В’яжуче на основі фосфогіпсу

Abstract

UK: Постановка проблеми. Гіпсові в'яжучі речовини, отримані з фосфогіпсу без попередньої обробки, мають низькі фізико-механічні показники порівняно з в'яжучими, отриманими з природної сировини. Це пов'язано з їх високою питомою поверхнею, що, у свою чергу, підвищує водопотребу. Крім того, у фосфогіпсі присутні також сполуки фтору і фосфору, які негативно впливають на кінцеву міцність. Тому нейтралізація цих сполук і зменшення водопотреби гіпсового в'яжучого, отриманого із фосфогісу, постає приорітетним завданням. На підставі попередніх досліджень ми запропонували наукову гіпотезу, яка полягає в сухій нейтралізації фосфорних і фтористих сполук фосфогіпсу активованою сумішшю кремнезему і карбонату кальцію для виробництва гіпсових в'яжучих на основі фосфогіпсу. Мета статті дослідження впливу різних домішок (вапна, карбонату кальцію і меленого піску) на гіпсове в’яжуче, одержане із фосфогіпсу, а також підвищення водостійкості та поліпшення технологічних факторів в’яжучого на основі фосфогіпсу (час тверднення, водогіпсове відношення та ін.), що зменшить його недоліки та розширить сферу застосування. Висновок. Дослідження показали, що введення меленого піску і карбонату кальцію як нейтралізаторів водорозчинних домішок фосфору і фтору дозволяє значно знизити кількість водорозчинних фосфорних сполук, а водорозчинні домішки фтору зникають повністю (табл. 6), що дозволяє використовувати фосфогіпс для одержання в'яжучих, які можна використовувати в цивільному будівництві. Крім того, за даного методу нейтралізації практично відсутні виділення фтористих сполук під час теплової обробки, а фізико-механічні властивості напівгідрату CaSO4 ∙ 0,5H2O на основі нейтралізованого фосфогіпсу відповідають марці ГВФ−4.

RU: Постановка проблемы. Гипсовые вяжущие вещества, полученные из фосфогипса без предварительной обработки, имеют низкие физико-механические показатели по сравнению с вяжущими, полученными из природного сырья. Это связано с их высокой удельной поверхностью, что, в свою очередь, ведет к повышению водопотребности. Кроме того, в фосфогипсе присутствуют также соединения фтора и фосфора, которые негативно влияют на конечную прочность. Поэтому нейтрализация этих соединений и уменьшение водопотребности гипсового вяжущего, полученного из фосфогиса, являются приоритетным заданием. На основании предварительных исследований нами предложена научная гипотеза, которая заключается в сухой нейтрализации фосфорных и фтористых соединений фосфогипса активированной смесью кремнезема и карбоната кальция для производства гипсовых вяжущих на основе фосфогипса. Цель статьи исследование влияния различных примесей (извести, карбоната кальция и молотого песка) на гипсовое вяжущее, полученное из фосфогипса, а также повышение водостойкости и улучшение технологических факторов вяжущего на основе фосфогипса (время твердения, водогипсове отношение и пр.), что уменьшит его недостатки и расширит сферу применения. Вывод. Исследования показали, что введение молотого песка и карбоната кальция в качестве нейтрализаторов водорастворимых примесей фосфора и фтора позволяет значительно снизить количество водорастворимых фосфорных соединений, а водорастворимые примеси фтора исчезают полностью (табл. 6), что позволяет использовать фосфогипс для получения вяжущих, которые можно использовать в гражданском строительстве. Кроме того, при данном методе нейтрализации практически отсутствуют выделения фтористых соединений при тепловой обработке, а физико-механические свойства полугидрат CaSO4 ∙ 0,5H2O на основе нейтрализованного фосфогипса соответствуют марке ГВФ−4.

EN: Problem statement. Phosphogypsum-based binding materials without pretreatment have poor physical and mechanical characteristics compared to binders made of natural raw materials. This is due to the high value of their specific surface area, which in turn leads to an increase in water demand. Besides, phosphogypsum contains fluorine and phosphorus compounds adversely affecting the final strength. Therefore, neutralization of these compounds and decreasing water demand of phosphogypsum-based gypsum binder is the priority. Based on the preliminary research, we offered a scientific hypothesis of dry neutralization of fluorine and phosphorus compounds in phosphogypsum by an activated silica/calcium carbonate mixture used in the production of phosphogypsum-based binders. Purpose. The research of the effect of various impurities (lime, calcium carbonate, crushed sand, etc.) on gypsum binder obtained from phosphogypsum as well as the improvement of water resistance and manufacturing processes of phosphogypsum-based gypsum binder (setting time, water-to-gypsum ratio, etc.) that mitigate its disadvantages and extend the scope of application. Conclusion. The research has shown that after adding crushed sand and calcium carbonate as neutralizers of water-soluble phosphorus and fluorine impurities can significantly reduce the amount of water-soluble phosphorus compounds and make water-soluble fluorine impurities disappear completely (Table 6), which makes it possible to use phosphogypsum to produce binders that can be used in civil construction. Moreover, this neutralization method almost doesn’t involve emissions of fluoride compounds during the thermal treatment, and besides, physical and mechanical properties of the neutralized phosphogypsum-based hemihydrate CaSO4∙0,5H2O correspond to GVF−4 Grade.