Teoria i mechanizm fizykochemiczny opisujący reakcje krzemionki z roztworem alkalicznym przy braku i w obecności jonów wapniowych

• Autorzy: Nonat A. , Michaud V. , Gaboriaud F. , Comparet C

Warianty tytułu

EN

Theory and physicochemical mechanisms describing the interaction of silica with alkaline solution in absence and in presence of calcium ions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stosując podejście fizykochemiczne podjęto próbę określenia czynników, etapów i koncepcji odgrywających istotną rolę w złożonych procesach reakcji alkaliów z krzemionką. Przeanalizowano stwierdzone fakty, opracowano modele eksperymentalne i prześledzono zachodzące przemiany z wykorzystaniem ugruntowanych teorii. Za najważniejsze uznano zjawiska zachodzące na powierzchni krzemionki, mniejsze znaczenie przypisano roli roztworów metali alkalicznych. W zainicjowaniu spękań i ich propagacji udział bierze jednak cały zespół czynników. W opisanych procesach istotną rolę odgrywają naładowane powierzchnie faz stałych oddziałujące ze stężonymi roztworami elektrolitów.

EN

Using a physicochemical approach an attempt has been undertaken to determine the factors, stages and concepts important in complex alkali-silica reaction processes. Ascertained facts have been analysed, experimental models have been created and thorough study of occurring conversions basing on established theories have been followed. For the more important have been recognized the effects related to silica surface, a minor importance has been attributed to alkali metals. However in the initiation of crackings and their propagation the part have been taken by a whole set of factors. In described processes an essential role is played by charged surfaces of solid phases interacting with concentrated electrolytic solutions.

Słowa kluczowe

PL

krzemionka; roztwór alkaliczny; reakcja chemiczna; reakcja krzemoalkaliczna; jon wapniowy

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2001
• Tom: R. 6/68, nr 3
• Strony: 89--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., il.

Twórcy

autor

Nonat A.

• Uniwersytet Burgundii, Laboratorium Badań Reaktywności Ciał Stałych, Dijon

autor

Michaud V.

• Uniwersytet Burgundii, Laboratorium Badań Reaktywności Ciał Stałych, Dijon

autor

Gaboriaud F.

