Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 119068 10.62980/2076-0655-2026-214-221 iftwsz ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА WATER RESISTANCE OF FLUOROHYDRITE COMPOSITIONS ВОДОСТОЙКОСТЬ ФТОРАНГИДРИТОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ Яковлев Григорий Иванович Yakovlev Grigory Ivanovich gyakov@istu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Первушин Григорий Николаевич Pervushin Grigory Nikolayevich pervushin61@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Бурьянов Александр Федорович Buryanov Aleksandr Fedorovich rga-service@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Баженов Кирилл Алексеевич Bazhenov Kirill Alekseevich Лисин Владимир Алексеевич Lisin Vladimir Alekseevich Vladimirlisin2@gmail.ru Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Россия Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Russian Federation Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Россия Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Russian Federation Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет Россия Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет Russian Federation Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Россия Kalashnikov Izhevsk State Technical University Russian Federation Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Ижевск Россия Kalashnikov Izhevsk State Technical University Izhevsk Russian Federation 33 3 214 221 30 03 2026 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/119068/view

Интенсивность использования материалов и конструкций на основе сульфатов кальция в строительстве требует повышение их долговечности, которая определяется степенью водостойкости гипсовых изделий. Целью данного исследования являлось повышение водостойкости формирующейся гипсовой матрицы посредством активирования фосфатом натрия фторангидрита и изучение применения его в практических целях для усиления дорожного осно-вания. Проведенными исследованиями установлено, что в структуре фторангидитовой матрицы, активированной фосфатом натрия, преобладают столбчатые (пакетные) новообразования, представленные пластинчатым двуводным гипсом, образующимся при гидратации β–CaSO4 и обеспечивающим плотный связующий каркас всей композиции. Ограниченный доступ воды в межкристаллитное пространство вяжущей матрицы на основе фторангидрита обусловлен образованием сотоподобной упаковки кристаллических новообразований имеющими прочный контакт между собой. Установлено, что фторангидрит можно использовать в качестве вяжущего взамен портландцемента для стабилизации грунта. Анализ микроструктуры грунтовой композиции показал взаимодействие гипсовой матрицы с минералами суглинка, которые формируют в структуре композиции гидросульфоалюмината кальция (эттрингита 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O), дополнительно уплотняющие композицию и придающие ей повышенную водостойкость. Показано, что использование активированного фосфатом натрия фторангидрита приводит к существенному повышению водостойкости формирующейся гипсовой матрицы, которую можно в практических целях применять для усиления дорожного основания. Одновременно при этом вследствие применения техногенного ангидрита улучшается экологическая обстановка в местах отвалов за счет утилизации побочного продукта фторангидрита при производстве плавиковой кислоты.

Wide use of calcium sulfate-based materials and structures in construction requires an increase in their durability, which is determined by the degree of water resistance of gypsum products. The purpose of this study was to increase the water resistance of the gypsum matrix by activating fluorohydrite with sodium phosphate and studying its practical application to strengthen the road foundation. This study revealed that the structure of the fluorohydrite matrix activated with so-dium phosphate is built by column-like (batch) crystals of lamellar two–water gypsum formed during hydration of β-CaSO4 and providing a dense structure of the entire composition. The limited access of water to the intercrystalline space of the fluorohydrite-based binder matrix is due to the formation of a honeycomb-like package of crystals with strong intercrystalline contact. It has been established that fluorohydrite can be used as a binder instead of Portland cement for soil stabilization. Microstructure analysis of the soil composition showed the interaction of the gypsum matrix with loam minerals with calcium hydrosulfoaluminate crystals (ettringite 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O) formation, making the composition denser and providing it with increased water resistance. It is shown that the use of sodium phosphate-activated fluorohydrite leads to a significant increase in the water resistance of the gypsum matrix, which can be used for practical purposes to strengthen the road foundation. Moreover, the use of industrial anhydrite improves the environmental situation in landfills due to the utilization of fluorohydrite byproduct in the production of hydrofluoric acid.

 фторангидрит гидросульфоалюминат кальция гипсовая матрица микроструктура композиии водостойкость суглинок стабилизация грунта. fluorohydrite calcium hydrosulfoaluminate gypsum matrix microscopy microstructure water resistance loam soil stabilization

Аниканова Л.А. Эффективность использования фторангид-рита в производстве стеновых и отделочных материалов. Вест-ник Томского ГАСУ. 2015; (1):163-171. Anikanova L.A. Effektivnost' ispol'zovaniya ftorangid-rita v proizvodstve stenovyh i otdelochnyh materialov. Vest-nik Tomskogo GASU. 2015; (1):163-171. Арасланкин, С. В. Гидратация полугидрата сульфата каль-ция: обзор и анализ моделей описания реакции / С. В. Араслан-кин, О. В. Нипрук, А. Ф. Бурьянов // Строительные материалы. – 2025. – № 8. – С. 32-36. – DOI 10.31659/0585-430X-2025-838-8-32-36. – EDN PRXSFW. Araslankin, S. V. Gidrataciya polugidrata sul'fata kal'-ciya: obzor i analiz modeley opisaniya reakcii / S. V. Araslan-kin, O. V. Nipruk, A. F. Bur'yanov // Stroitel'nye materialy. – 2025. – № 8. – S. 32-36. – DOI 10.31659/0585-430X-2025-838-8-32-36. – EDN PRXSFW. Проектирование составов гипсовых сырьевых смесей, моди-фицированных добавками техногенного происхождения на основе местной сырьевой базы / В. Б. Петропавловская, М. Ю. Завадько, Т. Б. Новиченкова [и др.] // Химия, физика и механи-ка материалов. – 2022. – № 1(32). – С. 76-90. – EDN UOADVF. Proektirovanie sostavov gipsovyh syr'evyh smesey, modi-ficirovannyh dobavkami tehnogennogo proishozhdeniya na osnove mestnoy syr'evoy bazy / V. B. Petropavlovskaya, M. Yu. Zavad'ko, T. B. Novichenkova [i dr.] // Himiya, fizika i mehani-ka materialov. – 2022. – № 1(32). – S. 76-90. – EDN UOADVF. Василик П. Г., Голубев И. В. Модифицирующие добавки для сухих строительных смесей (ССС) на основе гипсовых вяжущих // Строительные материалы. – 2002, № 9. Vasilik P. G., Golubev I. V. Modificiruyuschie dobavki dlya suhih stroitel'nyh smesey (SSS) na osnove gipsovyh vyazhuschih // Stroitel'nye materialy. – 2002, № 9. Василик, П. Г. Влияние вида суперпластификатора на свой-ства комплексного вяжущего на основе гипса / П. Г. Василик, А. Ф. Бурьянов, Е. М. Макаров // Техника и технология сили-катов. – 2022. – Т. 29, № 2. – С. 168-178. – EDN DICMOS. Vasilik, P. G. Vliyanie vida superplastifikatora na svoy-stva kompleksnogo vyazhuschego na osnove gipsa / P. G. Vasilik, A. F. Bur'yanov, E. M. Makarov // Tehnika i tehnologiya sili-katov. – 2022. – T. 29, № 2. – S. 168-178. – EDN DICMOS. Оптимизация свойств ангидритовых вяжущих с активирую-щими добавками и суперпластификаторами: предел прочности при сжатии и подвижность смеси / А. Ф. Бурьянов, Е. Н. Бул-дыжова, Н. А. Лукьянова, А. В. Пузикова // Техника и техно-логия силикатов. – 2025. – Т. 32, № 1. – С. 41-49. – DOI 10.62980/2076-0655-2025-41-49. – EDN NEOFKD. Optimizaciya svoystv angidritovyh vyazhuschih s aktiviruyu-schimi dobavkami i superplastifikatorami: predel prochnosti pri szhatii i podvizhnost' smesi / A. F. Bur'yanov, E. N. Bul-dyzhova, N. A. Luk'yanova, A. V. Puzikova // Tehnika i tehno-logiya silikatov. – 2025. – T. 32, № 1. – S. 41-49. – DOI 10.62980/2076-0655-2025-41-49. – EDN NEOFKD. Полак А.Ф., Раптунович Г.