Lightened Self-Reinforced Gypsum Composites

Number of journal: 10-2019
Autors:

Petropavlovskiy K.S.
Bur'yanov A.F.
Petropavlovskaya V.В.
Novichenkova T.B.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-40-45
УДК: 691.335

 

AbstractAbout AuthorsReferences
The issues of obtaining lightened gypsum composites that meet the modern requirements of the market of building materials are considered. The use of a high-strength gypsum matrix, represented by calcium dihydrate and hydrosulfoaluminate crystals, in combination with a porous filler contributes to the formation of a lightened and, at the same time, hardened gypsum stone. It is shown that fractionated fillers in the gypsum self-reinforced composite form a compacted structure of the gypsum matrix with the formation of a contact zone between calcium sulfate dihydrate and additives that reduce the weight of the material obtained. The dependence of the strength limit of the composite on the percentage of lightened granules of the foam filler has an extreme dependence, a synergistic effect was found in the system of calcium sulfate dihydrate-foam ceramics. Gypsum matrix creates a margin of strength and makes it possible within wide limits to vary the content of foam filler in the lightened self-reinforced material in accordance with the required performance properties and the selected technology of their production.
K.S. PETROPAVLOVSKIY1, Engineer
A.F. BUR'YANOV1, Doctor of Science (Engineering)
V.В. PETROPAVLOVSKAYA2, Candidate of Science (Engineering) (This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.)
T.B. NOVICHENKOVA2, Candidate of Science (Engineering)

1 National Research Moscow State University of Civil Engineering (26, Yaroslavskoe Highway, Moscow, 129337, Russian Federation)
2 Tver State Technical University (22, Afanasiy Nikitin Еmbankment, Tver, 170026, Russian Federation)

