Анастасия Федоровна Гордина — кандидат технических наук, доцент кафедры строительных материалов, механизации и геотехники
426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7
Scopus: 55987955900, ResearcherID: F-5320-2017
Anastasia F. Gordina — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction Materials, Mechanization and Geotechnics
7 Studencheskaya st., Izhevsk, 426069
Scopus: 55987955900, ResearcherID: F-5320-2017
Ирина Сергеевна Полянских — кандидат технических наук, доцент кафедры строительных материалов, механизации и геотехники
426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7
РИНЦ ID: 604708, Scopus: 56789978800, ResearcherID: М-7100-2015
Irina S. Polyanskikh — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction Materials, Mechanization and Geotechnics
7 Studencheskaya st., Izhevsk, 426069
ID RSCI: 604708, Scopus: 56789978800, ResearcherID: М-7100-2015
Александр Николаевич Гуменюк — старший преподаватель кафедры строительных материалов, механизации и геотехники
426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7
РИНЦ ID: 1005232, Scopus: 57204363802, ResearcherID: ААН-1846-2021
Aleksandr N. Gumeniuk — senior lecturer of the Department of Construction Materials, Mechanization and Geotechnics
7 Studencheskaya st., Izhevsk, 426069
ID RSCI: 1005232, Scopus: 57204363802, ResearcherID: ААН-1846-2021
Татьяна Анатолиевна Плеханова — кандидат технических наук, доцент кафедры строительных материалов, механизации и геотехники
426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7
РИНЦ ID: 409717
Tatiana A. Plekhanova — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction Materials, Mechanization and Geotechnics
7 Studencheskaya st., Izhevsk, 426069
ID RSCI: 409717
Введение. Предмет исследования — повышение физико-механических характеристик вяжущего на основе природного ангидрита Ергачевского месторождения, применение которого обеспечит производство строительных материалов на базе безообжиговых, малоэнергозатратных вяжущих. Для улучшения характеристик предлагается комплексная активация твердения. Оптимизированы составы от количества и содержания химического активатора. Предложено использование металлургической пыли в качестве дополнительного компонента комплексной добавки, обеспечивающего улучшение гидрофизических характеристик.
Материалы и методы. Для изготовления вяжущего природный ангидритовый камень дробили в щековой дробилке, измельчали в лабораторной дисковой мельнице. Определение прочностных параметров и установление оптимального активатора проводились с помощью гидравлического лабораторного пресса. Анализ химического состава металлургической пыли выполнен на рентгеновском флуоресцентном спектрометре с волновой дисперсией. Характер структурообразования и наличие новообразований определяли с использованием растровых электронных микроскопов и дифференциально-сканирующего калориметра.
Результаты. Проведен сравнительный анализ влияния активаторов твердения на прочностные характеристики вяжущего на основе природного ангидрита. Проанализирована активация сульфатом железа (мелантерит) и гидросульфитом натрия; гидроксидом натрия и калия; воздушной известью и цементом. Установлено, что применение химических активаторов приводит к повышению прочностных характеристик и изменению морфологии кристаллогидратов, оптимальным является мелантерит. Однако комплексное воздействие модификаторов достигается только при сочетании химических и минеральных активаторов твердения и обеспечивает не только повышение прочностных характеристик, но и водостойкости. Определено, что сочетание металлургической пыли и гидросульфита натрия обеспечивает формирование сульфата железа, которое при совместном введении с портландцементом способствует улучшению физико-механических характеристик.
Выводы. Комплексная активация твердения природного ангидрита обеспечивает формирование матрицы повышенной плотности, сложенной из кристаллогидратов гипса оптимальной морфологии, дополнительно связанных аморфными новообразованиями на основе гидросиликатов, гидросульфоалюмосиликатов или гидроферритов кальция, что обеспечивает физико-механические характеристики на уровне, достаточном для производства стеновых строительных блоков.
Introduction. The subject of the research is the improvement of physical and mechanical characteristics of binder based on natural anhydrite from the Ergachevskoye deposit. The application of natural anhydrite will provide the production of construction materials on the basis of nonfired, low-energy-cost binders. Complex activation of hardening is offered for improvement of physical and mechanical characteristics. The compositions from quantity and content of chemical activator are optimized. The use of metallurgical dust as an additional component of the complex additive, providing improvement of hydrophysical properties is proposed.
Materials and methods. For the production of binder natural anhydrite stone was crushed in a jaw crusher and ground in a laboratory disc mill. Determination of strength parameters and establishment of the optimum activator were carried out using a hydraulic laboratory press. The chemical composition of metallurgical dust was analyzed using X-ray fluorescent spectrometer with wave dispersion. The nature of structure formation and the presence of neoplasms were determined using scanning electron microscopes and a differential-scanning calorimeter.
Results. A comparative analysis of the influence of hardening activators on the strength characteristics of natural anhydrite-based binder was carried out. Activation by iron sulfate (melanterite) and sodium hydrosulfite; sodium and potassium hydroxide; air-setting lime and cement was analyzed. However, the complex effect of modifiers is achieved only with the combination of chemical and mineral hardening activators and provides not only an increase in strength characteristics, but also water resistance.
Conclusions. Complex activation of natural anhydrite hardening provides the formation of a matrix with increased density. The matrix is composed of gypsum crystalline hydrates of optimal morphology, additionally bonded by amorphous new formations based on hydrosilicates, hydrosulfoaluminosilicates or calcium hydroferrites. Such a structure provides physical and mechanical characteristics at a level sufficient for the production of wall building blocks.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.