ТОРФОСОДЕРЖАЩИЕ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО

  • Natalia A. Mitina Национальный исследовательских Томский политехнический университет
  • Vasiliy A. Lotov Национальный исследовательских Томский политехнический университет
  • Margarita A. Kovaleva Томский государственный архитектурно-строительный университет
  • Natali O. Kopanitsa Томский государственный архитектурно-строительный университет
Ключевые слова: магнезиальное вяжущее, торфосодержащая композиция, водостойкость, гидрокарбонаты магния

Аннотация

На основе нового гидравлического магнезиального вяжущего предложены и исследованы составы торфосодержащего композиционного материала. Гидравлическое магнезиальное вяжущее представляет собой вяжущую композицию гидратационно-реакционного твердения, которое состоит из активного каустического магнезиального порошка и жидкости затворения. В качестве жидкости затворения использовали водный раствор бикарбоната магния Mg(HCO3)2 с концентрацией 13 г/л. При твердении образуются не растворимые в воде продукты – гидроксид магния Mg(ОН)2 и гидрокарбонаты магния с общей формулой MgCO3·zMg(OH)2·nH2O, что дает возможность твердеть и эксплуатироваться изделиям на основе такого вяжущего как на воздухе, так и в воде. Использование торфа как наполнителя разрабатываемых композиций позволит получать легковесные водостойкие материалы и изделия теплоизоляционного назначения. Показано, что торфомагнезиальные композиции всех составов имеют коэффициент гидратационного твердения больше 1,0, что свидетельствует об интенсификации процессов гидратации и твердения в водных условиях по сравнению с воздушными и большими прочностными показателями. С помощью рентгенофазового анализа установлен фазовый состав торфа и продуктов твердения торфомагнезиальных композиций. Термический анализ показал наличие гидрокарбонатов магния в образцах композиций, которые находятся в виде слабозакристаллизованных новообразований. Исследования с помощью электронной микроскопии подтверждают наличие частиц гидрокарбонатов магния типа дипингита Mg5(CO3)4(OH)2·5H2O и гидромагнезита Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O в виде тонких пластинок с вертикальным направлением кристаллизации. Повышенная водостойкость композиций на основе гидравлического магнезиального вяжущего с неводостойким наполнителем торфом обусловлена минерализацией частиц торфа благодаря их пропитыванию раствором бикарбоната магния и образованию в рыхлой пористой структуре торфа водонератсворимых гидрокарбонатов магния.

Литература

Kalashnikova M.A. Use of heat-insulating materials on the basis of low-lying peat of the Tomsk Region in enclosing structures. Vestn. TGASU. 2008. N 1. P. 137-141 (in Russian).

Misnikov O.S., Pukhova O.V., Chertkova E.Yu. Physics and chemistry of peat. Tver': Tver. gos. Tekhn. Un-t. 2015. 168 p. (in Russian).

Timofeev A.E., Misnikov O.S. Methods of modification of formed sorption materials based on peat. Gorn. Inform.-Analit. Byull. 2009. N 5. P. 112-120 (in Russian).

Arkhipov V.S., Maslov S.G., Dolgov A.V., Karevskaya A.O. Properties of peat-based materials based on Bakchar ore and peat of the Vasyuganskoye deposit. Izv. Tomsk. Politekhn. Un-ta. 2009. V. 314. N 1. P. 44-47 (in Russian).

Shabalina E.A., Yakovlev G.I., Pervushin G.N., Fisher H.-B. Peat magnesian composition. Stroitel'nye materialy. 2012. N 3. P. 32-34 (in Russian).

Syed Mofachirul Islam, Roslan Hashim, Saiful Islam A.B.M., Ryan Kurnia. Effect of Peat on Physicomechanical Properties of Cemented Brick. Sci. World J. 2014, Article ID 328516. Р. 1-8. DOI: 10.1155/2014/328516.

Irham Hameeda Mohamad Idris, Nur Zulaikha Yusof. Development of low thermal mass cement-sand block utiliz-ing peat soil and effective microorganism. Case Studies in Construction Materials. 2018. V. 8. P. 8–15. DOI: 10.1016/j.cscm.2017.11.004.