1. Zabalza B.I., Valero C.A., Aranda A. Life cycle assessment of building materials: Comparative analysis of energy and environmental IMPacts and evaluation of the eco-efficiency improvement potential. Building and Environment. 2011. Vol. 46 (5), pp. 1133–1140.
2. Mahlia T.M.I., Taufiq Ismail B.N., Masjuki H.H. Correlation between thermal conductivity and the thickness of selected insulation materials for building wall. Energy and Buildings. 2007. Vol. 39, pp. 182–187.
3. Rao A., Jha K.N., Misra S. Use of aggregates from recycled construction and demolition waste in concrete. Resources, Conservation and Recycling. 2007. Vol. 50. Iss. 1, pp. 71–81. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2006.05.010
4. Lin K.L. Feasibility study of using brick made from municipal solid waste incinerator fly ash slag. Hazardous Materials. 2006. Vol. 137 (3), pp. 1810–1816. 10.1016/j.jhazmat.2006.05.027
5. Raut A.N., Madurwar M., Ralegaonkar R. Physico-mechanical properties investigation of innovative sustainable construction material. Conference Paper. 2013. DOI: 10.13140 / RG.2.1.1345.2480/1
6. Shih P.H., Wu Z.Z., Chiang H.L. Characteristics of bricks made from waste steel slag. Waste Management. 2004. Vol. 24 (10), pp. 1043–1047. DOI: 10.1016/j.wasman.2004.08.006.
7. Хаев Т.Э., Ткач Е.В., Орешкин Д.В. Модифицированный облегченный гипсовый материал с полыми стеклянными микросферами для реставрационных работ // Строительные материалы. 2017. № 10. С. 45–50.
7. Кhaev T.E., Tkach E.V., Oreshkin D.V. Modified lightweight gypsum material with hollow glass microspheres for restoration works. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 10, pp. 45–50. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2017-753-10-45-50. (In Russian).
8. Shi C., Zheng K. A review on the use of waste glasses in the production of cement and concrete. Resources Conservation and Recycling. 2007. Vol. 52 (2), pp. 234–247. DOI: 10.1016/j.resconrec.2007.01.013
9. Shazim Ali Memon, Tommy Yiu Lo, Hongzhi Cui Utilization of waste glass powder for latent heat storage application in buildings. Energy and Buildings. 2013. Vol. 66, pp. 405–414. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.07.056
10. Nunes Sandra, Mafalda Matos, Telma Ramos, Joana Sousa сoutinho Mixture design of SCC incorporating fine glass powder. Conference: HAC 2012 - 3о Congreso Iberoamericano sobre hormigón autocompactante. Avances y oportunidades. At Madrid. 2012.
11. Yixin Shao, Thibaut Lefort, Shylesh Moras, Damian Rodriguez, Studies on concrete containing ground waste glass. Cement and Concrete Research. Vol. 30 (1), pp. 91–100. DOI: 10.1016/S0008-8846(99)00213-6
12. Ahmad Shayan, Xu Aimin. Performance of glass powder as a pozzolanic material in concrete: a field trial on concrete slabs. Cement and Concrete Research. 2006. Vol. 36 (3), pp. 457–468.
13. Белов В.В., Петропавловская В.Б. Использование вторичных сырьевых ресурсов в производстве строительных материалов. Тверь: ТвГТУ, 2017. 120 с.
13. Belov V.V., Petropavlovskaya V.B. Ispol’zovaniye vtorichnykh syr’yevykh resursov v proizvodstve stroitel’nykh materialov [The use of secondary raw materials in the production of building materials]. Tver: TvGTU. 2017. 120 p.
14. Бабков В.В., Латыпов В.М., Ломакина Л.Н., Шигапов Р.И. Модифицированные гипсовые вяжущие повышенной водостойкости и гипсокерамзитобетонные стеновые блоки для малоэтажного жилищного строительства на их основе // Строительные материалы. 2012. № 7. С. 4–8.
14. Babkov V.V., Latypov V.M., Lomakina L.N., Asyanova V.S., Shigapov R.I. Modified gypsum binders of high water resistance and gypsum-claydite-concrete wall blocks for low-rise housing construction on their basis. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2012. No. 7, pp. 4–8. (In Russian).
15. Новиченкова Т.Б., Петропавловская В.Б., Завадько М.Ю., Бурьянов А.Ф., Пустовгар А.П., Петропавловский К.С. Применение пылевидных отходов базальтового производства в качестве наполнителя гипсовых композиций // Строительные материалы. 2018. № 8. С. 9–13.
15. Novichenkova T.B., Petropavlovskaya V.В., Zavad’ko M.Yu., Bur’yanov A.F., Pustovgar A.P., Petropavlovskiy K.S. The use of dusty wastes of basalt production as a filler for gypsum compositions. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 8, pp. 9–13. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-762-8-9-13 (In Russian)
16. Гальцева Н.А., Бурьянов А.Ф., Булдыжова Е.Н., Соловьев В.Г. Использование синтетического ангидрита сульфата кальция для приготовления закладочных смесей. // Строительные материалы. 2015. № 6. С. 76–77.
16. Gal’tseva N.A., Bur’yanov A.F., Buldyzhova E.N., Solov’ev V.G. The Use of Synthetic Calcium Sulfate Anhydrite for Production of Filling Mixtures. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2015. No. 6, pp. 76–77.
17. Кедрова Н.Г., Петропавловская В.Б., Некрасова И.Ю. Модификация свойств гипсового вяжущего при использовании керамической добавки. Инновации и моделирование в строительном материаловедении: Сборник научных трудов. Тверь: ТвГТУ, 2017. С. 51–57.
17. Kedrova N.G., Petropavlovskaya V.B., Nekrasova I.Y. Modification of gypsum binder properties using ceramic additive. Innovation and modeling in building materials science: Collection of scientific papers. Tver: TvSTU. 2017, pp. 51–57. (In Russian).
18. Иващенко Ю.Г., Евстигнеев С.А., Страхов А.В. Роль наполнителей и модификаторов в формировании структуры и свойств композитов на основе гипсового вяжущего. Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов: Материалы VI Международной научно-технической конференции. Волгоград, 2011. С. 159–162.
18. Ivashchenko Yu.G., Evstigneev S.A., Strahov A.V. The role of fillers and modifiers in the formation of the structure and properties of composites based on gypsum binder. The reliability and durability of building materials, structures and foundations: Materials of the VI International scientific-technical conference. Volgograd. 2011, рр.159–162. (In Russian).
19. Бердов Г.И., Ильина Л.В., Зырянова В.Н., Никоненко Н.И., Сухаренко В.А. Влияние минеральных наполнителей на свойства строительных материалов // Строительные материалы. 2012. № 9. С. 79–83.
19. Berdov G.I., Il’ina L.V., Zyryanova V.N., Nikonenko N.I., Sukharenko V.A. Influence of mineral microfillers on building materials properties. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2012. No. 9, pp. 79–83. (In Russian).
20. Пыкин А.А., Лукутцова Н.П., Лукаш А.А., Ласман И.А., Головин С.Н., Тугай Т.С. Свойства и структура строительного гипса с микрокристаллической целлюлозой // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 12. С. 55–61.
20. Pykin A.A., Lukutcova N.P., Lukash A.A., Lasman I.A., Golovin S.N., Tugaj T.S. Properties and structure of construction gypsum with microcrystalline cellulose. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2017. No. 12, pp. 55–61. (In Russian).
21. Byars E.A., Morales-Hernandezz B., Hui Ying Z. Waste glass as concrete aggregate and pozzolan: laboratory and industrial projects. Concrete (London). 2004. Vol. 38 (1), pp. 41–44.
22. Petropavlovskaya V., Buryanov А., Novichenkova T., Petropavlovskii K. Gypsum composites reinforcement. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. 365. 032060. DOI: 10.1088/1757-899X/365/3/032060
23. Петропавловская В.Б., Бурьянов А.Ф., Новиченкова Т.Б., Петропавловский К.С. Самоармированные гипсовые композиты. М.: Де Нова, 2015. 163 с.
23. Petropavlovskaya V.B., Buryanov A.F., Novichenkova T.B., Petropavlovskiy K.S. Samoarmirovannyye gipsovyye kompozity [Self-reinforced gypsum composites]. Moscow: De Nova. 2015. 163 p.
24. Petropavlovskaya V., Buryanov А., Novichenkova Т., Petropavlovskii K. Self-hardening of a gypsum. Key Engineering Materials. 2017. Vol. 737, pp. 517–521. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.737.517
25. Петропавловская В.Б., Белов В.В., Новиченкова Т.Б., Бурьянов А.Ф. Закономерности влияния зернового состава на свойства сырьевых смесей прессованных гипсовых материалов // Строительные материалы. 2011. № 6. С. 4–5.
25. Petropavlovskaya V.B., Belov V.V., Novichenkova T.B., Burianov A.F. Regularities of influence of grain composition on properties of raw mixes of pressed gypsum materials. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2011. No. 6, pp. 4–5. (In Russian).

For citation: Petropavlovskiy K.S., Bur'yanov A.F., Petropavlovskaya V.В., Novichenkova T.B. Lightened self-reinforced gypsum composites. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 10, pp. 40–45. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-40-45


Print   Email