Rola siarczanowych reduktorów chromu(VI) w kształtowaniu właściwości cementu

• Autorzy: Golonka P. , Wojtaś D , Nocuń-Wczelik W.

Warianty tytułu

EN

The role of Cr(VI) sulphate reducers as cement materials modifying agents

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Związki w postaci siarczanów metali wprowadzane w ilości ułamka procenta są często stosowane jako reduktory chromu sześciowartościowego obecnego w cemencie. Nie pozostają one jednak bez wpływu na właściwości hydratyzującego materiału zwłaszcza, gdy nie zostaną dokładnie rozprowadzone, a podczas mielenia i składowania cementu nastąpi absorpcja wilgoci. Zagadnienie to nie zostało jak dotychczas rzetelnie prześledzone; badania koncentrują się na ogół na określeniu skuteczności redukcji chromu(VI). Do badań podjętych w prezentowanej pracy użyto siarczanu żelaza(II), który jest najbardziej rozpowszechnionym związkiem redukującym chrom(VI) do chromu(III), siarczanu cyny(II) oraz siarczanu manganu(II), którego wpływ na hydratację cementu jest jeszcze mało poznany. Związki te wprowadzano w różnych stężeniach do cementu przygotowanego poprzez wspólne zmielenie klinkieru portlandzkiego z gipsem. Oprócz badań nad skutecznością redukcji chromu(VI) za sprawą poszczególnych siarczanów metali, przeprowadzono także serię badań kalorymetrycznych, obrazujących w sposób ciągły przebieg procesu hydratacji. Ponadto dokonano oceny właściwości cech reologicznych mieszanki cementowej oraz badano przewodnictwo jonowe w zawiesinie cementowej. Określono wodożądność materiału oraz czasy początku i końca wiązania zaczynów cementowych dotowanych siarczanami metali w ilości 1%. Otrzymane wyniki badań jednoznacznie pokazują zmiany zachodzące podczas hydratacji cementu dotowanego związkami siarczanów żelaza, cyny i manganu w porównaniu do cementu bez dodatków, co przekłada się na uzyskane wyniki wytrzymałości hydratyzowanego materiału.

EN

Chemical compounds in the form of metal sulphates are frequently used as reducing agents of hexavalent chromium which is present in the cement. However, they influence the properties of the hydrating material. The study was performed using iron(II) sulphate, being the most widespread compound for reducing Cr(VI) to Cr(III)), and sulphates of tin(II) and manganese(II). The influence of the latter one on the cement hydration is still little recognized. The sulphates were introduced at various concentrations to cement prepared by grinding the Portland cement clinker with gypsum. Apart from the studies on the effectiveness of the reduction of chromium(VI) due to the various metal sulphates, a series of calorimetric tests was also carried out, showing in the continuous way a course of the hydration process. Moreover, the assessment of characteristics of the rheological properties of cement mix and the ionic conductivity was studied in a cement slurry. The standard water consistency, and both initial and final setting times of cement grouts doped with 1% metal sulphates were defined. The results clearly show the changes that take place during the hydration of cement doped with sulphates of iron, tin and manganese, when compared to the cement with no additives. These changes affect strength of the hydrated material.

Słowa kluczowe

PL

cement; hydratacja; metale ciężkie; reduktory Cr(VI)

EN

cement; hydration; heavy metals; Cr(VI) reducers

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 66, nr 4
• Strony: 388--392
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Golonka P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Wojtaś D

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Nocuń-Wczelik W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Glasser, F. P.: Immobilisation Potential of Cementous Materials, Elsevier Science, (1994).
• [2] Trezza, M. A., Scian, A. N.: Waste with chrome in the Portland cement clinker production, J. Hazardous Mater., 147, (2007), 188-196.
• [3] He, H., Suito, H.: Immobilization of hexavalent Chromium in Aqueous Solution through the Formation of 3CaO•(Al,Fe)2O3•Ca(OH)2•xH2O Phase, Ettringite and C-S-H Gel, ISIJ International, 42, 2, (2002), 139-145.
• [4] Bensted, J.: Znaczenie dodatków redukujących chrom (VI) w cementach, Cement Wapno Beton, 1/2006, 29-35.
• [5] Vaity, R. S., Verma, J. K.: Stability study and impact of the Cr (VI) reducing additives on cement performance, Chemistry and Materials Research, 3, 3, (2013), 102-113.
• [6] Hill, J., Sharp, J. H.: The hydration products of Portland cement in the presence of tin (II) chloride, Cement and Concrete Res., 33, 1, (2003),121-124.
• [7] Grzeszczak, S.: Reologia zawiesin cementowych, Polska Akademia Nauk, Warszawa, (1999).
• [8] Nocuń–Wczelik, W.: Immobilizacja metali ciężkich przez fazę C-S-H, Cement wapno Beton, 5/1997, 188-191.
• [9] Gawlicki, M., Bobrowski, A., Spyrka, A.: Immobilzacja metali ciężkich w zaczynach cementowych, Ceramics, 46, (1994), 237-241.