Решена проблема использования мелких песков в бетонах путем вакуумирования бетонных смесей после укладки их в опалубку. Это предоставляет возможность за счет удаления излишней воды затворения и дополнительного уплотнения значительно повысить предел прочности бетона при сжатии, улучшить другие свойства и, соответственно, снизить расход цемента при получении равнопрочных бетонов.

Рассмотрен механизм уплотнения бетонных смесей вибровакуумированием с использованием термодинамического метода. При изучении механизма удаления жидкой фазы из бетонной смеси за основу принята теория механического равновесия воды затворения с воздушной средой и пузырьками воздуха, находящимися в бетонной смеси. Даны соответствующие зависимости. Показано влияние состояния воды затворения на прочностные характеристики бетонов. Обоснована возможность улучшения качества вакуумированного бетона за счет уменьшения толщины поверхностного слоя воды на частицах твердой фазы.

Приведен метод определения состава бетонной смеси, подвергаемой вибровакуумированию с учетом удельной поверхности мелкого и крупного заполнителей. Показаны особенности состава бетона до и после вибровакуумирования. Доказано, що применение рационального состава бетонной смеси и оптимального управления формованием дает возможность существенно повысить свойства бетона.

Предложена технология и оборудование для вакуумной обработки бетонных смесей при возведении зданий и сооружений из монолитного бетона, позволяющие сократить сроки возведения конструкций, уменьшить материалоемкость опалубки, повысить качество бетона, снизить расход цемента. Рассмотрена возможность использования для приготовления бетонных смесей заполнителей высокой водопотребности, в частности, золу-уноса ТЭС без перерасхода цемента и снижения качества бетона, что обеспечивает повышение прочности бетона в 1,8 раза в сравнении с виброуплотненным бетоном.

Розглянуто технологію формування стінових дрібно-штучних бетонних виробів з використанням адаптивного привантаження. Запропоновано фізико-математичну модель ущільнювальної бетонної суміші (БС). Визначено основні динамічні параметри, встановлено залежність від умов формування суміші, висоти виробу, ступеня ущільнення матеріалу. Досліджено зв'язок між динамічним тиском і жорстокістю матеріалу суміші, вплив яких визначає напружений стан БС. Наведено математичну модель гнучкого еластичного адаптивного привантаження системи.

Рассмотрена технология формирования стеновых мелкоштучных бетонных изделий с использованием адаптивного уплотнения. Предложена физико-математическая модель уплотненной бетонной смеси (БС). Определены основные динамические параметры, установлена зависимость от условий формирования смеси, высоты изделия, степени уплотнения материала. Исследована связь между динамическим давлением и жесткостью материала смеси, влияние которых определяет напряженное состояние БС. Приведена математическая модель гибкой эластичной адаптивной перегрузки системы.

Впервые показана роль инерционного потока энергии при уплотнении бетонных смесей. Отмечено, что за счет использования этого потока значительно повышается плотность, а вклад его в прочность бетонов составляет более 10 - 15 %. Сравнительная оценка различных способов и режимов уплотнения показала, что лучшие результаты получены при использовании режима с многократными вибрационными воздействиями.

Рассмотрен вопрос математического моделирования вибрационных машин с учетом влияния бетонной смеси на процесс пространственных колебаний вибрационной формы.

На основі використання принципу максимуму Понтрягіна Л.С. розроблено теоретичні основи ущільнення бетонних сумішей методом вібрування, обгрунтовано оптимальне керування процесом формування. Встановлено вплив інерційного потоку інтенсивності (потоку енергії) на ефективність ущільнення бетонних сумішей під час оптимального керування формуванням. Одержано та проаналізовано комплекс рівнянь регресії, що характеризують вплив режиму віброущільнення на фізико-механічні властивості бетону. Визначено закономірність формування структури бетону, досліджено її особливості. На основі результатів експериментальних досліджень підтверджено можливіть поліпшення структури бетону.

Теоретично обгрунтовано й експериментально доведено можливість одержання бетонних виробів з покращаними фізико-механічними характеристиками шляхом взаємоузгодженого впливу вібрації, тиску та температури на бетон у період початкого структуроутворення. Оптимізовано процес підвищення міцності бетоном за умов вібраційного термосилового впливу залежно від величини параметрів температури нагріву, тиску, частоти повторної вібрації. Одержано квадратичні рівняння регресії та поверхні відгуку зростання міцності бетоном для моменту розпалублення і через 28 діб твердіння за нормальних умов. Виведено аналітичну залежність зміни тиску у бетонній суміші під час повторного вібрування, яка дозволяє розраховувати величину початкового навантаження з метою виключення деструкцій від температурного розширення бетону. Удосконалено модель росту міцності бетону відповідно до умов вібраційного термосилового впливу, що враховує приріст міцності від віброущільнення, тиску, температури та подальшого твердіння, а також від визначеної кількості та інтенсивності повторних вібрувань.

Досліджено динаміку низькочастотної віброплощадки на еластичних оболонках з урахуванням впливу середовища і створено машини, що впливають на ущільнювану суміш. Розкрито закономірності руху робочого органу віброплощадки з урахуванням опору середовища та впливу на ущільнювану суміш з пневматичним виконуючим механізмом пульсаторного типу. Визначено основні принципи створення подібних машин, і на їх базі запропоновано методику інженерного розрахунку основних параметрів.

Досліджено процеси роликового формування пустотних панелей та створено методику інженерного розрахунку параметрів і режимів роботи безвібраційного бетоноформувального агрегату для виробництва даних панелей. Розкрито закономірності зміни контактних тисків між роликовим робочим органом бетоноформувальних агрегатів і бетонною сумішшю. Визначено опір переміщенню робочих органів агрегатів. Вирішено проблему узгодженості процесів за умов формування пустотних панелей. Сформульовано основні принципи створення подібних машин і на їх базі запропоновно методику розрахунку основних параметрів і режимів роботи.

На підставі вивчення технології формування декоративних стінових бетонних виробів, аналізу технологічних параметрів, фізичних і математичних моделей та результатів проведення теоретичних й експериментальних досліджень встановлено, що привантаження є ефективним допоміжним елементом у системі вібромашина - бетонна суміш й обгрунтовано доцільність його використання на завершальній стадії процесу ущільнення з урахуванням питомого тиску, уточненого дослідним шляхом. Розроблено фізико-механічну модель ущільнюваної бетонної суміші та розраховано її основні параметри (динамічний модуль пружності та жорсткість). Встановлено залежність даного модуля від умов формування суміші, висоти виробу та ступеня ущільнення матеріалу. Доведено зв'язок між динамічним тиском і жорскістю матеріалу, вплив яких визначає напружений стан бетонної суміші. Розроблено й апробовано математичну модель гнучкого еластичного адаптивного привантаження системи й розраховано основні параметри робочого процесу.

Проанализирован отечественный и зарубежный опыт производства монолитных и сборных железобетонных конструкций с использованием вакуумирования. Раскрыта физическая сущность процесса уплотнения бетонной смеси с одновременным отсосом части избыточной воды. Теорететически обоснована и экспериментально доказана эффективность применения вибровакуумного формирования при производстве бетонных и железобетонных конструкций.

Проаналізовано існуючі установки з використання привантаження та методики їх розрахунку. Обгрунтовано схему системи та складено її математичну модель. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження з визначенням діючих напружень і зв'язку їх з величиною привантаження. Розроблено методи режимної стабілізації системи. Запропоновано методику розрахунку динамічних систем подібного типу та нові конструкції установок з привантаженням ефективної дії.

Приведены результаты теоретических исследований с использованием аппарата математической физики по режиму уплотнения бетонных смесей (БС) вакуумированием. Получено уравнение для определения поля разрежения (давления) в уплотняемой БС в изменяющейся величине разрежения (давления) в вакуумполости вакуумщита для разработки оптимального управления формированием бетонных и железобетонных изделий (по быстродействию).

Розглянуто проблему створення та дослідження ударно-вібраційної установки для формування будівельних виробів з легких бетонів з високою технологічною ефективністю за рахунок передачі бетонній суміші імпульсів ударно-вібраційних коливань. Виконано теоретичні дослідження робочого процесу ударно-вібраційної установки з урахуванням внеску в оброблюване середовище вищих гармонік. Експериментально досліджено міцність виробів з легких бетонів за зміни конструктивних параметрів ударно-вібраційної установки. Запропоновано методику інженерного розрахунку основних параметрів ударно-вібраційних установок. Проведено оцінювання економічної ефективності й експлуатаційних якостей запропонованого обладнання. Розроблено промисловий зразок ударно-вібраційної установки.

Наведено конструктивну схему та розрахунок параметрів двочастотного резонансного вібраційного стола з електромагнітним приводом для ущільнення бетоносумішей. Змодельовано амплітудно-частотні характеристики та часові залежності коливальних мас та одержано задані двочастотні коливання робочого органу.

Рассмотрены вопросы влияния сдвиговых и нормальных колебаний, на стадии уплотнения бетонной смеси, при наложении относительно слабых вибраций. При вибрировании, сопротивление сдвигу исчезает. Данная модель вибрируемой бетонной смеси приобретает новое качество.

Сучасне будівельне обладнання витрачає велику кількість енергії. Для вибору методу формування одним з можливих критеріїв може виступати відношення необхідної і витраченої енергії. Необхідна енергія складається з енергії на просторову зміну скелета і енергії руйнування зв'язків між зернами цементного гелю. Суміш розглянуто як дисперсне середовище, яке представлено шарами різного розміру. Нормальні і дотичні складові взаємодії часток пов'язані законом Кулона - Амонтона. Для ущільненої суміші найбільш схожою за розташуванням часток є гексагональна упаковка. Представлено формулу зміни пористості суміші від взаємної орієнтації часток. Створена математична модель процесу ущільнення будівельної суміші, що дозволяє визначити питому енергію процесів, які безпосередньо відбуваються в об'ємі полідисперсного середовища, що оброблюється.

Наведено результати досліджень впливу поверхневого оброблення бетону наповненими силіційорганічними компонентами на адгезійну міцність і суцільність захисного шару.