Модификация материалов на основе сульфата кальция комплексными минеральными добавками

Представлено исследование влияния активных минеральных добавок на процессы структурообразования гипсовых вяжущих. В качестве компонентов комплексных минеральных добавок были использованы портландцемент и наносилика. Средний размер частиц наносилики составляет 0,025 мкм, в составе добавки преобладает диоксид кремния. Установлено, что введение в состав гипсового вяжущего модификатора, включающего портландцемент и наносилику, обработанную ультразвуком в водной среде в сочетании с пластификатором в течение 3 мин, способствует повышению прочности гипсовых композиций до 40%. Активированная комплексная добавка улучшает физико-механические свойства материала как на этапе гидратации, так и в процессе твердения композиции. При этом повышение плотности гипсового камня может быть обусловлено увеличением дисперсности силикатной добавки, выступающей в роли центров кристаллизации, а также за счет большей активности химического взаимодействия c щелочным компонентом в сравнении с необработанной добавкой. Введение портландцемента и активированной наносилики приводит к изменению состава матрицы, характеризующейся повышенной плотностью и прочностью, за счет формирования новообразований на основе гидросиликатов кальция, связывающих кристаллогидраты гипса в блоки и заполняющих поровое пространство материала. Формирование новых продуктов гидратации в составе гипсовой композиции подтверждено методами физико-химического анализа, включая ИК-спектральный и дифференциально-термический анализ, сканирующую электронную микроскопию и энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию.

М.Д. БАТОВА¹, магистрант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Ю.А. СЕМЁНОВА¹, магистрант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Ф. ГОРДИНА¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Г.И. ЯКОВЛЕВ¹, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Э.М.М. ЭЛЬРЕФАИ², канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
З.С. САИДОВА¹, магистр (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Д.Р. ХАЗЕЕВ¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
² Египетско-российский университет (11829, Cairo-Suez road, Badr City, Cairo, Egipt)

1. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение): Справочник / Под общ. ред. А.Ф. Ферронской. М.: АСВ, 2004. 485 с.
2. Патент RU 2550630. Способ приготовления гипсоцементно-пуццоланового вяжущего / Изотов В.С., Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Заявл. 14.04.2014. Опубл. 10.05.2015. Бюл. № 13.
3. Петропавловская В.Б., Бардов Н.П., Матвейчук В.В. Модификация свойств строительного гипса. Наукоемкие технологии и инновации: Сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород. 2019. С. 325–329. DOI: 10.12737/conferencearticle_5cecedc3ad41d4.31814792
4. Kondratiena N., Sanytsky M., Soltysik R. Microstructure and properties of modified gypsum systems. Weimarer Gipstagung. Weimar. 2017, pp. 162–174.
5. Чернышева Н.В. Использование техногенного сырья для повышения водостойкости композиционного гипсового вяжущего // Строительные материалы. 2014. № 7. С. 53–56.
6. Riechert C., Acshern W., Fischer H.-B. Puzzolanhaltige calciumsuifat – komposit-bindemittel für den einsatz in plattenförmigen produkten. Weimarer Gipstagung. Weimar. 2017, pp. 44–53.
7. Fernandez R., Martirena F., Scrivener K.L. The origin of the pozzolanic activing of calcined clay minerals: A comparsion between kaolinite, illite and montmorillonite. Cement and Concrete Research. 2011. Vol. 41. No. 1, pp. 113–122. DOI: 10.1016/j.cemconres.2010.09.013
8. Изотов В.С., Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Исследование влияния активных минеральных добавок на реологические и физико-механические свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Строительные материалы. 2015. № 5. С. 20–23.
9. Yakovlev G.I. Polyanskikh I.S., Gordinа A.F. Properties of a gypsum binder modified with mechanically activated microsilica. Weimarer Gipstagung. Weimar. 2017, pp. 108–114.
10. Panchenko A.I., Kozlov N.V. Application of industrial waste to improve the water resistance of gypsum products. Weimarer Gipstagung. Weimar. 2017, pp. 345–352.
11. Khaliullin M.I., Faizrakhmanov I.I., Rakhimov R.Z. The influence of additives thermally activated clay on the properties of composite gypsum binder. Weimarer Gipstagung. Weimar. 2017, pp. 328–332.
12. Пименов А.И. Ибрагимов Р.А., Изотов В.С. Влияние ультразвуковой обработки цементного теста на физико-механические свойства цементных композиций // Строительные материалы. 2015. № 10. С. 82–85.
13. Салахов А.М., Морозов В.П., Салахова Р.А. Ультразвуковая обработка как способ механической активации керамического сырья // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 21. C. 88–91.
14. Смолко В.А., Антошкина Е.Г. Электрофизические методы активации водных суспензий глинистых минералов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: металлургия. 2014. Т. 14. № 1. C. 24–27.
15. Потапов В.В., Горев Д.С. Сравнительные результаты повышения прочности бетона вводом нанокремнезема и микрокремнезема // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 9. С. 98–102.
16. Батова М.Д., Семенова Ю.А., Гордина А.Ф. Модификация вяжущих на основе сульфатов кальция тонкодисперсными минеральными добавками. Сборник материалов XXIX Республи-канской выставки-сессии студенческих инновационных проектов и Форума научно-технического творчества молодежи АО «ИЭМЗ «Купол». Ижевск. 2020. С. 58–61.