Effect of calcium-magnesium carbonate additives on cement hydration

• Autorzy: Nocuń-Wczelik W. , Stachlewska M. , Trybalska B.

Warianty tytułu

PL

Wpływ węglanu wapniowo-magnezowego na proces hydratacji cementu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work relates to the use of the dolomite and dolomitic limestone component as an additive in cement production, as well as to the role of the carbonate component in cement hydration. The studies focused mainly on the kinetics of hydration, which was determined by using calorimetric measurements, and on the formation of hydrated structure, especially the position of carboaluminate hydrate. Based upon some reports and our previous studies we can conclude that the applicability of dolomitic limestone as a component of cementing materials seems to be quite rational, and the details of dolomite effect on cement hydration should be highlighted. For this purpose, the mixtures of cement with limestone and dolomite, as well as the mixtures of synthetic cement phases with limestone and dolomite were produced and examined by microcalorimetry, scanning electron microscopy (SEM/BSE), X-ray diffraction (XRD), and the determination of chemical shrinkage.

PL

Jako cel prowadzonych badań przyjęto sprawdzenie, czy dolomit może być wykorzystywany jako materiał zastępujący standardowy dodatek kamienia wapiennego. Wprowadzano dolomit i dla porównania węglan wapnia do zaczynów z cementu portlandzkiego CEM I 42,5R; badano też minerały klinkierowe i ich mieszanki (sztuczny cement „wzorcowy”). W badaniach wykorzystano mikrokalorymetrię, mikroskopię skaningową (SEM/BSE), dyfrakcję rentgenowską (XRD) i ocenę skurczu chemicznego. Wykazano, stosując w pierwszej kolejności metodę kalorymetryczną, że w mieszankach tych ma miejsce reakcja dolomitu z C3A oraz przyspieszenie hydratacji C3S. Stwierdzono, że dolomit tworzy, podobnie jak węglan wapnia, produkt węglanoglinianowy, co wpływa na kształtowanie mikrostruktury. Zastosowanie dolomitu jako dodatku do cementu wydaje się więc uzasadnione, ale należy doprecyzować opis mechanizmu oddziaływania tego dodatku na zaczyn cementowy.

Słowa kluczowe

EN

cement; dolomite; hydration; heat of hydration; carboaluminate

PL

cement; dolomit; hydratacja; ciepło hydratacji; węglanoglinian

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 69, nr 4
• Strony: 311--316
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nocuń-Wczelik W.

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

autor

Stachlewska M.

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

autor

Trybalska B.

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

Bibliografia

• [1] Lothenbach, B., Le Saout, G., Gallucci, E., Scrivener K.: Influence of limestone on the hydration of Portland cements, Cem. Concr. Res., 38, (2008), 848-860.
• [2] Giergiczny, Z., Garbacik, A., Pużak, T., Sokołowski, M.: Cementy portlandzkie wieloskładnikowe Blended cements type CEM II/B-M(V-LL) 32,5R i CEM II/B-M(S-V) 32,5R - właściwości i zastosowanie, in Proc. Dni Betonu Tradycja i Nowoczesność, (2010), 155-164.
• [3] Nocuń-Wczelik, W., Łój, G.: Effect of finely dispersed limestone additives of different origin on cement hydration kinetics and cement hardening, Proc. 13th Int. Congress on the Chemistry of Cements, Madrid, (2011), abstract 235, CD.
• [4] Zając, M., Dienemann, W., Bolte, G.: Comparative experimental and virtual investigations of the influence of calcium and magnesium carbonate on reacting cement, Proc. 13th Int. Congress on the Chemistry of Cements, Madrid, (2011), abstract 264, CD.
• [5] Schöne, S., Dienemann, W., Wagner, W.: Portland dolomite cement as alternative to portland limestone cement, Proc. 13th Int. Congress on the Chemistry of Cements, Madrid, (2011) abstract 44, CD.
• [6] Machner, A., Zając, M., Ben Haha, M., Kjellsen, K., Geiker, M. R., De Weerdt, K.: Portland metakaolin cement containing dolomite or limestone – similarities and differences in phase assemblage and compressive strength, Constr. Build. Mater., 157, (2017), 214-225.
• [7] Garcia, E., Alfonso, P., Labrador, M., Gali, S.: Dedolomitization in different alkaline media: Application to Portland cement paste, Cem. Concr. Res., 33, 9, (2002), 1443-1448.
• [8] Mikhailova, O., Yakovlev, G., Maeve, I., Senkov, S.: Effect of dolomite limestone powder on the compressive strength of concrete, Procedia Engineering, 57, (2013), 775-780.
• [9] Nocuń-Wczelik, W., Trybalska, B., Żugaj, E.: Application of calorimetry as a main tool in evaluation of the effect of carbonate additives on cement hydration, J. Thermal Anal. Calorim., 13, (2013), 351–356.
• [10] Szybilski, M., Nocuń-Wczelik, W.: The effect of dolomite additive on cement hydration, Procedia Engineering, 108, (2015), 193-198.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).