Особенности формирования структуры и свойств фторангидритовых материалов

Процессы гидратации и твердения ангидритовых вяжущих характеризуются низкой скоростью, что приводит к пониженным значениям физико-механических свойств материалов, изготавливаемых на их основе. Для ускорения и интенсификации процессов структурообразования сульфатсодержащих вяжущих, как правило, используют активаторы твердения различной природы. В работе приведены результаты исследования совместного влияния активаторов твердения различной природы – сульфата натрия, портландцемента, фосфата натрия и техногенной добавки на ангидритовое вяжущее. В качестве техногенной добавки предложено использование металлургической пыли. Определена оптимальная концентрация добавок (3% активатора и 0,5–1,5% металлургической пыли), при которой наблюдаются положительные изменения физико-технических показателей разработанного материала, включая рост предела прочности при изгибе и сжатии, снижение водопоглощения и изменение коэффициента размягчения вследствие изменения условий гидратации. Особенности гидратации и твердения модифицированных составов подтверждены исследованиями микроструктуры материалов и спектрами ДТ и ТГ анализов. Микроструктурный анализ фторангидритовой матрицы показал, что введение добавок приводит к уплотнению структуры, снижению пористости и увеличению площади контактной поверхности между кристаллогидратами. Результаты спектральных исследований свидетельствуют, что введение фосфата натрия способствует формированию благоприятных условий для гидратации вяжущего.

А.Ф. ГОРДИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.С. ПОЛЯНСКИХ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Т. ГАФИПОВ, магистрант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Н.В. КУЗЬМИНА, магистр (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.А. ПУДОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)

1. Манкеевич Я.В., Сычева Л.И. Влияние механоактивации фосфогипсовой сырьевой смеси на гид-ратацию и твердение ангидритового вяжущего // Успехи в химии и химической технологии. 2014. № 8 (157). С. 61–64.
2. Nizevičienė D., Vaičiukynienė D., Vaitkevičius V., Rudžionis B. Effects of waste fluid catalytic cracking on the properties of semi-hydrate phosphogypsum // Journal of Cleaner Production. 2016. Vol. 137, pp. 150–156. DOI: 10.1016/j.jclepro.2016.07.037
3. Фоменко А.И., Грызлов В.С., Федорчук Н.М., Каптюшина А.Г. Сухая строительная смесь на основе фосфополугидрата сульфата кальция // Строительные материалы. 2017. № 7. С. 60–63.DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2017-750-7-60-63
4. Gumeniuk A., Polyanskikh I., Gordina A. et al. Fluorоanhydrite based composites with the thermoplastic additive // Magazine of Civil Engineering. 2022. No. 4 (112). 11210. DOI: 10.34910/MCE.112.10
5. Бондаренко С.А., Трофимов Б.Я., Черных Т.Н., Крамар Л.Я. Использование фторангидрита в производстве пазогребневых перегородок // Строительные материалы. 2008. № 3. С. 68–69.
6. Курмангалиева А.И., Аниканова Л.А., Волкова О.В. и др. Активация процессов твердения фторангидритовых композиций химическими добавками солей натрия // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2020. Т. 63. № 8. С. 73–80. DOI: 10.6060/ivkkt.20206308.6137
7. Бурьянов А.Ф., Фишер Х.Б., Гальцева Н.А. и др. Исследование влияния различных активизирующих добавок на свойства ангидритового вяжущего // Строительные материалы. 2020. № 7. С. 4–9. DOI: 10.31659/0585-430X-2020-782-7-4-9
8. Белов В.В., Бурьянов А.Ф., Яковлев Г.И. и др. Модификация структуры и свойств строительных композитов на основе сульфата кальция: Монография / Под общ. ред. Бурьянова А.Ф. М.: Де Нова, 2012. 195 с.
9. Buryanov A.F., Petropavlovskii K.S., Petropavlovskaya V.B., Novichenkova T.B. Formation of the spatial structure of a condensed system of calcium sulphate dihydrate // Journal of Physics: Conference Series. Vol. 1425. Modelling and Methods of Structural Analysis. 13–15 November 2019. Moscow, Russian Federation. DOI: 10.1088/1742-6596/1425/1/012194
10. Клименко В.Г. Роль двойных солей на основе сульфатов Na⁺, K⁺, Ca²⁺, NH⁴⁺ в технологии получения ангидритовых вяжущих // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 12. С. 119–125. DOI: 10.12737/article_5a27cb84ae0049.79523605.
11. Клименко В.Г., Павленко В.И., Елистраткин М.Ю. Комплексные активаторы твердения ангидрита на основе сульфата аммония // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 5. С. 28–30.
12. Аниканова А.Л., Волкова О.В., Кудяков А.И., Курмангалиева А.И. Активированное композиционное фторангидритовое вяжущее // Строительные материалы. 2019. №1–2. С. 36–42. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-767-1-2-36-42
13. Кудяков А.И., Аниканова Л.А., Редлих В.В., Саркисов Ю.С. Влияние сульфата и сульфита натрия на процессы структурообразования фторангидритовых композиций // Строительные материалы. 2012. № 10. С. 50–52.
14. Shuhua Liu. Jiayi Ouyang, Jun Ren. Mechanism of calcination modification of phosphogypsum and its effect on the hydration properties of phosphogypsum-based supersulfated cement // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 243. 118226. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118226
15. Kramar L.Y., Trofimov B.Y., Chernykh T.N. Properties and modification of anhydrite binder from technogenic raw materials. Innovative materials and technologies KNAUF-GARANT of quality and safety in modern construction. Collection of reports of the fifth scientific conference LLC KNAUF GIPS. Chelyabinsk. 2012. 58 p.
16. Токарев Ю.В., Яковлев Г.И. Модифицирование ангидритовых композиций алюмосодержащими ультрадисперсными добавками // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2009. № 1 (11). С. 302–308.
17. Аниканова Л.А., Курмангалиева А.И., Волкова О.В., Первушина Д.М. Влияние пластифицирующих добавок на свойства газогипсовых материалов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. № 22 (1). С. 106–117. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2020-22-1-106-117
18. Gazdič D., Stachová J., Magrla R. Modification of natural anhydrite by mixed exciter // Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1100. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1100.56
19. Fedorchuk Y.M., Zamyatin N.V., Smirnov G.V. et al. Prediction of the properties anhydrite construction mixtures based on neural network approach // Journal of Physics: Conference Series. 2017. № 1. 012039. DOI: 10.1088/1742-6596/881/1/012039
20. Калабина Д.А., Яковлев Г.И., Кузьмина Н.В. Безусадочные фторангидритовые композиции для устройства полов // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2021. № 1 (55). С. 24–38. DOI: 10.52409/20731523_2021_1_24