Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Znaczenie cynku w produkcji cementu portlandzkiego

Kurdowski Wiesław, Zajd Paweł

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 1

45--58

PL

W doświadczeniach laboratoryjnych stwierdzono nieoczekiwany wpływ dodatku cynku, który przyspieszył proces wiązania cementu portlandzkiego. Ten nietypowy wpływ cynku został spowodowany przez dodatek anhydrytu II, jako regulatora wiązania cementu, przez jego producenta. Anhydryt II rozpuszcza się bardzo powoli i stężenie jonów siarczanowych w zaczynie hydratyzującego cementu było bardzo małe. Natomiast cynk rozpuścił się bardzo szybko, a powstający wodorotlenek strącał się na powierzchni kryształów C3A, utrudniając powstawanie ciągłej warstwy ettringitu. Ettringit powstawał w tych warunkach w wolnych przestrzeniach w roztworze, łącząc ziarna cementu, powodując szybkie wiązanie „ettringitowe”. Natomiast, kryształy alitu pozostają ciągle pokryte bezpostaciową warstewką Zn(OH)2, i w tych warunkach okres indukcji reakcji z wodą tej fazy, pozostaje bez zmian. Przedłużenie tego okresu rośnie ze zwiększeniem dodatku cynku.

EN

In laboratory experiments, we found the unexpected influence of zinc addition, which was the acceleration of the Portland cement setting. This untypical cement behaviour was caused by the addition of anhydrite II as the setting time regulator, by its producer. Anhydrite II dissolves very slowly and the sulphate ions concentration in the paste of the hydrating cement, was very low. However, zinc was soluted very quickly and its hydroxide precipitated on the surface of C3A crystals, limiting the formation of the continuous ettringite layer. Thus, ettringite is formed in the free areas in the solution, linking the cement grains, with the formation of the quick “ettringite” setting. Ettringite precipitated in the free areas within the solution, binds to the cement grains and causes the ‘quick’ setting of ettringite. However, the alite crystals remain continuously covered by the amorphous layer of Zn(OH)2, and under this condition the induction period with water reaction of this phase remains hang-up. The elongation of this period is increasing with the increase in the addition of zinc.

2

Margiel prażony jako potencjalny składnik główny cementu

Kurdowski Wiesław, Baran Tomasz

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 5

346--354

PL

Przemysł cementowy stoi przed wyzwaniem braku innych niż klinkier składników głównych cementu. Dotyczy to przede wszystkim najczęściej stosowanego jako składnika głównego cementów granulowanego żużla wielkopiecowego, w związku ze zmianami w przemyśle metalurgicznym oraz popiołu lotnego krzemionkowego z uwagi na odchodzenie od paliw kopalnianych na świecie. Potencjalnym nowym składnikiem głównym cementów powszechnego użytku mogą być margle prażone, których duże ilości posiada każdy producent klinkieru portlandzkiego. W niniejszym artykule przeprowadzono badania prażonych margli ze złoża Folwark w okolicach Opola. Przeprowadzone doświadczenia wykazały, że margle po prażeniu wykazują właściwości pucolanowo-hydrauliczne i mogą zastąpić w składzie cementu zarówno granulowany żużel wielkopiecowy jak i popiół lotny krzemionkowy. Najlepsze właściwości pucolanowo-hydrauliczne uzyskuje się poprzez prażenie margli Folwark w temperaturze 900°C.

EN

The cement industry is facing the challenge of a lack of supplementary cementitious materials substituting clinker. This applies primarily to granulated blast furnace slag, the most commonly used as the main component of cements, due to changes in the metallurgical industry, and to siliceous fly ash due to the abandonment of fossil fuels in the world. A potential new main component of common cements may be calcined marls, which are available in large quantities for every producer of Portland clinker. In this article, research was carried out on calcined marls from the Folwark deposit, near Opole, Poland. The conducted experiments showed that marls after calcination show pozzolanic-hydraulic properties and can replace both granulated blast furnace slag and silica fly ash in the composition of cement. The best pozzolanic-hydraulic properties are obtained by calcination of Folwark marls at 900°C.

