The utilization of fluoroanhydrite for development of composite gypsum binders and dry construction mixtures for self-leveling floors

Abstract


The significant inventories of synthetic gypsum – the wastes of different productions are the promising raw material for building materials industry. In this work the waste of etching acid industry – fluoroanhydrite has been investigated. The microstructure of fluoroanhydrite binder in comparison of gypsum binder has been analyzed by scanning electron microscopy method. On the base of high-grade gypsum G-16 the composition of composite nonshrink gypsum-fluoroanhydrite binder contained 15 % of fluoroanhydrite has been selected. The mechanical properties and microstructure of gypsum-fluoroanhydrite binder that had been mechanochemically activated using such activators as fly ash, Portland cement and manganese sulfate have been explored. The activation of binder had allowed to increase its compressive strength by 46 % and to provide the value of softening coefficient no less than 0.75. On the base of activated gypsum-fluoroanhydrite binder the composition of dry mixture for self-levelling floors was selected using methods of mathematical experimental design. The optimal dosage of admixtures of hyperplastisizer, defoaming agent and setting time retarder had been found. The developed composition is nonsrink and has high strength and adhesion to concrete basement and also it is not inferior in quality to dry construction mixtures for self-levelling floors presented at the modern construction market.

Full Text

9

About the authors

S. V Leontev

Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation

A. A Taleiko

Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation

References

  1. Alfimova, N.I. Utilization of gypsum-bearing wastes in materials of the construction industry and other areas / N.I. Alfimova, S.Yu. Pirieva, A.A. Titenko // Construction Materials and Products. – 2021. – Vol. 4(1). – P. 5–17. doi: 10.34031/2618-7183-2021-4-1-5-17
  2. Bakhtin, A.S. The influence of forced carbonization on the properties of gypsum-lime systems based on secondary raw materials / A.S. Bakhtin, N.V. Lyubomirsky, S.I. Fedorkin, T.A. Bakhtina, G.R. Belenko // Construction Materials and Products. – 2021. – Vol. 4(6). – P. 69–81. doi: 10.34031/2618-7183-2021-4-6-69-81
  3. Перспективные способы утилизации и использования отходов газоочистных сооружений / И.И. Шепелев, Е.И. Жуков, Е.Н. Еськова [и др.]. // Экология и промышленность России. – 2022. – Т.26, № 6. – С. 4–9. doi: 10.18412/1816-0395-2022-6-4-9
  4. Towards the development of performance-efficient compressed earth blocks from industrial and agro-industrial by-products / M. Valenzuela [et al.] // Renewable and sustainable energy reviews. – 2024. – Vol. 194. – P. 114323. doi: 10.1016/j.rser.2024.114323
  5. A review on utilization of industrial by-products in the production of controlled low strength materials and factors influencing the properties / M. Ibrahim [et al.] // Construction and building materials. – 2022. – Vol. 325. – P. 126704. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2022.126704
  6. Дворкин, Л.И. Строительные материалы из отходов промышленности / Л.И. Дворкин. – М.: Феникс, 2007. – 368 с.
  7. Аниканова, Л.А. Эффективность использования фторангидрита в производстве стеновых и отделочных материалов / Л.А. Аниканова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2015. – № 1. – С. 163–171.
  8. Федорчук, Ю.М. Исследование свойств строительных изделий на основе техногенного ангидрита / Ю.М. Федорчук, Т.П. Малинникова // Технические науки. Фундаментальные исследования. – 2014. – № 3. – С. 46–49.
  9. Аниканова, Л.А. Сухие строительные смеси с фторангидритовым вяжущим: моногр. / Л.А. Аниканова, О.В. Волклва, А.И. Кудяков. – Томск: Изд-во Томск. гос. архит.-строит. ун-та, 2019. – 144 с.
