Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 90154 10.62980/2076-0655-2024-262-273 wxieid ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА SELF-STRENGTHENED GYPSUM COMPOSITIONS BASED ON FLY ASH САМОУПРОЧНЕННЫЕ ГИПСОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ЗОЛ-УНОСА Петропавловский Кирилл Сергеевич Petropavlovskii Kirill Sergeevich kspetropavlovsky@gmail.com Каляскин Петр Александрович Kalyaskin Pyotr Aleksandrovich kaliaskinp@gmail.com Петропавловская Виктория Борисовна Petropavlovskaya Victoria Borisovna victoriapetrop@gmail.com Новиченкова Татьяна Борисовна Novichenkova Tatiana Borisovna tanovi.69@mail.ru 07 11 2024 07 11 2024 31 3 262 273 20 08 2024 10 09 2024 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/90154/view

Данная работа посвящена исследованиям самоупрочнённого гипсового камня, обладающего повышенными прочностными показателями и низкой ползучестью благодаря армированию гипсовой матрицы нитевидными кристаллами эттрингита. Однако при данном способе самоупрочнения могут возникать трудности с обеспечением достаточного объема щелочной среды при использовании насыщенного раствора гидроксида кальция, получаемого гашением воздушной кальциевой извести. Упрощение способа достигается при замене насыщенных растворов извести порошковидными смесями зол-уноса, улавливаемых электрофильтационными системами при сжигании углей Канско-Ачинского буроугольного бассейна на тепловых электростанциях. Гипсовый композит на основе зол-уноса обладает повышенной прочностью, что подтверждает возможность эффективного использования зол-уноса от сжигания бурых углей в строительных гипсовых композитах, применяемых для создания конструктивных элементов зданий. По данным исследования результатов микроскопических съемок получаемой самоупрочнённой структуры, формирующаяся гипсовая матрица становится более плотной с разнонаправленными по расположению кристаллами и включенными в работу микросферами золы-уноса. Утилизация отходов зол-уноса в составе упрочненных композитов позволяет не только упростить способ самоупрочнения, снизить затраты, но и решить проблему утилизации химически активной золы.

This work is devoted to the study of self-reinforced gypsum stone with increased strength properties and low creep due to the reinforcement of the gypsum matrix with filiform ettringite crystals. However, with this method of self-reinforcement, difficulties may arise in providing a sufficient volume of an alkaline medium when using a saturated solution of calcium hydroxide obtained by slaking air calcium lime. The method is simplified by replacing saturated lime solutions with powder mixtures of fly ash captured by electrostatic precipitator systems during combustion of coals from the Kansk-Achinsk brown coal basin at thermal power plants. Gypsum composite based on fly ash has increased strength, which confirms the possibility of effective use of fly ash from the combustion of brown coal in building gypsum composites used to create structural elements of buildings. According to the study of the results of microscopic imaging of the resulting self-reinforced structure, the forming gypsum matrix becomes denser with differently directed crystals and fly ash microspheres included in the work. Utilization of fly ash waste in the composition of reinforced composites allows not only to simplify the method of self-reinforcement, reduce costs, but also to solve the problem of recycling chemically active ash.

 гипс зола-унос упрочнение структура gypsum compositions fly ash waste from thermal power plants structure hardening reinforcement Работа выполнена в ТвГТУ при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках соглашения № 24-49-03004. The work was carried out at TvSTU with the financial support of the Russian Science Foundation under agreement No. 24-49-03004.