3

O reakcji stali z matrycą cementową w betonie zbrojonym

Kurdowski Wiesław

Inżynieria i Budownictwo

|

2021

|

R. 77, nr 7

320--323

PL

Badania strefy przejściowej stal pręta zbrojeniowego - matryca cementowa wykazały, że jony żelaza dyfundują do matrycy cementowej i reagują z jonami wapniowymi, z utworzeniem uwodnionego żelazianu wapnia. Po trzech miesiącach zaznacza się również reakcja jonów żelaza z głównym składnikiem zaczynu, jakim jest faza C-S-H. Początkowo jony żelaza wnikają pomiędzy warstwy tej fazy, a następnie powodują jej stopniową przemianę w uwodniony żelazian wapnia. Powstaje warstewka uwodnionego żelazianu wapnia na matrycy cementowej. Natomiast dyfuzja jonów wapnia do warstewki pasywacyjnej na stali jest znacznie mniej zaawansowana, niż jonów żelaza do matrycy cementowej. Wykonane mikroanalizy pokazują, że dyfuzja jonów żelaza przeważa, a jony wapnia mają bardzo mały wpływ na skład warstewki pasywacyjnej na stali. Nie są one „ruchliwe”, mimo że występują w dużym stężeniu w roztworze w fazie ciekłej matrycy cementowej. Główną rolę w tych procesach odgrywają jony żelaza, dyfundujące z pręta zbrojeniowego do matrycy cementowej.

EN

The study of transition zone - steel of the reinforcing rod cement matrix was shown that the iron ions are diffusing to the cement matrix and are reacting with the calcium ions, with the formation of hydrated calcium ferric. Already after 3 months the reaction of iron ions with the main component of the cement paste i.e. C-S-H phase is evident. Initially the iron ions are penetrating between the layers of this phase and next they are causing its gradual transformation in hydrated calcium ferric. Thus the layer of hydrated calcium ferric on the cement matrix is formed. However, the diffusion of calcium ions to the passivation film on steel is significantly less advanced than the ferric ions to the cement matrix. The microanalysis are showing the the iron ions diffusion is prevailing and the calcium ions have the low influence on the composition of passivation film on steel. They are not “movable”, despite that they have high concentration in the liquid phase in cement matrix. The main role in these processes the ferric ions are playing, which are diffusing from reinforcing bar to the cement matrix.

4

Rodzaje skurczu betonu, ich znaczenie i metody zapobiegania

Kurdowski Wiesław

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 2

109--117

PL

Jedną z niekorzystnych właściwości betonu stanowi skurcz, który jest spowodowany zmianami objętościowymi zaczynu cementowego. Wyróżniamy następujące rodzaje skurczu: skurcz chemiczny nazywany także kontrakcją lub skurczem Le Chatelier, skurcz plastyczny, skurcz autogeniczny, czasem zwany także skurczem auto-suszenia i skurcz suszenia. Opracowano szereg metod w celu usunięcia tego skurczu. Krystalizacja ettringitu jest jedną z metod i jest oparta na dodatku kompleksu Kleina do cementu. Są także stosowane domieszki organiczne, które opierają się na zmniejszeniu napięcia powierzchniowego wody w kapilarach. W pracy zbadano wpływ domieszki BASF Master Life SRA 815 samej i z dodatkiem CaO. W przeprowadzonych doświadczeniach wykazano, że CaO powoduje bardzo małe zmniejszenie skurczu, natomiast wymieniona domieszka daje duże zmniejszenie skurczu. Równoczesny dodatek CaO do Master Life SRA 815 powoduje zwiększenie wpływu tej ostatniej. Także dodatek samego kompleksu Kleina nie spowodował zmniejszenia skurczu, natomiast jego dodatek do Master Life SRA 815 zwiększył zmniejszenie skurczu.

EN

One of the unfavourable properties of concrete is shrinkage which is linked with the volume changes of cement paste. We distinguish the following kinds of shrinkage: – “chemical” shrinkage called also the contraction or Le Chatelier shrinkage, – plastic shrinkage, – autogenic shrinkage or spontaneous, sometimes called auto drying, – drying shrinkage. There are several methods to eliminate concrete shrinkage. The ettringite crystallization is one of the inorganic compounds methods and is based on Klein’s complex addition to cement. This complex is causing the rapid ettringite formation and the shrinkage is diminished. There are also organic admixtures which action is the reduction of the water surface tension. There are surface-active additions that are reducing this tension, in capillaries. The organic admixtures which are diminishing the shrinkage are based on neopentyl glycol or similar chemical compounds. In the study, the shrinkage-reducing admixture BASF Master Life SRA 815 alone and with CaO addition were examined. It was shown that CaO addition is giving very low diminishing of cement shrinkage, contrary to the fluid admixture Master Life SRA 815 which has a high diminishing influence on cement shrinkage. However, the simultaneous addition of CaO is increasing the diminishing influence of this fluid admixture. The addition of Klein’s complex does not influence of shrinkage but its simultaneous addition with Master Life SRA 815 gives higher shrinkage diminishing.