Kudyakov A.I., Kopanitsa N.O. Prishchepa I.A. Shangin S.N. Structural and heat-insulating foam concrete with thermo-modified peat additive. Vestn. TGASU. 2013. N 1(38). P. 172-177 (in Russian).

Kopanitsa N.O. Structural modeling of peat properties as raw material for production of building materials. Vestn. TGASU. 2010. N 2. P. 162-168 (in Russian).

Kopanitsa N.O., Kudyakov A.I., Sarkisov Yu.S., Gorlenko N.P., Kalashnikova M.A. Rational use of peat in building technologies. Stroitel'nye materialy. 2007. N 12. P. 32-35 (in Russian).

Plekhanova T.A., Keriene J., Gailius A., Yakovlev G.I. Structural, physical and mechanical properties of modified wood–magnesia composite. Construction and Building Materials. 2007. V. 21. P. 1833–1838. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2006.06.029.

Lei Wang, Season S. Chen, Daniel C.W. Tsang, Chi-Sun Poon, Kaimin Shih. Recycling contaminated wood into eco-friendly particleboard using green cement and carbon dioxide curing. J. Cleaner Production. 2016. V. 137. P. 861-870. DOI: 10.1016/j.jclepro.2016.07.180.

Góchez R., Vreeland T., Wambaugh J., Kitchens C.L. Conversion of magnesium oxychloride to chlorartinite and resulting increased water resistance. Materials Letters. 2017. V. 207. P. 1–3. DOI: 10.1016/j.matlet.2017.06.124.

Pingping He, Chi Sun Poon, Daniel C.W. Effect of pulverized fuel ash and CO2 curing on the water resistance of magnesium oxychloride cement (MOC). Cement and Concrete Research. 2017. V. 97. P. 115–122. DOI: 10.1016/j.cemconres.2017.03.005.

Lotov V.A., Mitina N.A. Preparation of waterproof magne-sia binder. Tekhnika i Tekhnologiya Silikatov. 2010. V. 17. N 3. P. 19-22 (in Russian).

Mitina N.A., Lotov V.A. Formation of the structure of cement stone during hydration and hardening of hydrocarbonate magnesia binder. Stroitel'nye materialy. 2017. V. 8. P. 68-73 (in Russian).

Mitina N.A., Revva I.B., Ditts A.A., Simonov D.V. Wa-terproof Magnesia Binder for Composite Materials Key. Engineering Materials. 2016. V. 712. P. 182-187.

Inisheva L.I, Gostishcheva M.S., Porohina E.V., Sergeeva M.A., Fed'ko I.V. Large workshop: Physical chemistry and biology of complex processing of peat. Tomsk: Izd-vo Tomsk. Gos. Ped. Un-ta, 2007. 149 p. (in Russian).

Tabakaev R.B., Kazakov A.V., Zavorin A.S. Prospectivity of low-grade fuels in the Tomsk region for heat-engineering use. Izv. Tomsk. politekhn. un-ta. 2013. V. 323. N 4. P. 41-46 (in Russian).

Unluer C., Al-Tabbaa A. Characterization of light and heavy hydrated magnesium carbonates using thermal analy-sis. J. Therm. Anal. Calorim. 2014. 115. P. 595–607. DOI: 10.1007/s10973-013-3300-3.

Hongrui Ren, Zhen Chen, Yulong Wu, Mingde Yang, Jin Chen, Husheng Hu, Ji Liu. Thermal characterization and kinetic analysis of nesquehonite, hydromagnesite, and brucite, using TG–DTG and DSC techniques. J. Therm. Anal. Calorim. 2014. V. 115. P. 1949–1960. DOI: 10.1007/s10973-013-3372-0.

Jauffret G., Morrison F.J., Glasser P. On the thermal de-composition of nesquehonite. J. Therm. Anal. Calorim. 2015. V. 122. P. 601–609. DOI: 10.1007/s10973-015-4756-0.

Kashcheev I.D., Zemlyanoi K.G., Ust’yantsev V.M., Voskretsova E.A. Study of thermal decomposition of natu-ral and synthetic magnesium compounds. Refractories and Industrial Ceramics. 2016. V. 56. N 5. P. 252-259. DOI 10.1007/s11148-016-9880-2.

Опубликован
2018-08-21
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы