Светооптическая методология исследования структуры и свойств строительных материалов .

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. Развитые страны на сегодняшний день уделяют большое внимание внедрению последних, новых достижений науки и техники, технологий и научных методов, в области строительства. В этом отношении, в частности использование в области строительства новых видов экологических материалов, эффективное использование энергосберегающих технологий, использование новых строительных материалов и усовершенствование их диагностики, и посредством этого физическое состояние зданий и сооружений, а также вопросы обеспечения их безопасности занимают ведущее место. В этой области, в развитых странах мира достигнуты определённые успехи, по выработке конструктивных решений для мониторинга и санации, диагностики состояния зданий, обеспечения их прочности и устойчивости, строительства зданий и сооружений уделяется особое внимание. В мире одной из важных задач остаются научные исследования, направленные на производство новых видов экологических материалов учитывая усовершенствование новых свойств строительных материалов, их устойчивость во времени, влияние на них разных климатических условий на основе диагностических результатов. В этом направлении, важное значение имеет разработка новых методов диагностики для проведения с большой точностью физических и химических диагностических исследований физических свойств строительных материалов, а также зданий и сооружений, в том числе архитектурных памятников. После приобретения независимости нашей Республикой в области создания новых строительных материалов и их диагностики осуществлены широкомасштабные мероприятия. В этом отношении, достигнуты большие результаты, в частности, в создании композиционных строительных материалов с оптимальным составом, использовании их на практике, в том числе в диагностике и санации архитектурных памятников. Следует отметить, что одним из необходимых факторов является создание новых строительных материалов и ещё большее усовершенствование научных методов проведения их физико-химической диагностики или разработка её новых методов. В стратегии Действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 годы, в частности определены задачи по «... внедрению в производство энергосберегающих технологий,... созданию в Узбекистане современных технологий ...» . Осуществление данной задачи, в частности разработка новых свето-оптических диагностических методов в строительстве и с их помощью определение физико-химических состояний зданий и сооружений, проведение их мониторинга считается одной из важнейших задач. Данное диссертационное исследование в определённой степени служит для осуществления задач, намеченных Указом Президента Республики Узбекистан «О стратегии Действий по дальнейшему развитию Республики Узбекиста» от 7 февраля 2017 года №ПФ-4947, Постановление Президента РУз «О программе строительтва дешёвого жилья по обновлённым типовым проектам в сельской местности на 2017-2021 годы» от 21 октября 2016 года №ПК-2639, Постановление Кабинета Министров Республики Узбекистан «О проведении полной инвентаризации объектов недвижимго имущества, принадлежащих юридическим и физическим лицам в 2016-2017 годах» от 3 августа 2016 года №»251, а также во всех нормативно-юридических документах, касающихся этого вида деятельности. Целю исследования является создание светооптической методологии и внедрение многосегментного светооптического сенсора для диагностики, и мониторинга структуры и свойств строительных материалов. Научная новизна исследования заключается в следующем: разработан новый метод диагностики по исследованию структур и распределение радиуса пор строительного материала, измерения которого лежит на основе световой трансмиссии через пор материала; разработан новый светооптический метод по определению светооптических характеристик строительного материала и были определены новые светооптические параметры такие как, коэффициент световой абсорбции, специфический светооптический объём, специфическая светооптическая длина, фронтальная и насыщенная скорость движения воды в капиллярах; создан светооптический метод для селекции видов связи воды в строительных материалах, таких как гипс-эстрих и цементный раствор. Метод основан на основе световой трансмисси через поры материала, что позволяет впервые селектировать виды связи воды; определено время перехода мобильной капиллярной воды к химически связанной воде в строительных материалах, таких как гипс-эстрих и цементный раствор. В итоге с помощью светооптического сенсора был определён с высокой точностью, до минуты, ход химического процесса во время гидратации; изобретён и создан многосегментный светооптический сенсор для измерения влаги в строительных материалах. На основе светооптического принципа работы, исследование влаги измеряется вне зависимости от температуры и солей воды в порах и коррелирует с гравиметрическим методом измерения влаги. Заключение На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему «Светооптическая методология исследования структуры и свойств строительных материалов» представлены следующие выводы: 1. Создана новая светооптическая методология по исследованию светооптических характеристик строительных материалов. Методология включает в себя такие методы как: светооптический метод исследований по определению световой абсорбции строительных материалов, светооптический метод по измерению влаги в строительных материалах, светооптический метод по измерению скорости транспортировки влаги в порах, как фронтальную скорость, так и насыщенную скорость транспортировки воды в порах, светооптический метод по определению специфического светооптического объёма открытых пор и специфической длины. Также был окрыт светооптический метод исследований селекции связи воды в строительных материалах. 2. Были открыты и введены новые светооптические параметры такие как: - Коэффициент световой абсорбции. - Специфичный светооптический объём. - Специфичная светооптическая длина. - Скорость транспортировки фронтальной и насыщенной воды в порах. 3. Создана светооптическая порозиметрия, которая не количественно, но качественно может определить распределение радиуса пор. При этом качество определения сильно зависит от чувствительности и разрешения светочувствительной матричной видеокамеры. 4. Создан многосегментный светооптический сенсор для измерения влаги в строительных материалах. Па основе светооптического принципа работы, исследование влаги измеряется вне зависимости от температуры и солей воды в порах и коррелирует с гравиметрическим методом измерения влаги 5. Проведены в 17-и зданиях архитектурных памятников Узбекистана (в Самарканде-3, в Хиве-3, в Бухаре- 3, в Шахрисабзе-2, в Коканде-2, в Ташкенте-3 и в Занги-Ота-1 ) физико-химические исследования, в частности инфракрасным спектрометром, рентгено-дифрактометром, новым светооптическим сенсором влаги, регистрирующий без влияния температуры и в итоги измерено с высокой точностью количество соли и влаги в стенах и фундаментах зданий (справка Министерства Культуры РУз от «12» декабря 2017 года за номером 01-11-04-6346 г. и 01-11-04-6347 г., письмо Акт главного научно-производственного управления по охране и использованию объектов культурного наследия Республики Узбекистан от 24.07.2015 и от 06.10.2014). 6. Во время проведения лабораторных исследований влаги с помощю светооптического сенсора в разных строительных материалах, таких как цементный раствор и гипс-эстрих, выявлен ход процесса потери влаги до и после затвердения в этих строительных материалах. 7. Было измерено преобразование связи воды в порах строительных материалов. Выявлено, что светооптического сенсора могут селектировать такие виды связи воды как, химически связанные от мобильно свободной воды. 8. Патентным ведомством Федеративной Республики Германии выдан патент на изобретённого нового многосегментного светооптического сенсора для измерения влаги в строительных материалах, который измеряет влагу без влияния температуры и солей влажных пор строительного материала. («Lichtoptischer Feuchte-Sensor zur Bestimmung der Mauerwerksfeuchte» № 102007049285, 2017). 9. Подана заявка для получения патента РУз на «Многосегментный комбинированный сенсор для измерения влаги в строительных материалах» в Агентство интеллектуальной собственности РУз (№ IAP 20150371,06.10.2015).