CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Use of sulfoferrite additives in heavy and fine-grained concretes

Authors

  • Yuri S. Kunin National Research Moscow State University of Civil Engineering, 26, Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
  • Evgeny M. Vishtorsky National Research Moscow State University of Civil Engineering, 26, Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
  • Sofia N. Karpocheva National Research Moscow State University of Civil Engineering, 26, Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

How to cite

GOST Kunin Y. S., Vishtorsky E. M., Karpocheva S. N. Use of sulfoferrite additives in heavy and fine-grained concretes // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2026. Vol. 70. No. 5. P. 19-31.
APA Kunin, Y. S., Vishtorsky, E. M. & Karpocheva, S. N. (2026). Use of sulfoferrite additives in heavy and fine-grained concretes. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 70(5), 19-31.

Abstract

The study is devoted to the development of a sulfoferrite expanding additive based on neutralized phosphogypsum and iron-containing scale for compensating concrete shrinkage. The relevance of the work is determined by the need to utilize large-tonnage wastes from the chemical and metallurgical industries, including phosphogypsum and rolling scale, as well as by the acute problem of shrinkage cracking in concrete structures, which reduces their durability and operational reliability. During the experiment, the effect of the additive dosage in the range of 5-15% of the cement mass on the physical and mechanical properties of heavy and fine-grained concretes was studied. The microstructure of cement stone was investigated by X-ray phase analysis and scanning electron microscopy. It was established that the introduction of the proposed additive converts shrinkage deformations into expansion and increases the strength and crack resistance of the material. The optimal dosage was 5% of the cement mass, providing the maximum increase in compressive strength (by 56,8%) and flexural strength (by 14,2%) at the age of 28 days without signs of destruction of the cement matrix. The positive effect is explained by the formation of iron-substituted ettringite-like hydrates, which contribute to the creation of an internal micro-reinforcing framework and the reduction of internal stresses. The proposed additive can be considered an effective resource-saving alternative to traditional expanding components, such as sulfoaluminate cements, and a promising method for utilizing technogenic wastes in the construction industry while reducing the cost of concrete works.

Keywords

sulfoferrite additive phosphogypsum shrinkage compensation strength fine-grained concrete heavy concrete

References

Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс: учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1991. 767 с.

Бамборин М.Ю. Исследование влияния полимерных суперпластифицирующих добавок на прочностные свойства бетонов различных классов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024. № S1. С. 3-14.

ГОСТ 24544-2020. Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести. М.: Стандартинформ, 2021. 28 с.

Жвиронайте Я., Малайшкене Ю., Пранцкявичене Й., Шкамат Е., Стонис Р. Влияние минеральных добавок на развитие щелочной коррозии в портландцементных бетонах с реакционноспособным гравийным заполнителем // Цемент и его применение. 2020. № 2. С. 64-69.

Карпочева С.Н., Кунин Ю.С., Вишторский Е.М. Использование расширяющих добавок в тяжелых и мелкозернистых бетонах // Строительные и дорожные машины. 2026. Т. 70, № 2. С. 32-42.

Кузнецова Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. М.: Стройиздат, 1986. 208 с.

Лангнер Е.А., Шиховцов А.А., Царев А.А., Петросян В.В. Современные технологии ускорения набора прочности бетона // Вестник Евразийской науки. 2020. Т. 12. № 5. С. 1-12.

Лермит Р. Проблемы технологии бетона. Пер. с фр. М.: Стройиздат, 1979. 296 с.

Павлова И.П., Беломесова К.Ю. Свойства цементных систем, модифицированных расширяющимися добавками сульфоферритного и сульфоалюминатного типа // Инновации в бетоноведении, строительном производстве и подготовке инженерных кадров: мат. Межд. науч.-техн. конф., посв. 100-летию со дня рождения И.Н.Ахвердова и С.С.Атаева (9-10 июня 2016 г., Минск). В 2 ч. Минск: БНТУ, 2016. Ч. 1. С. 153-158.

Панченко А.И., Айрапетов А.И. О возможности направленного структурообразования напрягающих и расширяющих бетонов. В сб. Ресурсосберегающие технологии железобетонных конструкций на основе напрягающих цементов. М., 1989. С. 1-19.

Issue

Section

CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Metrics

18 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Most read articles by the same author(s)