Повышение эффективности бетонных работ путем оптимизации процессов структурообразования за счет введения активных минеральных добавок в качестве компонента при помоле вяжущего позволяет существенно увеличить ресурсы вяжущих и снизить расход энергии и труда на строительство. Производство многокомпонентных вяжущих представляет собой самостоятельную ветвь строительного материаловедения.
Сочетание минеральных компонентов позволяет создать по существу новый материал, отличающийся от свойств каждого из его ингредиентов.
В процессе приготовления бетонов дорогостоящие цементы стремятся заменить дешевыми и доступными материалами, например, шлаками, золой, шламами и т.п. [1–4].
Наиболееактуальнополучениесухихвяжущих материалов, которые обладают преимуществом при транспортировании и хранении. Распространенными заменителями цемента являются: продукт химической переработки апатитов – фосфогипс, отходы алюминиевого производства – белитовые шламы и хвосты переработки карбонатов, возможности которых повышаются методами активации [5–8].
Фосфогипсы утилизируют путем обработки β-модификации полугидрата сульфата кальция при температуре около 200 °С и сушки до влажности не более 10 %.
При обработке двуводного гипса выделяется кристаллизационная вода (табл. 1):
CaSO4 × 2H2 O = CaSO4 × 0,5H2 O + 0,5H2 O↑.
Вяжущие свойства фосфогипса исследовали на стенде, представляющем собой цилиндр из стали со шнеком с повышением температуры путем использования электронагревателей.
Исследовали фосфогипс двух предприятий с различающимися технологическими свойствами.
Проба фосфогипса предприятия 1 имела удельную поверхность 5850 см2 /г и содержала 5,84 % гидратной воды. Изменение удельной поверхности от начальной 3285 до 5850 см2 /г объясняется тем, что в процессе появления нового кристаллообразования частицы трутся друг о друга. Для улучшения свойств фосфогипс в течение 10 минут мололи в шаровой мельнице.
Образцы готовили при водовяжущем отношении 0,8 и 1,0 с твердением в естественных условиях (табл. 2).