• Uniwersytet Burgundii, Laboratorium Badań Reaktywności Ciał Stałych, Dijon

autor

Comparet C

• Uniwersytet Burgundii, Laboratorium Badań Reaktywności Ciał Stałych, Dijon

Bibliografia

• 1. J. Gajda, "Opracowanie cementu zawierającego lit w celu wyeliminowania reakcji krzemionki z alkaliami". World Cement Research and Development, 1996, s. 58-62. 26.
• 2. V. Michaud, "Symulacja doświadczalna reakcji alkaliów w betonach. Studium wpływu jonów siarczanowych". Praca doktorska, Uniwersytet w Bourgogne, Dijon 1995.
• 3. V. Michaud, A. Nonat i D. Sorrentino, "Doświadczalna symulacja mechanizmu związanego z powstawaniem naprężeń w betonach poddanych reakcji alkalia - krzemionka". Proceedings of the 10th International Congress on the Chemistry of Cement, 1997, Gothenburg, 4iv049, 9 str.
• 4. T.C. Powers i H.H. Steinour, "Interpretacja kilku opublikowanych badań reakcji alkalia - kruszywo. Część 1 - Chemiczne reakcje i mechanizm ekspansji". Journal of the American Concrete Institute, 1955, 26(6), s. 497-516.
• 5. T.C. Powers i H.H. Steinour, "Interpretacja kilku opublikowanych badań reakcji alkalia - kruszywo. Część 2 - Hipoteza dotycząca bezpiecznej i niebezpiecznej reakcji reaktywnej krzemionki w betonie". Journal of the American Concrete Institute, 1955, 26(8), s. 785-811.
• 6. W.C. Hansen, "Studia dotyczące mechanizmu występowania w betonie ekspansji towarzyszącej reakcji alkalia - kruszywo". Journal of the American Concrete Institute, 1944,40, s. 213-227.
• 7. L.S. Dent Glasser, "Ciśnienie osmotyczne i pęcznienie żeli". Cement and Concrete Research, 1997,9 (4), s. 515-517.
• 8. L. Struble i S. Diamond, "Właściwości pęczniejące syntetycznych żeli krzemionki z alkaliami". Journal of the American Ceramic Society, 1981, 64 (11), s. 652-655.
• 9. T.E. Stanton, "Ekspansja betonu w wyniku reakcji cementu z kruszywem". Proceedings of the American Society for Civii Engineers, 1940.
• 10. L.S. Dent Glasser i N. Kataoka, "Chemia reakcji kruszyw z alkaliami". Cement and Concrete Research, 1981, 11, s. 1-9.
• 11. Z. Wen, "Powstawanie i charakterystyka zoli metali alkalicznych z krzemionką. Warunki ich przemiany w żel w kontakcie z solami i wodorotlenkami, szczególnie tymi, które są obecne w betonie. Badania wpływu portlandytu". Praca doktorska, 1989, Uniwersytet w Bourgogne, Dijon
• 12. P. Barret, D. Bertrandie i A. Nonat, "Badania wzajemnych oddziaływań roztworu alkaliów z różnymi kruszywami. Właściwości produktów reakcji utworzonych w obecności jonów wapniowych". Seminarium AFREM/MRT, Zapobieganie uszkodzeniom związanym ze zjawiskami reakcji alkaliów, 1992.
• 13. C. Comparet, "Badania wpływu jonów metali alkalicznych na rozpuszczalność krzemionki". DEA Chimie-Physique, 1998, Uniwersytet w Bourgogne, Dijon.
• 14. V. Michaud, A. Nonat i D. Sorrentino, "Reakcja reaktywnej krzemionki z wodorotlenkami jonów w reakcji alkalia - krzemionka; wpływ elektrolitu". Cement and Concrete Research (w druku).
• 15. R.K. Iler, "The Chemistry of Silica", 1979, New York, John Wiley & Sons.
• 16. R. Harris, K.F. Bahlmann, K. Mectalfe i E.G. Smith, "Ilościowe badania jądrowym rezonansem magnetycznym krzemu 29 w roztworze krzemianu sodowego o dużym stężeniu". Magnetic Resonance in Chemistry, 1993, 31, s. 743-747.
• 17. R.K. Harris i C.T.G. Knight, "Krzem 29; badania jądrowym rezonansem magnetycznym wodnych roztworów krzemianowych". Journal of Chemical Society, Faraday Transfer 2, 1983,2(79), s. 1525-1538.
• 18. G. Engelhardt i D. Michel, "Magnetyczny rezonans jądrowy fazy stałej o dużej rozdzielczości krzemianów i zeolitów". 1997, New York, John Wiley & Sons.
• 19. L. Fernandez, "Charakterystyka roztworów alkalicznych krzemionki i ich produktów strąconych w obecności wapnia, za pomocą jądrowego rezonansu magnetycznego". Praca doktorska, Uniwersytet Piotra i Marii Curie, 1992.
• 20. F. Gaboriaud, "Badania roli jonów metali alkalicznych w trakcie żelowania roztworów krzemionka - alkalia destabilizowanych przez dodatek jonów wapniowych". Praca doktorska, Uniwersytet w Bourgogne, Dijon 1999.
• 21. F. Gaboriaud, A. Nonat, D. Chaumont, A. Craievich, B. Hanquet, "Badania NMR i SAXS wpływu jonów metali alkalicznych (Li⁺, Na⁺ i K⁺) w zolach krzemionka - metal alkaliczny". J. Phys. Chem. B, 1999, 103, s. 2091-2099.
• 22. V.A. Parsegian, R.P. Rand i N.L. Fuller, "Bezpośrednie pomiary naprężenia osmotycznego elektrycznej warstwy podwójnej pomiędzy warstwą podwójną łańcuchowych octanów powierzchniowoczynnych". J. Phys. Chem, 95, s. 4777-82 (1991).
• 23. L.S. Dent Glasser i N. Kataoka, "Chemia reakcji kruszywa z alkaliami". Proc. 5th Int. Conf. on Alkali-aggregate Reaction in Concrete, Cape Town, Paper S252/23, s. 1-7 (1981).
• 24. R. Pelenq, J. Caillol i A. Delville, "Elektrostatyczne przyciąganie pomiędzy dwiema naładowanymi powierzchniami, symulacja Monte Carlo". J. Phys. Chem. B. 1999, 103, s.8584-8594.
• 25. P. Nieto, "Badanie za pomocą jądrowego rezonansu magnetycznego żeli i form strąconych w wyniku wzajemnego oddziaływania roztworu metalu alkalicznego z krzemionką a związkami wapnia". Praca doktorska, Uniwersytet Piotra i Marii Curie (1995).
• 26. G.L. Kalousek, "Badania części układu czteroskładnikowego sód-wapń-krzemionka-woda w 25°C". Journal of Research of the National Bureau of Standards, 32, s. 285-302, 1944.
• 27. S.J. Way i A. Shayan, "Badania kilku syntetycznie przygotowanych krzemianów sodu, potasu i wapnia". Cement and Concrete Research, 22, s. 915-926 (1992).
• 28. S. Garrault-Gauffinet i A. Nonat, "Doświadczalne badania zarodkowania uwodnionego krzemianu wapniowego (C-S-H)". Cryst. Growth 200(3-4), s. 565-574 (1999).
• 29. C. Vazzoler-Manas, "Badania kinetyczne reakcji kalcytu ze stężonymi roztworami sodu". Praca doktorska, Uniwersytet w Bourgogne, 1991.
• 30. F. Gaboriaud, D. Chaumont, A. Nonat, B. Hanquet i A. Craeivitch, "Badania wpływu jonów litu, sodu i potasu na strukturę krzemianów w zolu krzemionkowym z metalami alkalicznymi i na powstawanie żelu krzemionkowo - wapniowo - sodowo - potasowego". J. of Sol Gel Sci. Techn. 13, 353-358 (1998).
• 31. F. Gaboriaud, D. Chaumont, A. Nonat, B. Hanquet i A. Craeivitch, "Agregacja i powstawanie żelu w zasadowych krzemionkowo-wapienno-alkalicznych zolach badanych za pomocą SAXS, SANS i ELS". J. Phys. Chem. B. 1999, 103, s. 5775-5781.
• 32. P. Nieto, R. Dron, R. Thevenot, H. Zanni i F. Brivot, "Badania przemiany zol-żel kompleksu wapń - polikrzemian za pomocą jądrowego rezonansu magnetycznego 43Ca". Compte Rendu de l'Académie des Sciences de Paris, 1995, t. 320 (série Ilb), s. 485-488.
• 33. X. Ping i J.J. Beaudoin, "Mechanizm ekspansji siarczanowej. I. Zasady termodynamiczne ciśnienia krystalizacyjnego". Cement and Concrete Research, 22, s. 631-640 (1992).
• 34. R. Dron . F. Brivot, . "Termodynamiczne i kinetyczne podejście do reakcji krzemionki z metalami alkalicznymi. Część l: Teoria". Cement and Concrete Research, 1992, 22(5), s. 941-948.
• 35. R. Dron i F. Brivot, "Termodynamiczne i kinetyczne podejście do reakcji krzemionki z metalami alkalicznymi. Część II; Doświadczenie". Cement and Concrete Research, 23, s. 93-103 (1993)