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

Wpływ rodzaju kruszywa na opóźnione powstawanie ettringitu

Owsiak Zdzisława

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 2

144--151

PL

Przeprowadzone badania miały na celu oznaczenie wpływu rodzaju kruszywa na równoczesne występowanie reakcji wodorotlenków sodu i potasu z krzemionką w kruszywie i opóźnionego powstawania ettringitu. Stosowano piasek lub kruszywo wapienne oraz kruszywo zawierające 6% opalu, o uziarnieniu od 0,5 do 1,0 mm. Przygotowano zaprawy z tymi rodzajami kruszywa i z cementem portlandzkim, zawierającym 1,2% Na2Oe i 4,5% SO3, które dojrzewały w 90°C i w wodzie. Badania potwierdziły duży wpływ rodzaju kruszywa, na rozszerzalność spowodowaną opóźnionym powstawaniem ettringitu. Po tych warunkach dojrzewania kruszywo wapienne w znacznym stopniu zmniejszyło ekspansję zaprawy, spowodowaną opóźnionym powstawaniem ettringitu, natomiast miało znacznie mniejszy wpływ na ekspansję beleczek, spowodowaną przez reakcję wodorotlenku potasu z opalem. Obserwacje mikrostruktury zaprawy wykazały, że żel sodowo-potasowo-wapienny, a także ettringit otaczający ziarna kruszywa, są odpowiedzialne za ekspansję w przypadku piasku z dodatkiem opalu.

EN

The studies carried out aimed to define the influence of the aggregate type on the simultaneous occurrence of the alkali-silica reaction and delayed ettringite formation. In their composition, sand or calcium aggregate and aggregates containing 6% opal with graining of 0.5 to 1.0 mm, were used. Mortars from each type of aggregate and Portland cement containing 1.2% Na2Oe and 4.5% SO3 were prepared, and then cured in water at 90°C. Studies have shown a great influence of the type of aggregate on the expansion caused by the delayed ettringite formation. In this case, the calcium aggregate visibly reduces the expansion of a mortar caused by delayed ettringite formation, while it has a much smaller influence on the expansion of the bars, caused by the potassium reaction with opal. Microstructure observations have shown that sodium-potassium-calcium silicate gel and ettringite around the aggregate grains, are responsible for expansion in the case of sand with opal addition.

3

Ettringite as a factor causing structural strengthening of fluvial sand from the Praski terrace (Warsaw, Poland)

Zawrzykraj Piotr, Rydelek Paweł, Bąkowska Anna, Cabalski Krzysztof

Acta Geologica Polonica

|

2022

|

Vol. 72, no. 4

519--528

EN

Engineering activity may lead to uncontrolled changes in the geological environment. This paper presents an example of structural changes in fluvial sand of the Praski terrace (in Warsaw) caused by the activity of a temporary concrete batching plant. Our investigations made it possible to identify the material responsible for the structural anomalies observed in the bottom of the trench excavation. The compound responsible for the cementation phenomenon was identified as ettringite – hydrated calcium aluminosulphate: Ca6Al2[(OH)12(SO4)3]·26H2O. The source of ettringite were most probably significant volumes of contaminants coming from the temporary concrete batching plant (e.g., from the rinsing of concrete mixers and/or installations for concrete storage and transportation). While penetrating into the ground, ettringite caused extensive cementation of the soil mass, mainly in the saturation zone. As a result, the mineral (chemical) composition of the inter-grain space changed and the structure of the sand was strengthened. The estimated zone of volumetric changes in soil properties was about 6 thousand m3. However, analysis of the chemical composition of groundwater for its potential sulphate contamination, did not reveal any anomalous concentrations of sulphates.

4

Structuration investigation of fast-setting self leveling underlayment based on ettringite binder

Lam Ngoc Nguyen

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

513--525

EN

Self – Levelling Underlayment (SLU) is one of the high-performance new materials used in the construction industry. Besides the strength, other characteristics of SLU such as workability, rapid drying, rapid hardening, shrinkage compensation, smooth nature, etc. are required depending on the application. The aim of this study is to evaluate the structuration with the time of SLU through some important characteristics such as the evolution of rheological properties, ettringite, and gibbsite phase development. To this purpose, a rheometer with rotation mode and oscillation mode was used to determine the yield stress, plastic viscosity, rheological dynamic modulus (storage modulus and loss modulus). The use of these techniques is considered to be a method for monitoring structuration development in cement materials. The result shows that during the hydration process, increased plastic viscosity, yield stress, and dynamic modulus of the SLU were identified from just 5 minutes after mixing until the setting period when the transition from a fluid state to a solid-state of SLU takes place. By using a rheometer in oscillation mode, the beginning of the transition process from the liquid-state to the solid-state of SLU was identified, this method is more precise when compared to traditional Vicat method.