5

Dekarbonizacja wstępna

Kurdowski Wiesław

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 6

465--477

PL

Całkowita ilość ciepła niezbędna do otrzymania klinkieru była w dawniejszych czasach otrzymywana w palniku piecowym, który określał maksymalną ilość tego ciepła, wyznaczając równocześnie wydajność pieca. Piec odgrywał podwójną rolę: paleniska i reaktora chemicznego. Zmniejszenie obciążenia cieplnego pieca można było otrzymać tylko przez usunięcie dekarbonizacji surowca z pieca. Równocześnie stwarzało to możliwość znacznego zwiększenia wydajności pieca, która nie była już dłużej ograniczona przez ilość ciepła, związaną z palnikiem piecowym. W tym rozwiązaniu technologicznym rola palnika piecowego była ograniczona tylko do podgrzewania materiału w piecu od temperatury 1100°C do 1450°C, co stanowi około 15% ilości ciepła, potrzebnego do prażenia klinkieru. Wynosi to 3050 x 0,15 co wynosi 480 kJ/kg klinkieru. Jak wiemy w procesie otrzymywania klinkieru zachodzą radykalne zmiany właściwości spiekanego materiału, które rozpoczynają się w temperaturze 1260°C i są związane w powstawaniem fazy ciekłej. Po powstawaniu fazy ciekłej proces nie może być prowadzony w gazowym reaktorze, ponieważ materiał może osadzać się na jego ścianach, co prowadzi do zatykania tego urządzenia. Z tych powodów rozwiązanie technologiczne polega na podzieleniu tego procesu na dwie operacje, które są prowadzone w dwóch różnych urządzeniach: (a) podgrzewanie i dekarbonizacja prowadzone są w gazowym podgrzewaczu, którym jest wstępny dekarbonizator, (b) spiekanie i powstawanie klinkieru dobywa się w piecu obrotowym. Ten podział technologiczny zapewnia dużą wydajność pieca, ponieważ ilość ciepła potrzebna w piecu jest mała i obciążenie cieplne strefy spalania paliwa w palniku piecowym jest także małe.

EN

In the former years, the total amount of heat indispensable for clinker formation was obtained in the kiln burner, which determined the maximum of this heat, thus the kiln efficiency was simultaneously determined. The kiln has the double role: the hearth and the chemical reactor. The diminishing of the heat loading of the kiln can be obtained only by emitting the calcination heat of raw materials from the kiln. At the same time, it gives the possibility of significant increase of the kiln productivity, which was already no longer limited by the heat quantity, linked to the kiln burner. In this technology, the kiln burner was only applied to heat the material in the kiln from the temperature of 1100°C to 1450°C, which was fulfil about 15% of the heat, from the entire heat demand of clinker burning. It will be 3050 x 0.15 equal to about 480 kJ/kg of clinker. As is known in the clinker formation process, radical changes of the properties of the roasting material occur, which are started at the temperature of 1260°C and are linked with the liquid phase appearing. After the liquid phase appears, the process cannot be conducted in the fluid reactor, because the material can form the roasting formation on the reactor walls, which can cause its plugging. From these reasons, the best technological solution was the division of the process into two operations, applied in two different equipments: (a) heating and calcining conducting in the fluid heater, which was the preliminary calciner, and (b) sintering and clinker formation in the rotary kiln. This technological division caused the high kiln capacity, because the quantity of heat needed in the kiln was low and the heat charge of the zone of fuel burning in the kiln burner was also low.

6

Piece obrotowe w dzisiejszym przemyśle cementowym

Kurdowski Wiesław, Jelito Ernest

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 2

127--136

PL

W dzisiejszym przemyśle cementowym stosuje się powszechnie krótkie piece obrotowe z cyklonowymi wymiennikami ciepła. Zasadą jest wprowadzanie dekarbonizatorów wstępnych i to nawet w przypadku pieców o małej wydajności, nie przekraczającej 3 tysięcy ton na dobę. Najlepszą metodą podawania gorącego powietrza jest stosowanie osobnego rurociągu z chłodnika rusztowego, co uzasadnia powszechne stosowanie tych chłodników. W dekarbonizatorach można spalać paliwa alternatywne, między innymi całe opony w specjalnych paleniskach.

EN

Short rotary kilns with cyclone heat exchangers are commonly used in current cement industry. The principle is the installation of precalciner, even in the case of kilns with low capacity, not exceeding 3000 tons per day. The best method of tertiary air introducing is the usage of separate duct from grate cooler, which justifies widespread use of these coolers. Alternative fuels, as whole tires, can be burned in precalciners, on special furnaces.

7

Reakcje stali z pręta stalowego z matrycą cementową w strefie przejściowej w zbrojonym betonie

Kurdowski Wiesław, Trybalska Barbara

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 22/84, nr 2

104--115

PL

Artykuł poświęcony jest badaniom zmian budowy i składu strefy przejściowej pręta stalowego z matrycą cementową po różnym czasie eksploatacji od 3 miesięcy do 40 lat. Stwierdzono, że najpierw jony żelaza ze stali dyfundują do matrycy cementowej i reagują z jonami wapnia z utworzeniem uwodnionego żelazianu wapnia. Są dwie drogi powstawania uwodnionego żelazianu wapnia: reakcja jonów żelaza z jonami wapnia w strefie pierwotnie zajmowanej przez portlandyt. A druga jest przemianą fazy C-S-H przez jony żelaza, które stopniowo zastępują krzem. W późniejszym okresie zachodzi dyfuzja jonów wapnia do warstewki pasywacyjnej, a nawet do stali, z dalszą zmianą składu strefy przejściowej. Jednak nie powoduje to zmiany wiązania matrycy cementowej ze stalą, które nawet po 80 latach jest dobre i wynosi od 3 MPa do 4 MPa. A więc zachodzące zmiany składu strefy przejściowej nie powodują wzrostu porowatości w tej strefie i zmiany jej wytrzymałości. Natomiast warstewka pasywacyjna na stali tworzy się powoli, prawdopodobnie bezpośrednio po związaniu betonu. Po trzech miesiącach twardnienia około 30 % powierzchni stali jest pokryte tą warstewką. Po trzydziestu latach warstewka pasywacyjna na stali utrzymuje się w bardzo dobrym stanie, lecz po 40 latach rozpoczęcie jej niszczenia jest już widoczne, a po 80 latach jest już prawie całkowicie zniszczona. Jednak nawet po tym okresie nie znaleziono nawet śladów rdzy na stali po tym okresie.

EN

The paper is devoted to the research of the interfacial transition zone steel bar – cement matrix changes in reinforced concrete after different time of exploitation from 3 months to forty years. It was found that firstly iron ions from steel are diffusing into cement matrix and reacting with calcium ions with hydrated calcium ferrite formation. There are two routs of hydrated calcium ferrite formation: the reaction of calcium and iron ions in the zone previously occupied by portlandite. The second is the transformation of the phase C-S-H by iron ions, which are substituting gradually the silica. Later the calcium ions diffusion into the passive film on steel and even into the steel are occurring with the hydrated calcium ferrite formation and the farther changes of ITZ are causing. However, even after eighty years, the bond of steel with cement matrix is very good, and measured value is in the range 3 MPa to 4 MPa. Thus these processes are totally changed the ITZ composition, however, without porosity increase and with good bond of steel bars with concrete. On the steel bars the passive film is starting slowly to be formed, probably immediately after the beginning of concrete hardening. After three months of the reinforced concrete curing about 30% of steel surface became covered by this film. After thirty years the passive film on steel is remaining in the very good state, after forty years the beginning of destruction starts to be visible, but after eighty years became almost totally destructed. Despite the passivation film destruction no trace of rust was found even on the steel bars in eighty years old reinforced concrete.

8

Mączka wapienna jako aktywny dodatek mineralny do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego

Kurdowski Wiesław, Pawluk Jarosław

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 22/84, nr 2

154--160

PL

Od pewnego czasu w produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego [ABK] stosuje się dodatek gipsu, który zwiększa powstawanie tobermorytu, w wyniku przemiany fazy C-S-H. Nie ma jednak danych dotyczących wpływu tobermorytu na właściwości ABK, nawet na wytrzymałość. Praca omawia wyniki doświadczeń polegających na zbadaniu wpływu zastąpienia gipsu wapieniem na właściwości ABK. W doświadczeniach stosowano technologię piaskową, a uzyskane wyniki doświadczalne pozwalają na wyciągnięcie następujących wniosków. Zmielony wapień jest bardzo interesującym dodatkiem, który przede wszystkim zwiększa udział kwarcu w produktach hydratacji, poprzez jego przemianę w skawtyt. Natomiast większa zawartość tobermorytu powstaje w próbkach z dodatkiem gipsu. W celu otrzymania pełniejszych danych o wpływie gipsu i wapienia, przede wszystkim na wytrzymałość, a także na właściwości cieplne ABK, jest niezbędne otrzymanie próbek o większych wymiarach. W tym celu konieczne będzie przeprowadzenie prób przemysłowych.

EN

For a certain period of time in the production of aerated autoclaved concrete [AAC] the addition of gypsum, as an additive which accelerate the tobermorite formation in this concrete is used. However, there is no data concerning the influence of tobermorite on the properties of AAC, even on the strength. The paper is devoted to the effect of replacing gypsum by limestone meal on the properties of AAC. The addition of limestone was the same as gypsum i.e. 10 kg/m3 of concrete. The sand technology was used. From the results of experiments the following conclusions can be drawn. The limestone meal is a very interesting mineral additive, which principally the higher degree of quartz participation in the hydrates formation during autoclaving is giving. The mechanism is the quartz participating in the scawtite crystallization. As it is well known the gypsum addition the increase of tobermorite formation is causing. However, to obtain more information on the properties of AAC, principally about strength and thermal conductivity, the larger samples should be examined, thus the industrial trials are needed.