Kruszywo xonotlitowe - część II: Charakterystyka produktów syntezy

• Autorzy: Dudek Karolina , Podwórny Jacek

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2020.25.4.2

Warianty tytułu

EN

Xonotlite aggregate - part II. Properties of synthesis products

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Celem pracy było wytworzenie krystalicznego xonotlitu z tanich i powszechnie dostępnych surowców, takich jak wapno gaszone i mączka kwarcytowa oraz charakterystyka produktów syntezy hydrotermalnej. Krystaliczny xonotlit, bez udziału nieporządnych faz węglanowych, otrzymano dopiero po zastosowaniu 10-godzinnej syntezy przy ciśnieniu 3 MPa w atmosferze ochronnej argonu. Produkt autoklawizacji jest stabilny termicznie do temperatury 700°C, po przekroczeniu której następuje jego stopniowa dehydroksylacja, a następnie przemiana w wollastonit. Wytworzony xonotlit ma niewielką rozszerzalność cieplną, świadczącą o jego dobrej stabilności wymiarowej do temperatury krystalizacji niskotemperaturowej odmiany polimorficznej wollastonitu wynoszącej ok. 800°C, co sprawia, że może on stanowić dobry półprodukt do produkcji lekkich materiałów izolacyjnych.

EN

The aim of the work was to obtain crystalline xonotlite from cheap and commonly available raw materials, such as hydrated burnt lime and quartz flour, and properties of synthesis products. Crystalline xonotlite, without any unwanted carbonate phases, was only obtained after applying a protective atmosphere during ongoing synthesis for 10 and 24 hours, at a pressure of 3 MPa. The product of autoclaving displays thermal stability up to 700°C and after exceeding this temperature, it is gradually dehydroxylated, and next, transformed into the low-temperature polymorphous form of wollastonite. The obtained xonotlite is characterized by slight thermal expansion, indicating its good dimensional stability up to a temperature of crystallization of wollastonite, reaching about 800°C, which makes it a good half-product for the production of light insulating materials.

Słowa kluczowe

PL

ksonotlit; synteza hydrotermalna; krzemian wapnia; trwałość wymiarowa; gęstość

EN

xonotlite; hydrothermal synthesis; calcium silicate; dimensional stability; density

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 25, nr 4
• Strony: 275--281
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Dudek Karolina

• ŁUKASIEWICZ Research Network – Institute of Ceramics and Building Materials, Refractory Materials Division in Gliwice

autor

Podwórny Jacek

• ŁUKASIEWICZ Research Network – Institute of Ceramics and Building Materials, Refractory Materials Division in Gliwice