5

Utilization Range of By-Products from Coal Combustion in Earth Structures of Transport Infrastructure

Mraz Vaclav, Suda Jan, Lojda Vit, Culka Adam, Trubac Jakub

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 2

131--138

EN

In transportation engineering, earthwork is the main structural material which geotechnical properties can be positively modified with admixtures. This article focuses on the application of energy by-products in earthwork of transportation line structures and summarizes their advantages and define the scope of their utilization. Earthwork construction demands the considerable volume of quality material and therefore, the effort to optimize traditional material substitution is made. One possibility is to apply solid by-products emerging when combusting coal, which is referred to as secondary energy products. These include various types of fly-ash, slag, bottom ash or gypsum. Requisite for their further widespread utilization is the application in the construction and modernization of transport infrastructure, including road and rail construction, or in the case of flood control dams within the framework of water management measures against flooding. They can be utilized also as municipal waste dumps covering. However, the application of fly ashes in earthwork constructions delivers certain limits. When contacting with rain ingress or groundwater, the leaching containing heavy and toxic metals depending on energy by-product type may occur. Alternatively, the limitation of their application can be relatively low mechanical resistance to cyclic saturation and frost effect and consequent volume changes. This article deals with long-term observation results of the energy by-products saturation and additivity influence on volume changes. For the investigation purpose of failure causes, the phase composition using X-ray crystallography and Raman spectroscopy was determined.

PL

W inżynierii transportu masy ziemne są głównym materiałem konstrukcyjnym, którego właściwości geotechniczne można pozytywnie modyfikować za pomocą domieszek. Artykuł koncentruje się na zastosowaniu produktów ubocznych spalania w pracach ziemnych w konstrukcji linii transportowych ocenia ich zalety oraz określa zakres ich wykorzystania. Konstrukcja robót ziemnych wymaga znacznej ilości wysokiej jakości materiału, dlatego podejmowane są wysiłki w celu optymalizacji zastępowania materiałów. Jedną z możliwości jest zastosowanie stałych ubocznych produktów spalania węgla, które są określane jako wtórne produkty energetyczne. Należą do nich różne rodzaje popiołów lotnych, żużli, popiołów dennych lub gipsu. Kierunkiem ich wykorzystania jest zastosowanie w budowie i modernizacji infrastruktury transportowej, w tym w budownictwie drogowym, kolejowym, budowie zapór przeciwpowodziowych. Zastosowanie popiołów lotnych w konstrukcjach ziemnych ma jednak pewne ograniczenia. Podczas kontaktu z wnikającymi deszczami lub wodami gruntowymi może wystąpić ługowanie metali ciężkich i toksycznych w zależności od składu ubocznego produktu spalania. Ograniczeniem ich zastosowania może być względnie niska odporność mechaniczna i mrozoodporność. Artykuł dotyczy wyników długoterminowych obserwacji dodatku ubocznych produktów spalania na zmiany objętości. Skład fazowy określono za pomocą krystalografii rentgenowskiej i spektroskopii Ramana.

6

Warunki powstawania thaumasytu i metody im zapobiegania

Ghorab Hanaa Youssef, Mohamed Mohamed Kamal, Mohamed Sahar Kamal

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 2

104--114

PL

W pracy wykorzystano dwie metody powstawania thaumasytu: 1) poprzez poddanie zaczynu z portlandzkiego cementu wapiennego, z 30% dodatkiem kamienia wapiennego, na działanie 4% roztworu siarczanu magnezu przez 3 miesiące, w temperaturze 7°C, 2) w wyniku karbonatyzacji mieszaniny ettringitu z krzemianem sodu w temperaturze 7°C, a następnie zwiększenie pH na skutek dodatku wapna. Uzyskany skład fazowy próbek oznaczono rentgenograficznie i za pomocą spektroskopii w podczerwieni, a mikrostrukturę stosując elektronowy mikroskop skaningowy. Thaumasyt powstawał po 2 miesiącach przechowywania próbek zaczynu z portlandzkiego cementu wapiennego, w roztworze siarczanu magnezu. Można temu procesowi zapobiegać stosując dodatek związków chemicznych zmniejszających stężenie jonów wapniowych i siarczanowych. Potwierdzeniem skuteczności tych metod są wyniki badań mikrostruktury oraz wytrzymałości na ściskanie. Powstawanie thaumasytu tłumaczy się tworzeniem fazy przejściowej składającej się z żelu krzemionkowego zawierającego pozostałości ettringitu, który w większości uległ rozkładowi. Faza ta przechodzi w thaumasyt na skutek wzrostu pH, wywołanego dodatkiem wapna. Uzyskane wyniki są zgodne z pracą opublikowaną już w 2003 roku, w której stwierdzono powstawanie thaumasytu z fazy przejściowej, stanowiącej szczególny przypadek korozji siarczanowej zaczynu cementowego. W pracy opisano właściwości tej fazy. Thaumasyt początkowo nie powstawał w próbkach portlandzkiego cementu wapiennego, z powodu szybkiego przechodzenia do roztworu jonów wapniowych pochodzących z hydrolizy alitu.

