Исследование свойств модифицированного нанодобавкой пеногипса

Создание безопасных теплоизоляционных материалов и легких бетонов предполагает использование гипсового вяжущего в качестве матрицы пористых систем. Территории Российской Федерации и АНДР (Алжирской Народной Демократической Республики) богаты месторождениями гипса, что позволяет использовать местные сырьевые ресурсы для производства строительных материалов низкой плотности. Целью работы стало исследование состава пористого гипсового материала (модифицированного пеногипса) и изучение его свойств. В качестве модифицирующего компонента применялся наноалмазный водный золь в количестве 0,01–0,1 мас. %. Проводили анализ микроструктуры образцов изделий из пеногипсовой смеси с выбранной добавкой и без нее методом сканирующей электронной микроскопии. В результате определили влияние модифицированных нанодобавкой кристаллов гипсового вяжущего на эксплуатационные свойства изделий. Установлены основные характеристики изделий из пеногипсовой смеси, в том числе плотность, прочность при сжатии, теплопроводность, коэффициент размягчения и сорбционная влажность. Выявлено, что используемая добавка в виде наноалмазного водного золя модифицирует кристаллы гипса, образуя более плотную структуру стенок пор изделий из пеногипса. При этом также формируется варитропная структура изделия, что является преимуществом для теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов. В результате проведенного исследования получаются материалы с достаточной прочностью, низкими теплопроводностью и сорбционными характеристиками.

И.В. БЕССОНОВ¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.С. ГОВРЯКОВ^1,2, ведущий инженер, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Э.А. ГОРБУНОВА^1,2, ведущий инженер, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
ЛИМАМ АМЕЛ³, исследователь (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
² Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
³ Национальный центр комплексных исследований и разработок в области строительства (16097, Цитé Ел Мокрани, Соуиданиа, Алжир)

1. Бессонов И.В., Бурьянов А.Ф. Пеногипс в современном малоэтажном строительстве // Жилищное строительство. 2024. № 5. С. 26–34. EDN: ­MVDQII. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-5-26-34
2. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Легкие бетоны на полых и пористых заполнителях // Строительные материалы. 2024. № 7. С. 41–47. EDN: ­UNEDCX. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-826-7-41-47
3. Мухаметрахимов Р.Х., Рахимов Р.З., Галаутдинов А.Р., Зиганшина Л.В. Модифицированные гипсоцементно-пуццолановые бетоны для 3D-печати // Строительные материалы. 2024. № 1–2. С. 79–89. EDN: ­FRMNOZ.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-79-89
4. Анисимова С.В., Коршунов А.Е., Зекин А.А. Возможность переработки древесных отходов при производстве гипсовых изделий // Строительные материалы. 2015. № 6. С. 70–73. EDN: ­UDEIHH. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2015-726-6-70-73
5. Кобидзе Т.Е., Коровяков В.Ф., Киселев А.Ю., Листов С.В. Взаимосвязь структуры пены, технологии и свойств получаемого пенобетона // Строительные материалы. 2005. № 5. С. 26–29. EDN: ­JVOGKJ
6. Халиуллин М.И., Чупрунов В.А., Кузнецов И.Л., Рахимов Р.З. Особо легкий пеногипс для теплоизоляции легких каркасированных плит покрытий // Известия КГАСУ. 2009. № 2 (12). С. 279–282. EDN: ­KZHGXX
7. Mineral Commodity Summaries 2021. By: U.S. Geological Survey https://doi.org/10.3133/mcs2021
8. Jiansen Yang, Hanxi Zhu, Xiangyang Cao. Research on pore structure of foam gypsum modified by portland-sulphoaluminate composite cement (PSACC) // Modelling and Simulation in Engineering. 2024 Vol. 1. EDN: ­BIZOXF.
https://doi.org/10.1155/2024/3815734
9. Мокрова М.В., Соловьянова С.Г. Перспективы повышения эксплуатационных свойств искусственного мрамора из гипсового камн // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2023. № 11 (779). С. 42–49. EDN: ­VTWOBD. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-779-11-42-49
10. Petropavlovskaya V., Zavadko M., Novichenkova T., Petropavlovskii K., Sulman M. The use of aluminosilicate ash microspheres from waste ash and slag mixtures in gypsum-lime compositions // Materials. 2023. Vol. 16. No. 12. 4213. EDN: ­DFRPKI. https://doi.org/10.3390/ma16124213
11. Патент РФ 280627. Пеногипсовая композиция / Косенко Н.Ф., Блинова О.В., Веселкова Е.А. Заявл. 04.04.2005. Опубл. 27.07.2006. EDN: ­NRSKAM
12. Патент RU 2660675 C1. Сырьевая смесь для изготовления пеногипсобетонных композитов / Хежев Т.А., Хежев Х.А. Заявл. 23.03.2017 Опубл. 09.07.2018. EDN: ­LCRQCN
13. Патент РФ 2099305. Способ изготовления пеногипсовых изделий, композиция для изготовления пеногипсовых изделий / Баранов И.М., Реутова Н.А. Заявл. 09.04.1996. Опубл. 20.12.1997. EDN: ­AFWLFU
14. Патент РФ 2838772 Способ получения водной дисперсии наночастиц углерода / Курлович С.А., Ковтун М.В Заявл. 24.05.2024. Опубл. 22.04.2025.
15. Тевяшев А.Д., Шитиков Е.С. О возможности управления свойствами цементобетонов с помощью наномодификаторов // Восточно-европейский журнал передовых технологий. 2009. № 7 (40). EDN: ­RNMSKH