Construction MaterialsConstruction MaterialsСтроительные материалы0585-430X2658-6991Stroymaterialy63598010.31659/0585-430X-2024-821-1-2-110-114Modern concretesСовременные бетоныResearch ArticleThe Effect of Additives Regulating the Setting Time on the Resistance of Chloromagnesial Composites to Cracking During Prolonged Water SaturationВлияние добавок – регуляторов сроков схватывания на стойкость хлормагнезиальных композитов к растрескиванию при длительном водонасыщенииAverinaG. F.АверинаГ. Ф.
Russian Federation

Candidate of Sciences (Engineering)

канд. техн. наук

avergf@gmail.comKoshelevV. A.КошелевВ. А.
Russian Federation

Graduate student

аспирант

vasilikosh@gmail.comKramarL. Ya.КрамарЛ. Я.
Russian Federation

Doctor of Sciences (Engineering)

д-р техн. наук

kramarli@susu.ruSouth Ural State University (National Research University)Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)070220241-21101141209202412092024Copyright ©; 2024,Copyright ©; 2024, ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ"2024ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ"https://journals.eco-vector.com/0585-430X/article/view/635980

The resistance of chloromagnesial composites to prolonged water saturation is determined by the softening coefficient and the tendency to cracking. Technological methods for preventing the cracking of a magnesia binder stone in contact with water have a number of disadvantages, in particular, related to their difficult reproducibility in production conditions. This study is devoted to the search for additives that make it possible to regulate the processes of structure formation of chloro-magnesial composites in order to form predominantly stable phases evenly distributed in volume during prolonged saturation with water. In the course of the work, standard methods were used to study the properties of dough and astringent stone, as well as microcalorimetry. As a result, it was found that the addition of sodium tripolyphosphate significantly slows down the setting time of the chloromagnesial composition, but eliminates the tendency of the artificial stone obtained from it to crack during prolonged water saturation.

Стойкость хлормагнезиальных композитов к длительному водонасыщению определяется показателями коэффициента размягчения и склонностью к растрескиванию. Технологические способы предотвращения растрескивания камня магнезиального вяжущего при контакте с водой имеют ряд недостатков, в частности связанных с их затрудненной воспроизводимостью в производственных условиях. Данное исследование посвящено поиску добавок, позволяющих регулировать процессы структурообразования хлормагнезиальных композитов с целью формирования преимущественно стабильных фаз, равномерно распределенных в объеме при длительном насыщении водой. В ходе работы применяли стандартные методики исследования свойств теста и камня вяжущего, а также микрокалориметрию. В результате установлено, что добавка триполифосфата натрия способствует значительному замедлению сроков схватывания хлормагнезиальной композиции, но устраняет склонность полученного из нее искусственного камня к растрескиванию при длительном водонасыщении.