EN

The thaumasite was obtained using two routes: 1) from the exposure of Portland limestone cement pastes, with 30% limestone, to 4% magnesium sulfate solution for 3 months at 7°C, 2) through the carbonation of an ettringite-sodium silicate mix at 7°C, followed by the rise of pH with lime. The phases formed were examined by XRD, infrared spectroscopy, and scanning electron microscopy. The thaumasite after 2 months of exposure of the limestone cement to sulfate solution was formed. It is prevented by the addition of specific chemicals that reduce calcium and sulfate ions. The prevention is confirmed by microstructure analysis and compressive strength measurement. The mechanism of thaumasite formation is explained by the formation of an intermediate phase composed of a carbonated silica gel, which incorporates relicts of the decomposed ettringite. This phase transforms to thaumasite through the liquid phase pH rise by lime. The results support previous literature published as early as 2003 and suggested the formation of an intermediate phase which was the thaumasite, the product of sulfate attack. The present work was defining the nature of this phase. This phase was not detected in the first route of the Portland limestone cement system because of the rapid rate of lime supply, from the alite hydrolysis.

7

The effects of mineralogical changes that occur in artificial aggregates

Adamczyk Z., Grygierek M., Łupieżowiec M., Nowak J., Strzałkowska E.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 2

37--54

EN

This article presents the results of the study of changes in mineral and chemical composition of artificial aggregates consisting of coal shale (a hard coal mining waste) and fluidized ashes. Such an aggregate was used for road construction. After completion of the construction works but before making the road available for public use, significant deformation of the surface in the form of irregular buckling of the asphalt layer occurred. It was excluded that this resulted from mining damage, design errors or performance mistakes, among others. A study of the materials that had been incorporated in the construction layers was undertaken in order to find the component and the mechanism responsible for the buckling of the road surface. A comparison of the mineral and chemical composition of aggregate samples collected from the embankment where the road buckled with the reference sample and samples from places without deformations showed that the bumps in the road embankment consisted of minerals that were not initially present in the aggregate. Wastes produced as a result of high temperatures (slag and power plants ashes, metallurgical wastes) are not as stable in terms of chemical and phase composition in the hypergenic environment. As a result of the processes occurring in the road embankment, anhydrite, which is the primary component of fluidized ashes, was transformed into gypsum and ettringite. As a result of contact with water CaO (present in fluidized ashes) easily changed into calcium hydroxide. As the crystallization of these minerals is expansive, it resulted in the filling of pores and, in extreme cases, in a substantial increase in the volume of the aggregate and, consequently, in the deformation of the road surface.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad przeobrażeniami składu mineralnego i chemicznego, które zaszły w kruszywie sztucznym skomponowanym na bazie łupku węglowego (odpad pochodzący z górnictwa węgla kamiennego) i popiołów fluidalnych. Kruszywo to użyte zostało do budowy drogi. Po zakończeniu budowy, a jeszcze przed oddaniem jej do użytku stwierdzono znaczne deformacje nawierzchni w formie nieregularnych wybrzuszeń i wypiętrzeń warstwy asfaltowej. Jako przyczyny wykluczono między innymi szkody górnicze, błędy projektowe czy błędy wykonawcze. Podjęto więc badania wbudowanych w warstwy konstrukcyjne materiałów w celu wskazania składnika i mechanizmu odpowiedzialnego za wypiętrzanie nawierzchni drogi. Porównanie składu mineralnego i chemicznego próbek kruszywa pobranych z nasypu drogowego w miejscach deformacji z próbką referencyjną i próbkami z miejsc, gdzie deformacji nie stwierdzono wykazało, że w nasypie drogowym w miejscu „wybrzuszeń” występują minerały, których pierwotnie nie było w kruszywie. Odpady powstałe w wyniku oddziaływania wysokich temperatur (żużle i popioły elektrowniane, odpady hutnicze itp.) w środowisku hipergenicznym nie są stabilne tak pod względem składu chemicznego, jak i fazowego. Na skutek procesów zachodzących w nasypie drogowym anhydryt będący pierwotnym składnikiem popiołów fluidalnych uległ przeobrażeniu w gips oraz ettringit. W wyniku kontaktu z wodą CaO (obecny w popiołach fluidalnych) łatwo uległ przemianie w wodorotlenek wapnia. Krystalizacja tych minerałów jest ekspansywna, co doprowadziło do zapełnienia przestrzeni porowych, a w skrajnych przypadkach znacznego wzrostu objętości kruszywa i w konsekwencji do deformacji nawierzchni drogi.

