and the initial stage of cement hardening without or with additives has been developed. By means of which the highest accelerating effect of the complex addition of polycarboxylate and calcium hydroxylate dispersions was established by experimental investigations, Dispersion particles increase surface area where crystallization (condensation) of cement hydration products takes place and ensures faster filling of spaces between cement particles (mineral additives) with them, fillers) with establishment of lances with electro-heterogeneous contacts. As a result of potentiodynamic and microscopic investigations it was established that the tested additives in the dosages do not cause corrosion effect on the steel reinforcement bars. Transmission strength values of 32 MPa for sleepers after 24 years of hardening under low-heat regime and after 2 days of natural hardening have been achieved. The formula for economic efficiency of using additives to reduce the energy intensity of production of concrete sleepers has been proposed.