ВЛИЯНИЕ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ КАРБОНИЗАЦИИ НА СВОЙСТВА ГИПСОИЗВЕСТКОВЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-6-69-81
Использование вторичного сырья для производства строительных материалов является современным трендом в решении экологических задач. В Республике Крым на различных предприятиях в большом количестве скопились отвалы вторичного сырья – фосфогипса и известковой пыли. Анализ фосфогипса, находившегося в отвалах более 5 лет показал, что по своим качественным показателям его можно отнести ко 2-му сорту в соответствии с ГОСТ 4013-2019, а удельная эффективная активность ЕРН (Аэфф) соответствует I классу материалов, что делает его пригодным для производства гипсовых вяжущих. Опытные образцы-цилиндры изготавливали из смеси фосфогипса с известковой пылью состава 1:1 при давлении 30 МПа и далее подвергали твердению по трем схемам, с целью разделения прохождения различных типов твердения и исследования каждого из них на физико-механические свойства полученного материала. Анализ экспериментальных данных позволил установить эффективность одновременного протекания в системе двух типов твердения – карбонатного и гидратационного для известкового и фосфогипсового компонентов сырьевой смеси соответственно. В результате организации смешанного типа твердения гипсоизвесткового вяжущего, в течение 90 минут получены образцы прочностью при сжатии 26,5 МПа и коэффициентом размягчения 0,63. Образующийся в процессе карбонат кальция, являющийся продуктом реакции между гидроксидом кальция и углекислым газом, существенно повышает водостойкость продуктов гидратации гипсового вяжущего. Установлено, что при оптимальном сочетании технологических факторов и условий твердения, возможно существенное повышение физико-механических характеристик карбонизированного материала в короткие временные сроки.
1. Ekolu S.O. A review on effects of curing, sheltering, and CO2 concentration upon natural carbonation of concrete // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 127. P. 306 – 320.
2. Ruan S., Unluer C. Influence of mix design on the carbonation, mechanical properties and microstructure of reactive MgO cement-based concrete // Cement and Concrete Composites. 2017. Vol. 80. P. 104 – 114.
3. Possan E., Thomaz W.A., Aleandri G.A., Felix E.F., C.P. dos Santos A. CO2 uptake potential due concrete carbonation: A case study // Case Studies in Construction Materials. 2017. Vol. 6. P. 147 – 161.
4. Scrivener K.L., JohnV.M., GartnerE.M. Eco-efficient cements: Potential economically viable solutions for a low-CO2 cement-based materials industry // Cement and Concrete Research. 2018. Vol. 114. P. 2 – 26.
5. Jang J.G., Kim G.M., Kim H.J., Lee H.K. Review on recent advances in CO2 utilization and sequestration technologies in cement-based materials // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 127. P. 762 – 773.
6. Хохряков О.В., Хозин В.Г., Харченко И.Я., Газданов Д.В. Цементы низкой водопотребности – путь эффективного использования клинкера и минеральных наполнителей в бетонах // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. В. 10 (109). С. 1145 – 1152.
7. Schneider M, Romer M, Tschudin M, Bolio H. Sustainable cement production-present and future // Cement and Concrete Research. 2011. Vol. 41 (7). P. 642 – 650.
8. Panesar D.K., Mo L. Properties of binary and ternary reactive MgO mortar blends subjected to CO2 curing // Cement and Concrete Composites. 2013. Vol. 38. P. 40 – 49.
9. Maddalena R., Roberts J.J., Hamilton A. Can Portland cement be replaced bylow-carbon alternative materials? A study on the thermal properties and carbon emissions of innovative cements // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 186. P. 933 – 942.
10. Польманн Х. Пути сокращения выбросов СО2 при производстве альтернативных цементов // Цемент и его применение. 2016. № 2. С. 89 – 101.
11. Петропавловская В.Б. Повышение эффективности использования отходов пылеочистки базальтовых производств // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: «Строительство. Электротехника и химические технологии». 2020. № 1 (5). С. 25 – 33.
12. Петропавловская В.Б., Новиченкова Т.Б., Завадько М.Ю. Повышение прочности гипсовых строительных материалов и изделий путем принудительной карбонизации // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения. 2017. № 1. С. 26 – 30.
13. Чернышева Р.А. Переработка фосфогипса в высококачественные вяжущие материалы // Строительные материалы. 2008. № 8. C. 4 – 7.
14. Бахтина Т.А., Любомирский Н.В., Бахтин А.С., Николаенко В.В. Получение строительных материалов на основе доломитовой извести ускоренного твердения за счет принудительной карбонизации // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 1. C. 43 – 57.
15. Любомирский Н.В., Бахтин А.С., Бахтина Т.А., Николаенко В.В. Строительные материалы на основе известковой пыли и мелкодисперсного известняка // Строительство и реконструкция. 2020. № 4 (90). C. 112 – 121.
16. Lyubomirskiy N., Bakhtin A., Fic S., Szafraniec M., Bakhtinа T. Intensive Ways of Producing Carbonate Curing Building Materials Based on Lime Secondary Raw Materials // Materials. 2020. № 13. P. 2304.
17. Van Balen K. Carbonation reaction of lime, kinetics at ambient temperature // Cement & Concrete Research. 2005. Vol. 35. Issue 4. P. 647 – 657.
Бахтин А.С., Любомирский Н.В., Федоркин С.И., Бахтина Т.А., Биленко Г.Р. Влияние принудительной карбонизации на свойства гипсоизвестковых систем на основе вторичного сырья // Строительные материалы и изделия. 2021. Том 4. № 6. С. 69 – 81. DOI: 10.34031/2618-7183-2021-4-6-69-81 https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-6-69-81