Строительство и архитектура/4.Современные строительные материалы

К.т.н. А.С. Едаменко

Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова, Россия

Техногенное сырье для производства строительных материалов

Развитие производства и применение гипсовых материалов и изделий и конструкций является одним из крупных резервов интенсификации строительства, снижения материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости строительной продукции, ускорения сроков производства строительно-монтажных работ. В последнее время, все больший интерес проявляется к комбинированным гипсовым вяжущим веществам.

Гипсовое вяжущее является экологически чистым веществом и позволяет получать изделия на его основе, не внося помех в естественный круговорот веществ. Белгородская область не располагает сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ. При этом в регионе работают предприятия, в результате деятельности которых образуется техногенное гипсовое сырье – витаминный гипс и цитрогипс [1].

Цитрогипс образуется как побочный продукт работы предприятия по производству лимонной кислоты. Он в виде шлама выбрасывается на поля естественной фильтрации в черте города. На данный момент в Белгородской области скопилось более 5,5 тыс. тонн цитрогипса.

Целью данной работы явилось исследование многофазовых гипсовых систем (МГС) на основе техногенного сырья.

При получении модификаций сульфата кальция в качестве основного критерия чаще, всего используется температура термообработки. В то же время, на температуру дегидратации гипса влияет наличие примесей, структура и текстура исходного сырья [2,3].

При дегидратации гипса наряду с устойчивыми фазами, могут образовываться промежуточные фазы. Поэтому при получении модификаций сульфата кальция необходимо кроме температуры учитывать время термообработки, количество остаточной гидратной воды, активность продуктов термообработки (рН, рСа), их фазовый состав и скорость нагрева.

Контролируя количество остаточной гидратной воды и активность продуктов термообработки гипса, можно получать материалы с определенным соотношением фаз сульфата кальция и заранее заданными свойствами, что важно при проектировании многофазовых (МГВ) и комбинированных гипсовых вяжущих (КГВ).

Для достижения поставленной цели в широком диапазоне соотношений компонентов были исследованы свойства гипсовых систем на основе нерастворимого ангидрита(AnII) и b-CaSO₄∙0,5H₂O; AnII и растворимый ангидрит (AnIII). Системы An II + An III более предпочтительны, чем система An II + β-СaSO₄∙0,5H₂O. Введение нерастворимого ангидрита в различные формы сульфата кальция повышает их водостойкость, увеличивает сроки схватывания, снижает водогипсовое отношение; часть ангидрита выступает в качестве активного наполнителя [4].

Многофазовые гипсовые системы на основе техногенного сырья были использованы для получения штукатурных растворов, теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов (табл.1).

Таблица 1

Сроки схватывания вяжущих из цитрогипса

Температура обжига цитрогипса, ^оС	Механическая прочность при сжатии (2 час), МПа	Сроки схватывания, мин
		начало	конец
140	7,70	17	27
160	7,75	15	22
180	7,75	10	15
200	6,76	8	12
250	5,28	4	11
300	4,29	2,5	8

Рассмотрено два способа получения МГВ с совместным и раздельным помолом компонентов. За основу принят способ совместного помола компонентов МГС, что позволяет повысить прочность при сжатии вяжущих в сухом и водонасыщенном состоянии и коэффициент размягчения на 48% (табл.2).

Таблица 2

Влияние способа помола на свойства МГС

№ п/п	Способ помола	рН	Масса образцов, г		Rсж., МПа		Кр
			Сухих	Водонас.	Сухих	Водонас.
1	Совместный помол	9,8	12,4	14,9	35,0	15,2	0,43
2	Раздельный помол	9,6	12,7	15,0	28,2	8,2	0,29

С учетом вышеизложенного были подобраны составы вяжущих для штукатурных растворов.

Для увеличения водостойкости гипсовых вяжущих подбирались составы, у которых повышенная прочность в водонасыщенном состоянии и малоизменяющаяся в сухом состоянии, а также избегали составов, находящихся в областях резких изменений прочности материалов.

Литература:

1 Едаменко А.С. К вопросу об экологической безопасности гипсовых вяжущих Mezdunarodnyjnaucno-issledovatel'skijzurnal. (Международный научно-исследовательский журнал) – 2013. – № 1 Ч.1. – С.55–56

2. Гордашевский П.Ф. Результаты термического и рентгенографического анализов гипса / П.Ф. Гордашевский, В.П.Сербин, Е.А. Старчевская // Строительные материалы. – 1963. – № 12. – С. 28–30.

3. Гордашевский П.Ф. Производство гипсовых вяжущих материалов из гипсосодержащих отходов / П.Ф. Гордашевский, А.В.Долгорев /. М.: Стройиздат, 1987. 105 с.

4. Клименко, В.Г. Двухфазовые гипсовые вяжущие для сухих смесей на основе техногенного гипса/ В.Г. Клименко, А.С. Погорелова, П.П. Хлыповка // Изв. вузов. Строительство. – 2005. – № 3. – С.51–55.