Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 90816 10.62980/2076-0655-2024-59-67 ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА STUDY ON THE INFLUENCE OF LOW TEMPERATURE PLASMA ON THE PROPERTIES OF HIGH STRENGTH GYPSUM BINDER ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ НА СВОЙСТВА ВЫСОКОМАРОЧНОГО ГИПСА Бруяко Михаил Герасимович Bruyako Mikhail Gerasimovich mbruyako@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Ергенян Артур Меружанович Ergenyan Arthur Meruzhanovich adan-89@mail.ru Швецова Виктория Андреевна Shvetsova Victoria Andreevna wishhuma@mail.ru Якупова Юлия Маратовна Yakupova Yulia Maratovna ju.yakupova@yandex.ru ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation 21 11 2024 21 11 2024 31 1 59 67 20 02 2024 20 03 2024 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/90816/view

В современном строительстве одним из главных векторов развития является ускорение темпов строительного производства. Использование химических добавок не всегда оправдано с технической и экономической точек зрения. Обработка сырьевых компонентов в низкотемпературной неравновесной плазме – это экологически безопасный, эффективный способ, не требующий сложной модификации и переналадки технологического оборудования. Моди-фикация сырьевых компонентов в ННТП приводит к сокращению сроков схватывания, ускорению твердения неорга-нических вяжущих, а также к повышению эксплуатационных характеристик материалов и изделий. В данной рабо-те исследовано влияние низкотемпературной плазмы на свойства высокомарочного гипса. Обработке подвергались гипсовые суспензии с концентрацией гипса 3 и 5% которые вводились в гипс с водой затворения. Доказано, что ис-пользование плазмомодифицированных гипсовых суспензий ускоряет схватывание гипсового теста до 35,5% и уве-личивает прочность гипсового камня при изгибе до 10,5%, при сжатии – до 22%.

One of the main vectors of development in modern construction is the acceleration of the pace of construction produc-tion. The use of chemical additives is not always justified from a technical and economic point of view. Processing raw ma-terials in low-temperature non-equilibrium plasma is an environmentally safe, effective method that does not require com-plex modifications and re-adjustment of technological equipment. Modification of raw materials in NNTP leads to a reduc-tion in setting time, accelerated hardening of inorganic binders, as well as an increase in the performance characteristics of materials and products. In this work the effect of low-temperature plasma on the properties of high quality gypsum is investigated. Gypsum suspensions with gypsum concentration of 3 and 5% were subjected to the treatment, which were in-troduced into gypsum with mixing water. It has been proven that the use of plasma-modified gypsum suspensions acceler-ates the setting of gypsum paste by up to 35.5% and increases the flexural strength of gypsum stone to 10.5%, and compres-sion strength to 22%.

 гипсовое тесто гипсовый камень неравновесная низкотемпературная плазма (ННТП) плазмомодификация гипсовой суспензии прочность сроки схватывания gypsum paste gypsum stone nonequilibrium low-temperature plasma (NLTP) plasma modification of gypsum suspension strength setting time Работа выполнена в НИУ МГСУ в рамках реализации Программы развития университета «ПРИОРИТЕТ 2030». Проект 3.1 «Научный прорыв в строительной отрасли – новые технологии, новые материалы, новые методы». The work was carried out at NIU MSCU within the framework of the University Development Program “PRIORITY 2030”. Project 3.1 “Scientific breakthrough in the construction industry - new technologies, new materials, new methods”.

