Гідратація гіпсових систем

Автор(и)

  • V. N. Derevianko Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Ukraine http://orcid.org/0000-0003-4131-0155
  • N. V. Kondratieva Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет», Ukraine
  • H. M. Hryshko Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Ukraine http://orcid.org/0000-0001-7046-1177

DOI:

https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.250918.42.195

Ключові слова:

гіпсові системи, гіпсові в'яжучі, затверділа структура, гідратація, модифікатори, поверхнево-активні речовини

Анотація

Постановка проблеми.Процес гідратації залежить від багатьох факторів і один із них ‑ водогіпсове відношення, яке залежить від питомої поверхні (гранулометричного складу), у разі збільшення якої змінюється швидкість розчинення і відповідно ступінь концентрації розчину. Остання впливає на формування центрів кристалізації та структури первісного каркаса. Змінюючи поверхневу енергію кристалів і концентрацію розчинів за допомогою поверхнево-активних речовин (ПАР), можна змінити швидкість формування каркаса. Мета статті ‑ дослідження впливу модифікаторів у вигляді поверхнево-активних речовин (ПАР) на основні фізико-механічні властивості гіпсових систем і затверділої структури. Висновок.Зв'язуючи ділянки тепловиділення з концентрацією розчину, формуванням каркаса та міцністю, можна припустити, що формування каркаса відбувається за підвищеної концентрації розчину і високої швидкості тепловиділення. Друга ділянка (0,25‑1,00 година), ймовірно, належить до утворення контактів між новоутвореннями і заповненням великих пустот. Найцікавіша третя ділянка (1,00‑2,00 години). Так, застосування тонкомеленого гіпсу прискорює процес гідратації, але введення значної кількості тонкомеленої добавки в складі звичайного гіпсу будівельного знижує швидкість гідратації. Формування новоутворень після утворення каркаса, в замкнутому просторі викликає до підвищення внутрішніх напружень і зниження міцності затверділої структури, що підтверджують результати механічних випробувань.

Біографії авторів

V. N. Derevianko, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра технології будівельних матеріалів, виробів та конструкцій, д-р техн. наук, проф.

N. V. Kondratieva, Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет»

Кафедра хімічної технології в’яжучих матеріалів, канд. техн. наук, доц.

H. M. Hryshko, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кафедра експлуатації гідромеліоративних систем і технології будівництва, канд. техн. наук, доц.

Посилання

Arai Y and Ysue T. Crystal Structure of Gypsum. Gypsum and Lime. 1979, no. 161, pp. 139-154.

2. Mchedlov-Petrosyan O.P. Khimiya neorganicheskih stroitelnyih materialov [Chemistry of inorganic building materials]. Ed. 2, Moskva: Stroyizdat, 1988, 304 p. (in Russian).

3. Babushkin V.I., Matveev G.M. and. Mchedlov-Petrosyan O.P. Termodinamika silikatov [Thermodynamics of silicates]. Ed. 4, Moskva: Stroyizdat, 1986, 408 p. (in Russian).

4. Kondraschenko O.V. GipsovI budIvelnI materIali pIdvischenoYi mItsnostI I vodostIykostI (fIziko-hImIchnI ta energetichnI osnovi). Avtoref. Diss [Gypsum building materials of increased durability and water resistance (physico-chemical and energy bases) Auther’s abstract.]. Kharkiv. nats. akad. misk. gosp-va [Kharkiv National academy of urban economy]. Kharkiv, 2004, 23 p. (in Ukrainaian).

5. Volzhenskiy A.V.. Burov Yu.S., and. Kolokolchikov V.S..Mineralnyie vyazhuschie veschestva (tehnologiya i svoystva) [Century. Mineral binders (technology and properties)]. Moskva: Stroyizdat, 1979, 476 p. (in Russian).

6. Kolbasov V.M., Leonov I.I. and Sulimenko L.M. Tehnologiya vyazhuschih materialov [Technology of binding materials]. Moskva: Stroyizdat, 1987, 432 p. (in Russian).

7. Volzhenskiy A.V. and Rozhkova K.N. Struktura i prochnost dvuhgidrata, obrazuyuschegosya pri gidratatsii poluvodnogo gipsa [Structure and strength of two-hydrate formed during hydration of semi-aquatic gypsum]. Stroitelnyie materialyi [Construction materials]. 1972, no. 5, 26 p. (in Russian).

8. Bushuev N.N. O strukturnyih osobennostyah polugidrata sulfata kaltsiya [On the structural features of calcium sulfate hemihydrate]. Dokladyi Akademii Nauk SSSR [Papers of Science Academy]. 1980, vol. 255, no. 5, pp. 1104–1109. (in Russian).

9. Ratinov V.B., Rozenberg T.I. and Smirnova I.A. O mehanizme deystviya dobavok – uskoriteley tverdeniya betona [About the mechanism of action of additives - concrete hardening accelerators]. Beton I zhelezobeton [Concrete and reinforce concrete]. 1964, no. 6, pp. 282–285. (in Russian).

10. Ratinov V.B., Zabezhinskiy Ya.I. and Rozenberg T.I. Issledovaniya mehanizma tverdeniya gipsovyih vyazhuschih veschestv v prisutstvii dobavok [Studies of the mechanism of hardening gypsum binders in the presence of additives]. Doklady AN SSSR, Fizicheskaya himiya. [Papers of the Academy of Sciences of the USSR, Physical chemistry]. 1956, vol. 109, no. 5, pp. 979–981. (in Russian).

11. Ushakov V.V. Vyibor himicheskih dobavok v sostave suhih stroitelnyih smesey [The choice of chemical additives in the composition of dry construction mixtures]. Promyishlennoe i grazhdanskoe stroitelstvo [Industrial and Civil Construction]. 2003, no. 12, pp. 41–42. (in Russian).

12. Korovyakov V.F. Gipsovyie vyazhuschie i ih primenenie v stroitelstve [Gypsum binders and their use in construction]. Rossiyskiy himicheskiy zhurnal [Russian chemical jounal]. 2003, vol. XLVII, no. 4, pp. 18–25. (in Russian).

13. Fisher H.B., Krivenko P.V. and Sanitskiy M.A. Sanitskiy Issledovanie protsessa stabilizatsii svoystv gipsovyih vyazhuschih [Study of the process of stabilization of the properties of gypsum binders]. Stroitelnyie materialyi i izdeliya [Construction materials and products]. 2013, no. 1, pp. 3–6. (in Russian).

14. Belov V.V., Buryanov A.F., Yakovlev G.I., Petropavlovskaya V.B., Fisher H.B., Maeva I.S. and Novichenkova T.B. Modifikatsiya strukturyi i svoystv stroitelnyih kompozitov na osnove sulfata kaltsiya [Modification of the structure and properties of building composites based on calcium sulfate:]. Moskva: De Nova, 2012, 196 p. (in Russian).

15. Rera J. and Ambroise J New applications of calcium sulfoaluminate cement. Cement and Concrete Research. 2004, vol. 34, iss. 4, pp. 671–676.

16. Chumak A.G., Derevyanko V.N., Petrunin S.Yu., Popov M.Yu. and Vaganov V.E. Struktura i svoystva kompozitsionnogo materiala na osnove gipsovogo vyazhuschego i uglerodnyih nanotrubok [Structure and properties of the composite material based on gypsum binder and carbon nanotubes]. Nanotehnologii v stroitelstve: nauch. Internet-zhurnal [Nanotechnologies in construction: scientific Internet magazine]. 2013, no. 2, pp. 27–37. Available at http://nanobuild.ru/magazine/nb/Nanobuild_2_2013.pdf.

17. Korolev E.V. Nanotehnologiya v stroitelnom materialovedenii [Nanotechnology in construction materials science]. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo stroitelnogo universiteta [Bulletin of Moscow State Construction University]. 2017, vol. 12, iss. 7 (106), p. 711–717. (in Russian).

18. Paschenko A.A., Serbin V.P. and Starchevskaya E.A. Vyazhuschie materialyi [Binding materials]. Ed. 2, Kiev: Vischa shk., 1985, 43 p. (in Russian).

19. Potapova E. and Manushina A. Influence of the modifying additives on properties of the gipsum cement-puzzolanic binder. Ibausil 19. Internationale Baustofftagung (Weimar, Bundesrepublik Deutschland, 16-18 September 2015). Weimar: F.A. Finger-Institut fur Baustoffknude, Bauhaus-Universitat Weimar, 2015, no. 2, pp. 675–683.

20. Belov V.V., Buryanov A.F. and Petropavlovskaya V.B. Sovremennyie effektivnyie gipsovyie vyazhuschie, materialyi i izdeliya [Modern effective gypsum binders, materials and products]. Tver’: TGTU, 2007, 132 p.