magnesia bindersdolomite binderssodium tripolyphosphatechemical additivescrack resistanceresistance to prolonged water saturationstabilization of the structureмагнезиальные вяжущиедоломитовые вяжущиетриполифосфат натрияхимические добавкитрещиностойкостьстойкость к длительному водонасыщениюстабилизация структурыVinnichenko V.I., Ryazanov A.N. Resource- and energy-saving binders from dolomite waste. Energy- and resource-saving environmentally friendly chemical-technological processes for environmental protection. Belgorod. November 24–25, 2015, pp. 22–32. (In Russian).Винниченко В.И., Рязанов А.Н. Ресурсо- и энерго- сберегающие вяжущие из отходов доломита. Энерго- и ресурсосберегающие экологически чистые химико-технологические процессы защиты окружающей среды. Белгород. 24–25 ноября 2015. С. 22–32.Nosov A.V. High-strength dolomite binder. Vestnik of the South Ural State University. Series: Construction and architecture. 2013. Vol. 13. No. 1, pp. 30–37. (In Rissian).Носов А.В. Высокопрочное доломитовое вяжущее // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Строительство и архитектура. 2013. Т. 13. № 1. С. 30–37.Uryasheva N.N., Kovaleva O.I., Kovalev N.V. Research of the magnesia cement stability to the impact of corrosive biological environments. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 451. No. 1. 012035. DOI 10.1088/1757-899X/451/1/012035Lauermannová A.M., Lojka M., Jankovský O., Faltysová I., Pavlíková M., Pivák A., Záleská M., Pavlík Z. High-performance magnesium oxychloride composites with silica sand and diatomite. Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 11, pp. 957–969. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.01.028Khalil A., Wang X., Celik K. 3D printable magnesium oxide concrete: towards sustainable modern architecture. Additive Manufacturing. 2020. Vol. 33. 101145. https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101145Nosov A.V., Chernykh T.N., Kramar L.Ya. Additives-intensifiers for dolomite firing. Science SUSU. Sections of technical sciences: materials of the 66th scientific conference. Chelyabinsk. 2014, pp. 998–1002. (In Russian).Носов А.В., Черных Т.Н., Крамар Л.Я. Добавки-интенсификаторы обжига доломита. Наука ЮУрГУ. Секции технических наук: Материалы 66-й научной конференции. Челябинск, 2014. С. 998–1002.Khuziakhmetov R.Kh. Technology of magnesium binders from dolomite powder and assessment of the quality of firing products. Vestnik of the Kazan Technological University. 2013. Vol. 16. No. 7, pp. 101–107. (In Russian).Хузиахметов Р.Х. Технология магнезиальных вяжущих из доломитового порошка и оценка качества продуктов обжига // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 7. С. 101–107.Kramar L.Ya., Chernyh T.N., Trofimov B.Ya. Peculiarities of hardening of magnesium binder. Cement i ego primenenie. 2006. No. 5, pp. 58–61. (In Russian).Крамар Л.Я., Черных Т.Н., Трофимов Б.Я. Особенности твердения магнезиального вяжущего // Цемент и его применение. 2006. № 5. С. 58–61.Kramar L.Ya., Nuzhdin S.V., Trofimov B.Ya. Compositions based on magnesium binder, not prone to cracking during operation. Vestnik of the South Ural State University. Series: Construction and architecture. 2007. No. 14 (86), pp. 15–17. (In Russian).Крамар Л.Я., Нуждин С.В., Трофимов Б.Я. Композиции на основе магнезиального вяжущего, не склонные при эксплуатации к растрескиванию // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Строительство и архитектура. 2007. № 14 (86). С. 15–17.Elenova A.A., Krivoborodov Yu.R. Influence of hydrodynamically activated crystalline hydrate additive on hydration and hardening of cement stone. Uspekhi v khimii i khimicheskoi tekhnologii. 2016. Vol. 30. No. 7 (176), pp. 36–38. (In Russian).Еленова А.А., Кривобородов Ю.Р. Влияние гидродинамически активированной добавки кристаллогидрата на гидратацию и твердение цементного камня // Успехи в химии и химической технологии. 2016. Т. 30. № 7 (176). С. 36–38.Krivoborodov Yu.R., Boiko A.A. Influence of mineral additives on the hydration of aluminous cement. Tekhnika i tekhnologiya silikatov. 2011. Vol. 18. No. 4, pp. 12–15. (In Russian).Кривобородов Ю.Р., Бойко А.А. Влияние минеральных добавок на гидратацию глиноземистого цемента // Техника и технология силикатов. 2011. Т. 18. № 4. С. 12–15.Guvalov A.A., Kabus’ A.V., Usherov-Marshak A.V. Influence of organomineral additives on early hydration of cement. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2013. No. 9, pp. 94–95. (In Russian).Гувалов А.А., Кабусь А.В., Ушеров-Маршак А.В. Влияние органоминеральной добавки на раннюю гидратацию цемента // Строительные материалы. 2013. № 9. С. 94–95.Ba H., Guan H. Influence of MgO/MgCl2 molar ratio on phase stability of magnesium oxychloride cement. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 2009. Vol. 24. No. 3, pp. 476–481. https://doi.org/10.1007/s11595-009-3476-3Murashkevich A.N. Khimicheskaya tekhnologiya materialov i izdeliy elektronnoy tekhniki [Chemical technology of materials and electronic products]. Minsk: BGTU. 2013. 297.Мурашкевич А.Н. Химическая технология материалов и изделий электронной техники. Минск: БГТУ, 2013. 297 с.Averina G.F., Koshelev V.A., Kramar L.Y. Combined roasting of raw materials modified by additives-intensifiers in form of low humidity sludge. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 687. Iss. 2. 022038. DOI: 10.1088/1757-899X/687/2/022038Averina G.F., Katasonova A.V., Zimich V.V., Chernykh T.N. Increasing the water resistance of magnesium stone for hardening backfill mixtures from technogenic dolomites. Vestnik of the South Ural State University. Series: Construction and architecture. 2016. Vol. 16. No. 2, pp. 28–32. (In Russian).Аверина Г.Ф., Катасонова А.В., Зимич В.В., Черных Т.Н. Повышение водостойкости магнезиального камня для твердеющих закладочных смесей из техногенных доломитов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер.Строительство и архитектура. 2016. Т. 16. № 2. С. 28–32.