Kalorymetryczne i konduktometryczne badania wpływu wybranych soli sodu na hydratację cementu glinowo-wapniowego

• Autorzy: Nowacka Mariola

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2025.6.7

Warianty tytułu

EN

Calorimetric and conductometric studies of the effect of selected sodium salts on hydration of calcium aluminate cement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono badania wpływu 3 soli sodu na proces wczesnej hydratacji (maksymalnie do 72 h) cementu glinowo-wapniowego, prowadzony w temp. 25°C i 40°C przy współczynniku w/c = 0,5. Domieszki stosowano w ilości 1% mas. cementu. Kinetykę procesu określono metodami kalorymetryczną i konduktometryczną, a skład fazowy powstałej po pierwszej dobie procesu struktury zbadano za pomocą proszkowej dyfraktometrii rentgenowskiej. Badane sole sodu pełniły funkcję regulatorów czasu wiązania cementu glinowego, przy czym ich działanie zależało głównie od anionu. Bez względu na temperaturę procesu 1-proc. zawartość domieszki S2 działała tu jako przyspieszacz, a taka sama ilość S1 i S3 jako opóźniacz wiązania i twardnienia cementu glinowego, przy czym S3 opóźniało znacznie bardziej niż S1. Zmiany te realizowano poprzez czas trwania etapu indukcji. Każda z analizowanych soli powodowała obniżenie ciepła wydzielonego w porównaniu z próbką referencyjną, dla S2 ten wpływ był najmniejszy, a dla S3 największy. Nie stwierdzono powstawania nowego hydratu krystalicznego pochodzącego od badanych soli, a największą różnicę powstających produktów hydratacji w porównaniu z próbką kontrolną odnotowano dla zaczynu zawierającego domieszkę S3 hydratyzowanego w 40°C.

EN

Na nitrate, sulfate and citrate were added (1% by mass) to a Ca aluminate cement to study its setting and hardening during early hydration process (up to 72 h) at 25°C and 40°C and H₂O/cement ratio of 0.5 by calorimetric and conductometric methods. The X-ray diffraction was used to recognize the structure of the samples. The studied Na salts acted as regulators of the setting time of Ca aluminate cement, and their effect depended mainly on the anion. Regardless of the process temp., the 1% content of Na sulfate acted as an accelerator, and the same amount of Na nitrate and Na citrate acted as retarders of the setting and hardening of the cement. Na citrate was stronger retarder than Na nitrate. The addn. of all salts resulted in decreasing the heat released in comparison to the ref. original cement sample. No new cryst. hydrates derived from the studied salts were formed, and the highest difference in the hydration products formed (as compared to the ref. sample) was noted for the Na citrate-contg. cement hydrated at 40°C.

Słowa kluczowe

PL

cement glinowo-wapniowy; domieszka chemiczna; hydratacja; kalorymetria; konduktometria

EN

calcium aluminate cement; chemical admixtures; hydration; calorimetry; conductometry

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 104, nr 6
• Strony: 657--663.
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nowacka Mariola

• Instytut Chemii, Politechnika Warszawska Filia w Płocku, ul. Łukasiewicza 17, 09-400 Płock

• https://orcid.org/0000-0002-9766-7367

Bibliografia

• [1] W. Kurdowski, Chemia cementu i betonu, PWN/Polski Cement, Warszawa 2010.
• [2] P. Łukowski, Domieszki do zapraw i betonów, Polski Cement, Kraków 2003.
• [3] S. Stryczek, R. Wiśniowski, A. Gonet, M. Rzyczniak, A. Sapińska-Śliwa, Przem. Chem. 2018, 97, nr 6, 903.
• [4] A. Smoczkiewicz-Wojciechowska, M. Sybis, E. Konował, Przem. Chem. 2021, 100, nr 2, 158.
• [5] PN-EN 14647: 2007, Cement glinowo-wapniowy. Skład, wymagania i kryteria zgodności.
• [6] K. L. Scrivener, A. Capmas, [w:] Lea’s chemistry of cement and concrete, P. C. Hewlett (ed.), John Wiley & Sons, New York 1998.
• [7] M. Nowacka, B. Pacewska, Przem. Chem. 2017, 96, nr 4, 770.
• [8] J. Bensted, Cement Wapno Beton 2004, 3, 109.
• [9] Ch. Gosselin, E. Gallucci, K. Scrivener, Cement Concrete Res. 2010, 40, 1555.
• [10] I. R. Oliveira, F. S. Ortega, V. C. Pandolfelli, Ceram. Int. 2009, 35, 1545.
• [11] J. Ding, Y. Fu, J. J. Beaudoin, Cement Concrete Res. 1996, 26, 799.
• [12] I. R. Oliveira, V. C. Pandolfelli, Ceram. Int. 2009, 35, 1453.
• [13] Y. Smith, E. Hafiane, J. P. Bonnet, J. Am. Ceram. Soc. 2005, 88, 2079.
• [14] M. R. Nilforoushan, J. H. Sharp, Cement Concrete Res. 1995, 25, 1523.
• [15] Z. Wang, Y. Zhao, H. Yang, L. Zhou, G. Diao, G. Liu, L. Xu, Adv. Cem. Res. 2021, 33, nr 2, 84.
• [16] http://www.gorka.com.pl, dostęp 9 czerwca 2025 r.
• [17] M. Nowacka, B. Pacewska, Cement Wapno Beton 2015, 4, 225.
• [18] M. Nowacka, Badania wpływu dodatku glinokrzemianowego na proces hydratacji cementu glinowego, praca doktorska, Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2015.
• [19] M. Nowacka, B. Pacewska, Constr. Build. Mater. 2020, 235, 117404.
• [20] B. Lothenbach, L. Pelletier-Chaignat, F. Winnefeld, Cement Concrete Res. 2012, 42, 1621.
• [21] D. Axthammer, T. Lange, J. Dengler, T. Gädt, Cement Concrete Res. 2025, 190, 107788.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).

2. Praca została sfinansowana przez Politechnikę Warszawską w ramach projektu I-Chem. 3 Rady Dyscypliny Nauki - Inżynieria Chemiczna.