Bibliografia

• K. Dudek, J. Podwórny, Kruszywo xonotlitowe, część I: Synteza hydrotermalna, Cement Wapno Beton 24 (4), 259-266 (2019).
• F. Liu, L. Zeng, J. Cao, J. Li, Preparation of ultra-light xonotlite thermal insulation material using carbide slag, J. Wuhan Univ. Technol.-Mater. Sci. Ed. 25 (2) (2010) 295-297.
• Q. Zheng, W. Wang., Calcium silicate based high efficiency thermal insulation, Brit. Ceram. T. 99 (4), 187-190 (2000).
• Q. Zheng, D.O. L. Chung, Microporous calcium silicate thermal insulator, Mater. Sci. Tech. Ser. 6 (7), 666-670 (1990).
• T. Mitsuda, K. Sasaki, H. Ishida, Phase evolution during autoclaving process of aerated concrete, J. Am. Ceram. Soc. 75 (7) 1858-1863 (1992).
• K. Takahashi, N. Yamasaki, K. Mishima, K. Matsuyama, H. Tomokage, Coating of pulp fiber with xonotlite under hydrothermal conditions, J. Mater. Sci. Lett. 21 (1), 1521-1523 (2006).
• N. B. Milestone, Ghanbari K. Ahari, Hydrothermal processing of xonotlite based compositions, Adv. Appl. Ceram. 106 (6), 302-308 (2007).
• N. M. P. Low, J. J. Beaudoin, Mechanical properties and microstructure of cement binders reinforced with synthesized xonotlite micro-fibers, Cem. Concr. Res. 23, 1016-1028 (1993).
• H. I. Hsiang, W. S. Chen, W. Ch. Huang, Pre-reaction temperature effect on C–S–H colloidal properties and xonotlite formation via steam assisted crystallization, Mater. Struct. 49 (3), 905-915 (2016).
• E. Spudulis, V. Šavareika, A. Špokauskas, Influence of hydrothermal synthesis condition on xonotlite crystal morphology, Materials Science /Medziagotyra 19 (2), 190-196 (2013).
• F. Liu, J.X. Cao, and B. Zhu, Effect of anion impurity on preparing xonotlite whiskers via hydrothermal synthesis, Adv. Mater. Res. 148-149, 1755-1758 (2011).
• F. Liu, Wang X. D., J. X. Cao, Effect of Na+ on xonotlite crystals in hydrothermal synthesis, Int. J. Min. Met. Mater. 20 (1), 88-93 (2013).
• H. Z. Yue, X. Wang, Z. Z. Yang, Ch. Ch. Wei, Dynamic hydrothermal synthesis of super-low density xonotlite thermal insulation materials from industrial quartz powder, Key Eng. Mat. 726, 569-575 (2017).
• A. Hartmann, D. Schulenberg, J. Ch. Buhl, Investigation of the transition reaction of tobermorite to xonotlite under influence of additives, Advances in Chemical Engineering and Science 5, 197-214 (2015).
• J. Cao, F. Liu, Q. Lin, Y. Zhang, Hydrothermal synthesis of xonotlite from carbide slag, Prog. Nat. Sci. 18, 1147-1153 (2008).
• F. Liu, X. Wang, J. Cao, Effect of ultrasonic process on carbide slag activity and synthesized xonotlite, Physcs Proc. 25, 56-62 (2012).
• J. Zou, C. Guo, C. Wei, Y. Jiang, Dynamic hydrothermal synthesis of xonotlite from acid-extracting residues of circulating fluidized bed fly ash, Res. Chem. Intermed. 42 (2), 519-530 (2016).
• L. Black, K. Garbev, A. Stumm, Structure, Bonding and morphology of hydrothermally synthesized xonotlite, Adv. Appl. Ceram. 108 (3), 137-144 (2009).
• K. Balkatys, Influence of gypsum additive on the formation of calcium silicate hydrates in mixtures with C/S = 0.83 or 1.0, Materials Science Poland 27, 1091-1101 (2009).
• Q. Guangren, K. Guangliang, L. Heyu, L. Aimei, Mg-Xonotlite and its coexisting phases, Cem. Concr. Res. 27 (3), 315-320 (1997).
• M. Li, H. Liang, Formation of micro-porous spherical particles of calcium silicate (xonotlite) in dynamic hydrothermal process, China Part. 2 (3), 124-127 (2004).
• V. Alujević, A. Bejzak, A. Glasnović, Kinetic study of the hydrothermal reaction in CaO-quartz system, Cement Concrete Res. 16 (5), 695-699 (1986).
• K. Kunugiza, K. Tsukiyama, S. Teramura, Direct formation of xonotlite fiber with continuous-type autoclave, Gypsum and Lime 216, 288-294 (1988).
• D. S. Klimesch, A. Ray, Autoclaved cement-quartz pastes with metakaolin additions, Adv. Cem. Bas. Mater. 7 (1998) 109-118.
• T. Mitsuda, H.F.W. Taylor, Influence of aluminum on the conversion of calcium silicate hydrate gels into 11 Å tobermorite at 90°C and 120°C, Cem. Concr. Res. 5 (1975) 203-210.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).