Пат. 187713 Российская Федерация, МПК H05H 1/24 (2006.01). Плазмохимический генератор для ак-тивации водных дисперсных суспензий и сухих дис-персных материалов / Бруяко М.Г., Беликов С.С., Ма-тюшин Е.В.; заявитель и патентообладатель НИУ МГСУ - № 2018139191; заявл. 07.11.2018; опубл.15.03.2019, Бюл. №8. Pat. 187713 Rossiyskaya Federaciya, MPK H05H 1/24 (2006.01). Plazmohimicheskiy generator dlya ak-tivacii vodnyh dispersnyh suspenziy i suhih dis-persnyh materialov / Bruyako M.G., Belikov S.S., Ma-tyushin E.V.; zayavitel' i patentoobladatel' NIU MGSU - № 2018139191; zayavl. 07.11.2018; opubl.15.03.2019, Byul. №8. Фолимагина О.В. Разработка строительных мате-риалов на основе магнитомеханически активирован-ной водогипсовой суспензии: дисс.канд. техн. наук: 05.23.05: защищена 23.12.2011/ Фолимагина Ольга Васильевна. - Пенза, 2011. – 164 с. – Библиогр.: с.147-162. – 04201252006. Folimagina O.V. Razrabotka stroitel'nyh mate-rialov na osnove magnitomehanicheski aktivirovan-noy vodogipsovoy suspenzii: diss.kand. tehn. nauk: 05.23.05: zaschischena 23.12.2011/ Folimagina Ol'ga Vasil'evna. - Penza, 2011. – 164 s. – Bibliogr.: s.147-162. – 04201252006. Карасёва Я. А. Повышение эффективности цемент-ных дисперсных систем водой в метастабильном со-стоянии: дисс.канд. техн. наук: 05.03.05: защищена 17.12.2008/ Карасева Яна Анатольевна. - Пенза, 2008. – 154 с. Karaseva Ya. A. Povyshenie effektivnosti cement-nyh dispersnyh sistem vodoy v metastabil'nom so-stoyanii: diss.kand. tehn. nauk: 05.03.05: zaschischena 17.12.2008/ Karaseva Yana Anatol'evna. - Penza, 2008. – 154 s. Козлова И.В. Опыт применения наноразмерных ча-стиц в производстве строительных материалов // Тех-ника и технология силикатов. 2021. Т. 28. №3. С. 81 – 87. Kozlova I.V. Opyt primeneniya nanorazmernyh cha-stic v proizvodstve stroitel'nyh materialov // Teh-nika i tehnologiya silikatov. 2021. T. 28. №3. S. 81 – 87. Классен В.И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия, 1982. 296 с. Klassen V.I. Omagnichivanie vodnyh sistem. - M.: Himiya, 1982. 296 s. Горленко Н.П. Низкоэнергетическая активация дисперсных систем: монография / Н.П. Горленко, Ю.С. Саркисов. – Томск: Изд-во Том. гос. архит. строит. ун-та, 2011. – 264 с. Gorlenko N.P. Nizkoenergeticheskaya aktivaciya dispersnyh sistem: monografiya / N.P. Gorlenko, Yu.S. Sarkisov. – Tomsk: Izd-vo Tom. gos. arhit. stroit. un-ta, 2011. – 264 s. Соболь С. В. Фрактальные параметры водных объ-ектов [Текст]: монография / С. В. Соболь; Нижегор. гос. архитектур. - стро-ит.ун - т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2019. – 232 с. ISBN 978-5-528-00344-3. Sobol' S. V. Fraktal'nye parametry vodnyh ob'-ektov [Tekst]: monografiya / S. V. Sobol'; Nizhegor. gos. arhitektur. - stro-it.un - t. – N. Novgorod: NNGASU, 2019. – 232 s. ISBN 978-5-528-00344-3. Саркисов Ю.С. Особенности структуры и свойств воды в жидком агрегатном состоянии / Саркисов Ю.С., Горленко Н.П., Зубкова О.А., Саркисов Д.Ю. Техника и технология силикатов. – 2021. – Т. 28, № 1. – С. 12-17. Sarkisov Yu.S. Osobennosti struktury i svoystv vody v zhidkom agregatnom sostoyanii / Sarkisov Yu.S., Gorlenko N.P., Zubkova O.A., Sarkisov D.Yu. Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2021. – T. 28, № 1. – S. 12-17. Колесников В.А., Якушин Р.В., Бродский В.А., Ба-бусенко Е.С., Чистолинов А.В. Исследование инакти-вации болезнетворных микроорганизмов в воде воз-действием низкотемпературной плазмы // Гигиена и санитария. - 2016. - Т. 95, №6. - С. 588-592. Kolesnikov V.A., Yakushin R.V., Brodskiy V.A., Ba-busenko E.S., Chistolinov A.V. Issledovanie inakti-vacii boleznetvornyh mikroorganizmov v vode voz-deystviem nizkotemperaturnoy plazmy // Gigiena i sanitariya. - 2016. - T. 95, №6. - S. 588-592. Пшеничный Г.Н. Этюды отвердевания строитель-ного гипса Техника и технология силикатов. – 2021. – Т. 28, № 1. – С. 2-6. Pshenichnyy G.N. Etyudy otverdevaniya stroitel'-nogo gipsa Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2021. – T. 28, № 1. – S. 2-6. Коровяков В.