  10. Гордашевский, П.Ф. Производство гипсовых вяжущих материалов из гипсосодержащих отходов / П.Ф. Гордашевский, А.В. Долгарев. – М.: Стройиздат, 1987. – 105 с.
  11. Бурьянов, А.Ф. Перспективы использования гипсовых и ангидритовых вяжущих для устройства стяжек полов / А.Ф. Бурьянов // Стройкомплекс-2008: тр. междунар. науч.-техн. конф. – Ижевск, 2008. – С. 160–163.
  12. Новосадов, В.К. Фторгипс – регулятор сроков схватывания цемента / В.К. Новосадов // Цементная и асбоцементная промышленность. Вып. 3. – М.: Изд-во ВНИИЭСМ, 1974. – С. 120–131.
  13. Калабина, Д.А. Безусадочные фторангидритовые композиции для устройства полов / Д.А. Калабина, Г.И. Яковлев, Н.В. Кузьмина // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. – 2021. – № 1(55). – С. 24–38. doi: 10.52409/20731523_2021_1_24
  14. Application of titanium gypsum as raw materials in cement-based self-leveling mortars / G. Wang, H. Zong, Z. Zhang, J. Sun, F. Wang, Y. Feng, S. Huang, Q. Li // Case Studies in Construction Materials. – 2023. – Vol. 19. doi: 10.1016/j.cscm.2023.e02536
  15. Yang, L. Utilization of original phosphogypsum as raw material for the preparation of self-leveling mortar / L. Yang, Y. Zhang, Y. Yan // Journal of Cleaner Production. – 2016. – Vol. 127. – P. 204–213. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.04.054
  16. Wang, Q. A novel gypsum-based self-leveling mortar produced by phosphorus building gypsum / Q. Wang, R. Jia // Construction and Building Materials. – 2019. – 226. – P. 11–20. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.289
  17. Preparation of self-leveling mortar based on anhydrite-II phosphogypsum / Y. Zhang, J. Yang, Y. Liu, B. Liu, F. Zhao // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. – 2021. – Vol. 2076(1). doi: 10.1088/1742-6596/2076/1/012035
  18. Use of an ellipsoidal subregion of interest in the space of mixture components to the optimization of a fluoroanhydrite-based self-leveling floor composition / F. Rais [et al.] // Chemometrics and intelligent laboratory systems. – 2004. – Vol. 74(2). – P. 253–261. doi: 10.1016/j.chemolab.2004.04.017
  19. Фишер, Х.-Б. Влияние активаторов твердения на свойства природного ангидрита / Х.-Б. Фишер, Б.Б. Второв // II Междунар. совещание по химии и технологии цемента. Обзорные доклады. Т. 2. – М., 2000. – С. 53–61.
  20. Anikanova, L.A. Zur Eigenschaftsbeeinflussung bei der Herstellung von Baumaterialien unter Verwendung von Fluoranhydrit / L.A. Anikanova, A.I. Kudyakov, V.H. Safronov // Internationale Baustofftagung Ibausil. – Weimar: Bauhaus-Universitat, 2006. – P. 0749–0758.
  21. Влияние сульфата и сульфита натрия на процессы структурообразования фторангидритовых композиций / А.И. Кудяков, Л.А. Аниканова, В.В. Редлих [и др.]. // Строительные материалы. – 2012. – № 10. – С. 50–53.
  22. Велтаури, Т.Х. О влиянии добавок на гидратацию ангидрита / Т.Х. Велтаури, В.Б. Ратинов // Сб. тр. ВНИИ строительных материалов и конструкций. – 1989. – № 67. – С. 59–66.
  23. Реологическая активация фторангидритовых композиций эфирами поликарбоксилата / Д.А. Калабина, Г.И. Яковлев, Р.И. Дрохитка [и др.] // Строительные материалы. – 2020. – Т. 1-2. – С. 38–47. doi: 10.31659/0585-430X-2020-778-1-2-38-47
  24. Болдырев, В.В. Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ / В.В. Болдырев. – Новосибирск: Наука, 1983. – 64 с.
  25. Бондаренко, С.А. Модифицированное фторангидритовое вяжущее и строительные материалы на его основе: автореф. дис. … канд. техн. наук / С.А. Бондаренко. – Челябинск, 2008. – 21 с.
  26. Рецептурный справочник по сухим строительным смесям. – 2-е изд., перераб. и доп. / В.И. Корнеев, П.В. Зозуля, И.Н. Медведева [и др.]. – СПб.: Квинтет, 2021. – 302 с.

Statistics

Views

Abstract - 43

PDF (Russian) - 37

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2025 Leontev S.V., Taleiko A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies