Mikrostruktura i skład fazowy starych zaczynów cementowych

• Autorzy: Nocuń-Wczelik Wiesława , Wiśniewska Joanna , Murzyn Paweł , Kapeluszna Ewa , Trybalska Barbara , Malata Grzegorz

Warianty tytułu

EN

Microstructure and phase composition of old cement pastes

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Badania zaczynów i zapraw dojrzewających przez wiele lat są istotne z tej przyczyny, że zachodzące w długiej perspektywie czasowej zmiany składu i struktury pod działaniem wielu czynników zewnętrznych i wewnętrznych stanowią potencjalne zagrożenie dla trwałości obiektów budowlanych, których czas życia jest określany na ogół na 50-100 lat. W pracy porównano skład fazowy i mikrostruktury zaczynów cementowych i belitowych dojrzewających 13-40 lat. Wykorzystano następujące techniki badawcze: rentgenowską analizę dyfraktometryczną (XRD), termiczną analizę różnicową z termograwimetrią i analizą gazów (DTA, TG, DTG, EGA), elektronową mikroskopię skaningową (SEM), mikroanalizę rentgenowską (EDS), analizę metodą elektronów wstecznie rozproszonych (BSE). Prześledzono zmiany zawartości wodorotlenku wapnia i stopnia karbonatyzacji w funkcji składu wyjściowych faz bezwodnych. Wskazano na wiele podobieństw łączących zaczyny cementowe („młodsze”) i zaczyn belitowy („starszy”).

EN

Investigations of pastes and mortars stored for many years are important due to the fact that long-term changes in composition and structure under the action of many external and internal factors pose a potent threat to the durability of building objects whose life time is usually defined as 50-100 years. In this work, comparative studies of the phase composition and microstructure of cement and belite pastes maturing for 13 and 40 years respectively were carried out. The following techniques were applied: X-Ray diffraction (XRD), differential thermal analysis with thermogravimetric and evolved gas analyses (DTA, TG, DTG, EGA), scanning electron microscopy (SEM) and backscatter electrons imaging (BSE) with energy dispersive analysis (EDS). Changes of calcium hydroxide content and degree of carbonation were investigated as a function of the initial unhydrous phase composition. Many similarities between the cement pastes (“younger”) and belite paste (“older”) were indicated.

Słowa kluczowe

PL

stary zaczyn cementowy; karbonatyzacja portlandytu; węglany wapnia; mikrostruktura

EN

old cement paste; carbonation of portlandite; calcium carbonate; microstructure

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 71, nr 1
• Strony: 3--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nocuń-Wczelik Wiesława

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Wiśniewska Joanna

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Murzyn Paweł

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kapeluszna Ewa

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Trybalska Barbara

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Malata Grzegorz

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Jarmontowicz, A., Krzywobłocka-Laurow, R.: Skład zapraw w murach obronnych Starego Miasta w Warszawie, Ochrona Zabytków, 49, (1996), 359-364.
• [2] Gleize, P. J. P., Motta, E. V., Silva, D. A., Roman, H. R.: Characterization of historical mortars from Santa Catarina (Brazil), Cem. Concr. Comp., 31, (2009), 342-346.
• [3] Gosselin, C., Vergìs-Belmin, V., Royer, A., Martinet, G.: Natural cement and monumental restoration, Mater. Struct., 42, 2009, 749-763.
• [4] Pavia, S., Caro, S.: An investigation of Roman mortar technology through the petrographic analysis of archaeological material, Con. Build. Mat., 22, (2008), 1807-1811.
• [5] Taylor, R., Richardson, I. G., Brydson, R. M. D.: Composition and microstructure of 20-year-old ordinary Portland cement–ground granulated blast-furnace slag blends containing 0 to 100% slag, Cem. Concr. Res., 40, (2010), 971-983.
• [6] Richardson, I. G., Groves, G. W.: The microstructure and microanalysis of hardened cement pastes involving ground granulated blast-furnace slag, J. Mater. Sci., 27, (1992), 294-301.
• [7] Jóźwiak-Niedźwiedzka, D., Tucholski, Z.: Wiadukt żelbetowy z początków XX wieku – analiza mikrostruktury stuletniego betonu, Drogi i Mosty (Roads and Bridges), 3, (2010), 23-37.
• [8] Wang, Q., Feng, J., Yan, P.: The microstructure of 4-year-old hardened cement-fly ash paste, Con. Build. Mat., 29, (2012), 114-119.
• [9] Geng, G., Taylor, R., Bae, S., Hernandez-Cruz, D., Kilcoyne, D. A., Emwas, A.-H., Monteiro, P. J. M.: Atomic and nano-scale characterization of a 50-year-old hydrated C3S paste, Cem. Concr. Res., 77, (2015), 36-46.
• [10] Karaś, S., Klimek, B.: Badania stuletniego betonu z mostu na ul. Zamojskiej w Lublinie, Beton i Architektura, 13, (2014) 109-118.
• [11] Qiu, Li: Chemical composition and microstructure of hydration products of hardened white portland cement pastes containing admixtures, Jour Wuhan University of Technology - Mater. Sci., 30, (2015), 758–767.
• [12] Kurdowski, W.: Nawierzchnia betonowej autostrady sprzed 80 lat, Seminarium: Drogi betonowe – mądre budowanie na lata, (2016), Kielce.
• [13] Kurdowski, W.: Chemia cementu i betonu, Wyd. Polski Cement, Kraków 2010.
• [14] Stępkowska, E., T.: Simultaneous IR/TG study of calcium carbonate in two aged cement pastes, J. Therm. Anal. Calorim., 84, (2006), 175–180.
• [15] Stępkowska, E. T., Aviles, M. A., Blanes, J. M., Perez-Rodriguez, J. L.: Gradual transformation of Ca(OH)2 into CaCO3 on cement hydration. XRD study, J. Therm. Anal. Calorim. , 87, (2007), 189–198.