Skip to content

Comparative analysis of temperature conditions for determining the moisture content of gypsum containing materials

UDC: 624.131.1
DOI: 10.24412/2519-2418-2025-644-7-25
EDN: DLYLAF
Received: 19.06.2025
Published: 08.07.2025

Original language: ru

Full text of the article | JATS XML

Pospekhov Georgy Borisovich, Candidate of Geology and Mineralogy, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Head of the Modeling Laboratory of the Scientific Center for Geomechanics and Mining Problems, email: pospehov@spmi.ru
Izotova Violetta Andreevna, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Postgraduate Student of the Department of Hydro-geology and Engineering Geology, email: s185021@stud.spmi.ru
Vasilenko Tatiana Anatolyevna, Doctor of Technical Sciences, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Chief Researcher, Research Centre of Geomechanics and Mining Issues, email: tvasilenko@mail.ru
Lukina Ekaterina Sergeevna, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Engineer, Research Centre of Geomechanics and Mining Issues, email: ekaterina.earth@gmail.com
Duka Arina Alexandrovna, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Scientific Researcher, Laboratory of Environmental Modeling (SC "Ecosystem"), email: duka_aa@pers.spmi.ru

Abstract
In Russia and abroad, there is an increase in the accumulation of gypsum containing waste and stricter requirements for the safety of their storage, which necessitates the determination of reliable parameters of the physico-mechanical properties of man-made soils. The work is devoted to the need to refine the methodology for determining the moisture content of gypsum-containing materials in order to avoid distortion of the results due to dehydration of the crystal structure. The results of thermal analysis and a thermostatic method for deter mining the humidity of four types of material are presented: gypsum-containing waste from the neutralization of sulfuric acid, phosphogypsumdihydrate and semihydrate, as well as gypsum without impurities. The temperature values of the beginning of the dehydration process of materials are determined. It is con cluded that the temperature at which it is necessary to determine the humidity of the studied gypsum-containing materials in order to prevent the onset of dehydration should not exceed 70 °C. It was found that the use of a standard drying temperature of 80 °C according to GOST 5180-2015 for these man-made soils leads to an overestimation of humidity values by at least 18.6 % due to the loss of crystallization water.

Keywords: technogenic (man-made) soils, gypsum-containing waste, gypsum, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, moisture content, crystallization water

REFERENCES
  1. Bayatanova, L.; Rakhadilov, B.; Kengesbekov, A.; Kylyshkanov, M.; Abdulina, S.; Adilkanova, M.; Sagdoldina, Z. Production of Anhydrite Binder from Waste Fluorangydrite. ChemEngineering 2023, 7, 28. https://doi.org/10.3390/chemengineering7020028.
  2. Rodrigo H. Geraldo, Sayonara M.M. Pinheiro, Jefferson S. Silva, Heloysa M.C. Andrade, Jo Dweck, Jardel P. Gonçalves, Gladis Camarini. Gypsum plaster waste recycling: a potential environmental and industrial solution, Journal of Cleaner Production (2017). DOI 10.1016/j.jclepro.2017.06.188.
  3. Агафонов, А. А. Обоснование устойчивых параметров отвалов на основе геомеханической модели проектируемых объектов / А. А. Агафонов, Т. В. Поршнева // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2020. – № 3-1. – С. 5-20. – DOI 10.25018/0236-1493-2020-31-0-5- 20. – EDN KCIDWJ.
  4. Будыкина, Т. А. Исследование свойств глинистых пород методом термического анализа / Т. А. Будыкина, Л. В. Гандурина // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. – 2023. – Т. 65. – № 1. – С. 77-88. – DOI 10.32454/0016-7762-2023- 65-1-77-88. – EDN OLTBAW.
  5. Взородов, С. А. Особенности процесса нейтрализации технической серной кислоты природным известняком / С. А. Взородов, А. М. Клюшников // Бутлеровские сообщения. – 2019. – Т. 58. – № 4. – С. 110-118. – EDN ZTRUWD.
  6. Волынкина, Е. П. Анализ состояния и проблем переработки техногенных отходов в России / Е. П. Волынкина // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. – 2017. – № 2(20). – С. 43-49. – EDN YTOUCP.
  7. Горбовский, К. Г. Исследование кинетики термической дегидратации фосфогипса / К. Г. Горбовский, А. М. Норов, Ю. Н. Кульпина // Труды Кольского научного центра РАН. – 2019. – Т. 10. – № 1-3. – С. 79-86. – DOI 10.25702/KSC.2307- 5252.2019.10.1.79-86. – EDN TDJLAF.
  8. Евланов, И. Н. Влияние сапропеля на кристаллическую структуру гипсового камня / И. Н. Евланов // Молодой ученый. – 2025. – № 20 (571). – С. 93-98. – EDN YWGPKS.
  9. Жабко, А. В. Расчет устойчивости отвалов на слабом наклонном контакте / А. В. Жабко, Н. В. Волкоморова, Н. М. Жабко // Известия Уральского государственного горного университета. – 2021. – № 1(61). – С. 87-101. – DOI 10.21440/2307-2091-2021-1-87-101. – EDN TDSDJT.
  10. Иванникова Н. П. Исследование гранулометрического состава и физико-механических свойств засоленных грунтов. СПб.: СПбГУ, 1997. – 24 с.
  11. Карманский, А. Т. Закономерности изменения прочностных свойств пород при сложном напряженном состоянии, разных уровнях влажности и порового давления / А. Т. Карманский // Записки Горного института. – 2009. – Т. 183. – С. 293-296. – EDN KZECKN.
  12. Кудашов Е. С. Оценка инженерно-геологических условий намывных гипсонакопителей / Е. С. Кудашов, Г. Б. Поспехов, A. B. Филатов // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. – 2013. – Т. 270. – С.77-84.
  13. Кутепов, Ю. И. Техногенез намывных отложений / Ю. И. Кутепов, Н. А. Кутепова // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. – 2003. – № 5. – С. 405-413. – EDN OPMFDP.
  14. Кутепов Ю. Ю. Гидрогеомеханическое обоснование устойчивости бортов карьеров при размещении в них жидких промышленных отходов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 9. – С. 65-77. – DOI 10.25018/0236_ 1493_2024_9_0_65.
  15. Кутепова, Н. А. Изучение прочности фосфогипса с примесями нефелинового шлама в конструкциях ограждающих дамб гипсонакопителей / Н. А. Кутепова, Ю. И. Кутепов, Е. С. Кудашов, С. М. Данильев // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2020. – № 10. – С. 67-78. – DOI 10.25018/0236-1493-2020-10-0-67-78. – EDN NGBJYI.
  16. Ларионов, А. К. Влажность грунтов и современные методы ее определения / А. К. Ларионов, В. М. Алексеев, Г. А. Липсон. – М.: Госгеолтехиздат, 1962. – 133 с.
  17. Ларионова, Н. А. Использование промышленных отходов в качестве вторичного минерального сырья для получения строительных материалов с заданными свойствами. – М.: ГеоИнфо, 2017. – 500 с.
  18. Литвинова, Т. Е. Комплексный подход к утилизации техногенных отходов минерально-сырьевого комплекса / Т. Е. Литвинова, Д. В. Сучков // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2022. – № 6-1. – С. 331-348. – DOI 10.25018/0236_1493_2022_61_0_331. – EDN VWGWFK.
  19. Пашкевич, М. А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие / М. А. Пашкевич, А. С. Данилов // Записки Горного института. – 2023. – Т. 260. – С. 153-154. – EDN ICGPGI.
  20. Пашкевич, М. А. Формирование экологического ущерба при складировании сульфидсодержащих отходов обогащения полезных ископаемых / М. А. Пашкевич, А. В. Алексеенко, Р. Р. Нуреев // Записки Горного института. – 2023. – Т. 260. – С. 155-167. – DOI 10.31897/PMI.2023.32. – EDN XMKOHO.
  21. Прокудина, Е. В. Нейтрализация технической серной кислоты природным известняком на ОАО "Святогор" / Е. В. Прокудина, Д. Л. Тропников, А. В. Каратаева, О. В. Шукшина // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2016. – № 8. – С. 340-345. – EDN WJGFVL.
  22. Саенко, Ю. В. Механические свойства фосфогипса и возможные направления его утилизации / Ю. В. Саенко, А. М. Ширанов, А. Л. Невзоров // Construction and Geotechnics. – 2021. – Т. 12, № 3. – С. 84-93. – DOI 10.15593/2224-9826/ 2021.3.09. – EDN HDIJWD.
  23. Сучков, Д. В. Фосфогипс как техногенное сырье для получения товарных продуктов с заданными свойствами / Д. В. Сучков, Т. Е. Литвинова // Современные тенденции развития химической технологии, промышленной экологии и экологической безопасности: Материалы III Всероссийской научно-практической конференции с участием молодых ученых, Санкт-Петербург, 07–08 апреля 2022 года. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна, 2022. – С. 69-72. – EDN GPTNEP.
  24. Шишакина, О. А. Обзор направлений утилизации техногенных отходов в производстве строительных материалов / О. А. Шишакина, А. А. Паламарчук // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2019. – № 4. – С. 198-203. – EDN LHVRLW.
  25. Явинский, А. В. Анализ использования техногенных отходов в строительной отрасли / А. В. Явинский, И. Л. Чулкова, Д. О. Шишкин, Л. Ю. Парицкая // Архитектурно-строительный и дорожно-транспортный комплексы: проблемы, перспективы, инновации: Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции, приуроченной к проведению в Российской Федерации Десятилетия науки и технологий, Омск, 24– 25 ноября 2022 года. – Омск: Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ), 2022. – С. 478-481. – EDN ZPTVIX.
Мы используем файлы cookie и рекомендательные технологии. Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с Политикой обработки персональных данных.
Принять
Политика конфиденциальности