Коротких Д.Н. Дисперсное армирование структуры бетона при многоуровневом трещинообразовании // Строительные материалы. – 2011. № 3. – С. 96-99. Korotkih D.N. Dispersnoe armirovanie struktury betona pri mnogourovnevom treschinoobrazovanii // Stroitel'nye materialy. – 2011. № 3. – S. 96-99. Emerging waste-to-wealth applications of fly ash for environmental remediation: A review / T.N. Hong-Ha [et al.] // Environmental Research. – 2023. No. 227. – Рр. 115800. DOI: 10.1016/j.envres.2023.115800 Emerging waste-to-wealth applications of fly ash for environmental remediation: A review / T.N. Hong-Ha [et al.] // Environmental Research. – 2023. No. 227. – Rr. 115800. DOI: 10.1016/j.envres.2023.115800 Огородникова Е.Н., Николаева С.К. Литогенетические особенности техногенных отложений золошлакоотвалов // Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода. – 2005. № 66. – С. 65-74. Ogorodnikova E.N., Nikolaeva S.K. Litogeneticheskie osobennosti tehnogennyh otlozheniy zoloshlakootvalov // Byulleten' Komissii po izucheniyu chetvertichnogo perioda. – 2005. № 66. – S. 65-74. Ларионова Н.А. Влияние химико-минерального со-става активных зол на процессы твердения зольных и зологрунтовых смесей // Инженерная геология. – 2018. Т. XIII, № 3. – С. 74-85. DOI: 10.25296/1993-5056-2018-13-3-74-85. Larionova N.A. Vliyanie himiko-mineral'nogo so-stava aktivnyh zol na processy tverdeniya zol'nyh i zologruntovyh smesey // Inzhenernaya geologiya. – 2018. T. XIII, № 3. – S. 74-85. DOI: 10.25296/1993-5056-2018-13-3-74-85. Огородникова Е.Н., Барабошкина Т.А., Николаева С.К. Особенности минерального состава золошлако-отвалов – продуктов техногенеза // Вестник РУДН. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2011. № 3. – С. 20-24. Ogorodnikova E.N., Baraboshkina T.A., Nikolaeva S.K. Osobennosti mineral'nogo sostava zoloshlako-otvalov – produktov tehnogeneza // Vestnik RUDN. Seriya: Ekologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. – 2011. № 3. – S. 20-24. Vafaeva K.H., Shinkareva M. Overview of the world experience in using fly ash as a secondary resource and features of its application in the Russian Federation // AlfaBuild. – 2023. No.26. – Рр. 2604. DOI: 10.57728/ALF.26.4 Vafaeva K.H., Shinkareva M. Overview of the world experience in using fly ash as a secondary resource and features of its application in the Russian Federation // AlfaBuild. – 2023. No.26. – Rr. 2604. DOI: 10.57728/ALF.26.4 Зайцева Ю.П. Поведение химических элементов при сжигании углей, при транспортировке и хранении золошлаков (на примере Березовской ГРЭС) // Проблемы геологии и освоения недр: труды XIX Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 70-летнему юбилею Победы советского народа над фашистской Германией. – Томск: ТПУ, 2015. – С. 619-620. Zayceva Yu.P. Povedenie himicheskih elementov pri szhiganii ugley, pri transportirovke i hranenii zoloshlakov (na primere Berezovskoy GRES) // Problemy geologii i osvoeniya nedr: trudy XIX Mezhdunarodnogo simpoziuma imeni akademika M. A. Usova studentov i molodyh uchenyh, posvyaschennogo 70-letnemu yubileyu Pobedy sovetskogo naroda nad fashistskoy Germaniey. – Tomsk: TPU, 2015. – S. 619-620. Sithole T., Mashifana T., Mahlangu D., Tchadjié L. Effect of binary combination of waste gypsum and fly ash to produce building bricks // Sustainable Chemistry and Pharmacy. – 2023. No. 31. – Рр. 100913. DOI: 10.1016/j.scp.2022.100913 Sithole T., Mashifana T., Mahlangu D., Tchadjié L. Effect of binary combination of waste gypsum and fly ash to produce building bricks // Sustainable Chemistry and Pharmacy. – 2023. No. 31. – Rr. 100913. DOI: 10.1016/j.scp.2022.100913 Panda L., Dash S. Characterization and utilization of coal fly ash: a review // Emerging Materials Research. – 2020. Vol. 9, Iss. 3. – Рр. 921-934. DOI: 10.1680/jemmr.18.00097 Panda L., Dash S. Characterization and utilization of coal fly ash: a review // Emerging Materials Research. – 2020. Vol. 9, Iss. 3. – Rr. 921-934. DOI: 10.1680/jemmr.18.00097 Usanova Y.K, Barabanshchikov Iu.G., Uhanov A.V., Kalachev A.I. Neutralization of high-calcium fly ash ex-pansion // Construction of Unique Buildings and Structures. – 2022. No. 103. – Рр. 10302. DOI: 10.4123/CUBS.103.2 Usanova Y.K, Barabanshchikov Iu.G., Uhanov A.V., Kalachev A.I. Neutralization of high-calcium fly ash ex-pansion // Construction of Unique Buildings and Structures. – 2022. No. 103. – Rr. 10302. DOI: 10.4123/CUBS.103.2 Уфимцев В.М., Капустин Ф.Л. Клинкерные вяжущие с добавкой активированной высокоосновной золы ТЭС // Сухие строительные смеси. – 2015. № 3. – С. 44-45. Ufimcev V.M., Kapustin F.L. Klinkernye vyazhuschie s dobavkoy aktivirovannoy vysokoosnovnoy zoly TES // Suhie stroitel'nye smesi. – 2015. № 3. – S. 44-45. Ghosh А., Subbarao C. Microstructural Development in Fly Ash Modified with Lime and Gypsum // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2001. Vol. 13, Iss. 1. – Рр. 65-70. DOI: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2001)13:1(65) Ghosh A., Subbarao C. Microstructural Development in Fly Ash Modified with Lime and Gypsum // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2001. Vol. 13, Iss. 1. – Rr. 65-70. DOI: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2001)13:1(65) Puvvadi V.S., Moghal A.A.B. Role of Gypsum in the Strength Development of Fly Ashes with Lime // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2010. Vol. 23, Iss. 2. – Рр. 197-206. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000158 Puvvadi V.S., Moghal A.A.B. Role of Gypsum in the Strength Development of Fly Ashes with Lime // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2010. Vol. 23, Iss. 2. – Rr. 197-206. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000158 Drying shrinkage, strength and microstructure of alka-li-activated high-calcium fly ash using FGD-gypsum and dolomite as expansive additive / H. Sakonwan [et al.] // Cement and Concrete Composites. – 2020. No. 114. – С. 103760. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2020.103760 Drying shrinkage, strength and microstructure of alka-li-activated high-calcium fly ash using FGD-gypsum and dolomite as expansive additive / H. Sakonwan [et al.] // Cement and Concrete Composites. – 2020. No. 114. – S. 103760. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2020.103760 Петропавловский К.С. Самоармированные гипсовые материалы с комплексным модификатором: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05. М., 2020. 208 с. Petropavlovskiy K.S. Samoarmirovannye gipsovye materialy s kompleksnym modifikatorom: dis. … kand. tehn. nauk: 05.23.05. M., 2020. 208 s.