С. Физико-химические основы получения высокопрочных гипсовых структур. // Тепломассо-перенос в процессах структурообразования и гидратации вя-жущих веществ: Сб. научн. трудов. - Минск, 1961. - С. 28 - 37. Polak A.F., Raptunovich G.S. Fiziko-himicheskie osnovy polucheniya vysokoprochnyh gipsovyh struktur. // Teplomasso-perenos v processah strukturoobrazovaniya i gidratacii vya-zhuschih veschestv: Sb. nauchn. trudov. - Minsk, 1961. - S. 28 - 37. Самченко, С. В. Формирование и генезис структуры цемент-ного камня : монография / С. В. Самченко. — М.: Московский государственный строительный университет, Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ, – 2016. — 284 c. — ISBN 978-5-7264-1313-6. — Текст: электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS: [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/49874.html Samchenko, S. V. Formirovanie i genezis struktury cement-nogo kamnya : monografiya / S. V. Samchenko. — M.: Moskovskiy gosudarstvennyy stroitel'nyy universitet, Ay Pi Er Media, EBS ASV, – 2016. — 284 c. — ISBN 978-5-7264-1313-6. — Tekst: elektronnyy // Elektronno-bibliotechnaya sistema IPR BOOKS: [sayt]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/49874.html Erofeev V.T., Kaznacheev S.V., Pankratova E.V., Seleznev V.A., Tyuryahina T.P. Physical and mechanical properties of pre-bound aggregate composites // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. Vol. 18. No. 5, pp. 399–406. Erofeev V.T., Kaznacheev S.V., Pankratova E.V., Seleznev V.A., Tyuryahina T.P. Physical and mechanical properties of pre-bound aggregate composites // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. Vol. 18. No. 5, pp. 399–406. Яковлев Г.И. Структурная организация межфазных слоев при создании кристаллогидратных композиционных материа-лов. Дис. доктора техн. наук. Пермь, 2004. Yakovlev G.I. Strukturnaya organizaciya mezhfaznyh sloev pri sozdanii kristallogidratnyh kompozicionnyh materia-lov. Dis. doktora tehn. nauk. Perm', 2004. Грахов В.П., Первушин Г.Н., Калабина Д.А., Яковлев Г.И., Гордина А.Ф., Баженов К.А., Кузьмина Н.В. Высокопрочное фторангидритовое вяжущее, способ получения высокопрочно-го фторангидритового вяжущего и композиции на его основе (варианты). Патент на изобретение RU 2723788 C1, 17.06.2020. Заявка № 2019109289 от 29.03.2019. Grahov V.P., Pervushin G.N., Kalabina D.A., Yakovlev G.I., Gordina A.F., Bazhenov K.A., Kuz'mina N.V. Vysokoprochnoe ftorangidritovoe vyazhuschee, sposob polucheniya vysokoprochno-go ftorangidritovogo vyazhuschego i kompozicii na ego osnove (varianty). Patent na izobretenie RU 2723788 C1, 17.06.2020. Zayavka № 2019109289 ot 29.03.2019. Горшков В.С., Савельев В.Г., Абакумов А.В. Вяжущие, керамика и стеклокристаллические материалы: структура и свойства. Справ. пособие М.: Стройиздат, 1994. 584 с. Gorshkov V.S., Savel'ev V.G., Abakumov A.V. Vyazhuschie, keramika i steklokristallicheskie materialy: struktura i svoystva. Sprav. posobie M.: Stroyizdat, 1994. 584 s. Яковлев Г.И. Ангелич З.С., Бурьянов А.Ф., Гинчицкая Ю.Н., Украинцева В.М., Юхнин В.А., Быков К.Ю., Будаев А.В. Конструкционно-теплоизоляционные композиции на основе отходов пенополиэтилена. Строительные материалы, 2025, № 5, c. 13-19. Yakovlev G.I. Angelich Z.S., Bur'yanov A.F., Ginchickaya Yu.N., Ukrainceva V.M., Yuhnin V.A., Bykov K.Yu., Budaev A.V. Konstrukcionno-teploizolyacionnye kompozicii na osnove othodov penopolietilena. Stroitel'nye materialy, 2025, № 5, c. 13-19. Александров А.М., Яковлев Г.И., Гордина А.Ф., Саидова З.С., Бекмансуров М.Р. Стабилизация грунтовых оснований дорог фторангидритовой композицией. Цемент и его применение, 2023, № 5 – С. 74 - 77. Aleksandrov A.M., Yakovlev G.I., Gordina A.F., Saidova Z.S., Bekmansurov M.R. Stabilizaciya gruntovyh osnovaniy dorog ftorangidritovoy kompoziciey. Cement i ego primenenie, 2023, № 5 – S. 74 - 77.