Ф. Современные достижения в обла-сти создания гипсовых вяжущих // Сборник научных трудов (к 50-летию института). М.: ГУП «НИИМОС-СТРОЙ». – 2006. - 149 с. Korovyakov V.F. Sovremennye dostizheniya v obla-sti sozdaniya gipsovyh vyazhuschih // Sbornik nauchnyh trudov (k 50-letiyu instituta). M.: GUP «NIIMOS-STROY». – 2006. - 149 s. Калядин А.Ю., Налбандян Г.В., Соловьев В.Г., Богданова А.А., Ушков В.А. Плазменная модифи-кация компонентов строительных растворов - эффек-тивный метод повышения их эксплуатационных свойств // Вестник МГСУ. - 2019. - Т. 14, № 5. - С.548-558. Kalyadin A.Yu., Nalbandyan G.V., Solov'ev V.G., Bogdanova A.A., Ushkov V.A. Plazmennaya modifi-kaciya komponentov stroitel'nyh rastvorov - effek-tivnyy metod povysheniya ih ekspluatacionnyh svoystv // Vestnik MGSU. - 2019. - T. 14, № 5. - S.548-558. Бруяко М.Г., Шувалова Е.А., Золотарев М.Е., Ханмамедова Э.Н. Влияние плазмомодифицирован-ной фибры на свойства строительных композитов // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недви-жимость. - 2019. - Т. 9, № 4. - С. 716-725. Bruyako M.G., Shuvalova E.A., Zolotarev M.E., Hanmamedova E.N. Vliyanie plazmomodificirovan-noy fibry na svoystva stroitel'nyh kompozitov // Izvestiya vuzov. Investicii. Stroitel'stvo. Nedvi-zhimost'. - 2019. - T. 9, № 4. - S. 716-725. Ibragimov R.A., Korolev E.V. Technical properties of activated gypsum / International Conference on Con-struction, Architecture and Techno-sphere Safety (IC-CATS 2018), Russian Federation (IOP Conference Series: Materials Science and Engineering). - 26–28 September 2018. - South Ural State University, 2018. Volume 451, DOI: 10.1088/1757-899X/451/1/012028. Ibragimov R.A., Korolev E.V. Technical properties of activated gypsum / International Conference on Con-struction, Architecture and Techno-sphere Safety (IC-CATS 2018), Russian Federation (IOP Conference Series: Materials Science and Engineering). - 26–28 September 2018. - South Ural State University, 2018. Volume 451, DOI: 10.1088/1757-899X/451/1/012028. Sazonova N.A., Skripnikova N.K. Using the low-temperature plasma in cement production / 12th In-ternational Conference on Gas Discharge Plasmas and Their Applications. Journal of Physics: Conference Series. – 2015. - V.652. DOI:10.1088/1742-6596/652/1/012063. Sazonova N.A., Skripnikova N.K. Using the low-temperature plasma in cement production / 12th In-ternational Conference on Gas Discharge Plasmas and Their Applications. Journal of Physics: Conference Series. – 2015. - V.652. DOI:10.1088/1742-6596/652/1/012063. Nalbandyan G.V., Soloviev V.G., Ushkov V.A. Modi-fication of components of fine-grained concretes by low-temperature nonequilibrium plasma / Materials Today: Proceedings. - 2019. V.19, № 5. P. 1841-1844. DOI:10.1016/j.matpr.2019.07.024. Nalbandyan G.V., Soloviev V.G., Ushkov V.A. Modi-fication of components of fine-grained concretes by low-temperature nonequilibrium plasma / Materials Today: Proceedings. - 2019. V.19, № 5. P. 1841-1844. DOI:10.1016/j.matpr.2019.07.024. Moreau M., Orange N., Feuilloley M.G.J. Non-thermal plasma technologies: new tools for bio-decontamination. Biotechnol. Adv. – 2008. V. 26. P. 610–617. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2008.08.001. Moreau M., Orange N., Feuilloley M.G.J. Non-thermal plasma technologies: new tools for bio-decontamination. Biotechnol. Adv. – 2008. V. 26. P. 610–617. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2008.08.001. Milella A., Palumbo F. Cold plasma / Encyclopedia of Membranes. Drioli E., Giorno L., editors. Springer Berlin Heidelberg. - Berlin, Heidelberg, 2014. pp. 1–2. Milella A., Palumbo F. Cold plasma / Encyclopedia of Membranes. Drioli E., Giorno L., editors. Springer Berlin Heidelberg. - Berlin, Heidelberg, 2014. pp. 1–2. Rossi F. Sterilization and decontamination of surfaces by plasma discharges / Sterilisation of Biomaterials and Medical Devices. Simmons A., editor. - 2012. Rossi F. Sterilization and decontamination of surfaces by plasma discharges / Sterilisation of Biomaterials and Medical Devices. Simmons A., editor. - 2012. Snoeckx R., Bogaerts A. Plasma technology – a novel solution for CO2 conversion? / Chemical Society Review – 2017. – V. 46. P. 5805–5863. DOI: 10.1039/C6CS00066E. Snoeckx R., Bogaerts A. Plasma technology – a novel solution for CO2 conversion? / Chemical Society Review – 2017. – V. 46. P. 5805–5863. DOI: 10.1039/C6CS00066E. Liao X., Cullen P.J., Muhammad A.I., Jiang Z., Ye X., Liu D., Ding T. Cold plasma–based hurdle interventions: new strategies for improving food safety/ Food Engineer-ing Reviews – 2020. – V.12. – P. 321–332. DOI: 10.1007/s12393-020-09222-3. Liao X., Cullen P.J., Muhammad A.I., Jiang Z., Ye X., Liu D., Ding T. Cold plasma–based hurdle interventions: new strategies for improving food safety/ Food Engineer-ing Reviews – 2020. – V.12. – P. 321–332. DOI: 10.1007/s12393-020-09222-3. Adhikari B., Adhikari M., Ghimire B., Park G., Choi E.H. Cold atmospheric plasma-activated water irrigation induces defense hormone and gene expression in tomato seedlings / Science Reports. – 2019. - V.9. DOI: 10.1038/s41598-019-52646-z. Adhikari B., Adhikari M., Ghimire B., Park G., Choi E.H. Cold atmospheric plasma-activated water irrigation induces defense hormone and gene expression in tomato seedlings / Science Reports. – 2019. - V.9. DOI: 10.1038/s41598-019-52646-z. Thirumdas R., Kothakota A., Annapure U., Siliveru K., Blundell R., Gatt R., Valdramidis V.P. Plasma-activated water (PAW): chemistry, physico-chemical properties, applications in food and agriculture / Trends in Food Science and Technology. – 2018. – V. 77. – P. 21–31. DOI: 10.1016/j.tifs.2018.05.007. Thirumdas R., Kothakota A., Annapure U., Siliveru K., Blundell R., Gatt R., Valdramidis V.P. Plasma-activated water (PAW): chemistry, physico-chemical properties, applications in food and agriculture / Trends in Food Science and Technology. – 2018. – V. 77. – P. 21–31. DOI: 10.1016/j.tifs.2018.05.007. Применение тлеющего разряда в строительной и текстильной промышленности / С.В. Федосов, Б.Н. Мельников, М.В. Акулова, Л.В. Шарнина. Иваново: ИГХТУ, ИГАСУ, 2008. - 236 с. Primenenie tleyuschego razryada v stroitel'noy i tekstil'noy promyshlennosti / S.V. Fedosov, B.N. Mel'nikov, M.V. Akulova, L.V. Sharnina. Ivanovo: IGHTU, IGASU, 2008. - 236 s. Абдулин И.Ш., Нуруллина Г.Н., Азанова А.А. Плазменная модификация природных полимеров как фактор повышения экономической эффективности отделочного производства / Вестник Казанского тех-нологического университета. - 2014. - С. 167-168. Abdulin I.Sh., Nurullina G.N., Azanova A.A. Plazmennaya modifikaciya prirodnyh polimerov kak faktor povysheniya ekonomicheskoy effektivnosti otdelochnogo proizvodstva / Vestnik Kazanskogo teh-nologicheskogo universiteta. - 2014. - S. 167-168. Азанова А.А., Абдуллин И.Ш., Нуруллина Г.Н., Дресвянников А.Ф. Трикотажные полотна, отде-ланные с использованием низкотемпературной плаз-мы производства / Вестник Казанского технологиче-ского университета. - 2014. - С. 61-62. Azanova A.A., Abdullin I.Sh., Nurullina G.N., Dresvyannikov A.F. Trikotazhnye polotna, otde-lannye s ispol'zovaniem nizkotemperaturnoy plaz-my proizvodstva / Vestnik Kazanskogo tehnologiche-skogo universiteta. - 2014. - S. 61-62. Сердобинцев А.А., Вениг С.Б., Александров В.А., Митин Д.М., Веселов А.Г., Кирясова О.А., Елманов В.И. Формирование модифицированных материалов в потоках низкотемпературной плазмы / Известия Са-ратовского университета. Новая серия. Серия Физика. - 2013. - Т. 13, № 2. - С. 47-50. Serdobincev A.A., Venig S.B., Aleksandrov V.A., Mitin D.M., Veselov A.G., Kiryasova O.A., Elmanov V.I. Formirovanie modificirovannyh materialov v potokah nizkotemperaturnoy plazmy / Izvestiya Sa-ratovskogo universiteta. Novaya seriya. Seriya Fizika. - 2013. - T. 13, № 2. - S. 47-50.