21. Plugin A.A., Plugin O.A., Fisher H.B. and Shabanova G.N. Increase of gypsum water resistance by mineral additives. Weimarer Gipstagung, (Weimar, Bundesrepublik Deutscland, 30-31 M30-31 März 2011): Tagungsbericht. – Weimar.

22. Cheng Chong, Li Shuang, Thomas Arne, Kotov Nicholas A and Haag Rainer Functional graphene nanomaterials based architectures: biointeractions, fabrications, and emerging biological applications. Chemical Reviews. 2017, vol. 117 (3), iss. 3, pp. 1826–1914. (in Russian).

23. Polak A.F., Babkov V.V. and Andreeva E.P. Tverdenie mineralnyih vyazhuschih veschestv [Hardening of mineral binders]. Voprosy teorii [Issues of theory]. Ufa: Bashk. kn. izd-vo, 1990, 216 p. (in Russian).

24. Babushkin V.I. Matveev O.P. and Mchedlov-Petrosyan G.M. Termodinamika silikatov [Thermodynamics of silicates]. Ed. 4, Moskva: Stroyizdat, 1986, 408 p. (in Russian).

25. Fisher H.-B, Shlenkina S.S. and Garkavi M.S. Issledovanie protsessa stareniya gipsovyih vyazhuschih [Study of the aging process of gypsum binders]. Stroitelnyie materialyi i izdeliya [Construction materials and products]. Magnitogor. gos. tehn. un-t im. G. I. Nosova. [Magnitigorsk state technical university named after G. I. Nosova]. Magnitogorsk: MGTU, 2000, pp. 43–50. (in Russian).

26. Maeva I.S., Yakovlev G.I., Pervushin G.N., Buryanov A.F., and Pustovgar A.P. Strukturirovanie angidritovoy matritsyi nanodispersnyimi dobavkami [Structuring of the anhydrite matrix with nanodispersed additives]. Stroitelnyie materialy [Construction materials]. 2009, no. 6, pp. 4–5. (in Russian).

27. Derevianko V.N., Kondratieva N.V., Sanitskiy N.V. and Hryshko H.M. Investigation of nanomodified hemihydrate calcium sulfate hydration processes. Meridian Ingineresc. 2016, vol. 4, pp. 37–41.

28. Derevianko V.M. Kondratieva N.V. and Hryshko H.M. The effect of carbon nanotube additives on the structure and properties of calcium sulfate hemihydrates. Visnik Odeskoi derzhavnoi akademi budivnitstva ta arhitektury [Bulletin of Odessa state academy of construction and architecture]. Odesa, 2018, iss. 71, pp. 89–93.

29. Derevyanko V.N., Chumak A.G. and Vaganov V.E. Vliyanie nanochastits na protsessyi gidratatsii poluvodnogo gipsa Stroitelnyie materialyi [Construction materials]. 2014, no. 7, pp. 22–24. (in Russian).

30. Derevyanko V.N., Moroz L.V., Moroz V.Yu., Kushnerova L.A. and Grishko A.N. Nanomodifitsirovannoe gipsovoe vyazhuschee [Nano-modified gypsum binder]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie [Construction, material engineering, engineering]. Pridnepr. gos. akad. str-va i arhitektury [Pridneprovs’ka state academy of civil engineering and architecture]. Dnipro, 2017, no. 96, pp. 73–78. (in Russian).

31 Derevianko V., Kondratieva N. and Hryshko H. Study of the impact and mechanism of gypsum binder hydration process in the presence of nanomodifiers. French-Ukrainian Journal of Chemistry. Taras Shevchenko National University of Kyiv. 2018, vol. 6, no. 1, spec. iss. ”Hydrogen energy: towards better materials for higher efficiency”. pp. 92–100.

32. Derevyanko V.N. and. Grishko A.N. Vliyanie nanomodifikatorov na fiziko-mehanicheskie svoystva gipsovyih vyazhuschih [The influence of nano-modifiers on the physical and mechanical properties of gypsum binders]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnitstva ta arhitektury [Bulletin of Prydniprovs’ka academy of civil engineering and architecture]. Dnipro, 2017, no. 2 (227-228), pp. 62–67. (in Russian).

33. Derevyanko V.N. Hrishko A.N. and Moroz V.Yu. Vliyanie nanodobavok na gidratatsiyu gipsovyih vyazhuschih [The influence of nano-additives on the hydration of gypsum binders]. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskogo derzhavnogo universitetu zaliznichnogo transport [Bulletin of Ukraine state university of railway transport]. Kharkiv, 2018, iss. 178. pp. 88–97. (in Russian).

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Наукові дослідження

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

> >>