8

Pułapki w chemii cementu

Kurdowski W., Kądzielawski G.

Cement Wapno Beton

|

2018

|

R. 21/83, nr 4

333--340

PL

W artykule przeprowadzono dyskusję zagadnień z chemii cementu, które nie mają naukowego wyjaśnienia. Są to zagadnienia dotyczące hydratacji cementu, które łączą się ze zwiększeniem objętości zaczynu, pomimo że reakcje klinkierowych faz bezwodnych z wodą są związane zawsze z kontrakcją, czyli ze zmniejszeniem objętości produktów tych reakcji. Z dyskusji tej wynika, że pomimo znacznego rozwoju aparatury badawczej nie opracowano do dnia dzisiejszego podstaw naukowych w pełni rozwiązujących te problemy. Natomiast można stwierdzić, że jako uzasadnienie pozostają w dalszym ciągu procesy przebiegające w małej objętości „in situ” i ciśnienie osmotyczne. Poczyniono jednak znaczny postęp w odniesieniu do ettringitu zwracając uwagę na duże znaczenie wodorotlenku wapnia w tym procesie.

EN

In the paper some problems of cement chemistry which have no scientific basis was discussed. There are the problems concerning the hydration of cement, which are concerning the expansion of cement paste, despite that the clinker anhydrous phases reactions with water is always linked with contraction i.e. the decrease of the total volume of the products. From this discussion it is evident that, despite of the important progress of scientific equipment, the scientific basis explaining these problems was not elaborated till to day. It can be stated, that as explanation the process occurring in the small volume - "in situ" still remains as well as the osmotic pressure. However, the significant progress can be observed relative to ettringite, where among others the importance of Ca(OH)2 content in cement for ettringite expansion was found.

9

Zmiany mikrostruktury zapraw napowietrzonych, a następnie poddanych zamrażaniu i rozmrażaniu oraz korozji siarczanowej

Piasta W., Marczewska J.

Cement Wapno Beton

|

2016

|

R. 21/83, nr 6

439--446

PL

Normowe zaprawy z dwóch przemysłowych cementów: portlandzkiego i hutniczego zostały w przypadku jednej serii próbek napowietrzone. Próbki obu serii dojrzewały 28 dni w wodzie, a następnie zanurzone w wodnym roztworze Na2SO4. W próbkach z CEM I ekspansja wystąpiła po 33 miesiącach, natomiast zaprawy napowietrzone były nieznacznie trwalsze. Próbki zaprawy z CEM I zachowywały się podobnie po poddaniu 40 cyklom zamrażania i odmrażania, jednak próbki nienapowietrzone uległy znacznie szybszemu zniszczeniu. Zaprawy z cementu hutniczego były odporne na korozyjne działanie roztworu siarczanowego, natomiast po 40 cyklach zamrażania próbki nienapowietrzone wykazały dużą ekspansję. Można stwierdzić, że zachowanie wszystkich próbek było klasyczne, zgodne z przewidywaniami.

EN

The standard mortars of industrial Portland cement and blastfurnace cement were produced, of which one series remained non-air-entrained and the second was air-entrained. The mortars from both series were cured 28 days in water, and then immersed in Na2SO4 water solution. In the case of Portland cement samples the expansion occurred after 25 months and caused their destruction after 33 months, but air-entrained mortars were slightly more durable. The samples of CEM I, after 40 cycles of freezing and thawing were behaving similarly, however, non-air-entrained specimens were destructed much earlier. The mortars from CEM III cement was durable in Na2SO4 solution, however, non-air entrained samples high expansion after 40 cycles of freezing and thawing were showing. The behaviour of the mortars were classic and as it should be expected.

10

Zagrożenia korozyjne podkładów kolejowych, cz.2

Pawluk J.

Cement Wapno Beton

|

2014

|

R. 19/81, nr 4

223--233

PL

Betonowe podkłady kolejowe mogą najczęściej ulegać zniszczeniu w wyniku opóźnionego powstawania ettringitu. Z uwagi na duże znaczenie tego problemu przeprowadzono badania betonu stosowanego do produkcji podkładów, wykonanego z cementu o różnej zawartości ekwiwalentu sodowego, od 0,33% do 1,5%. Stwierdzono, że ettringit jest trwały w 70°C, jeżeli zawartość Na2Oe rozpuszczalnego nie przekracza 0,50%. Opowiada to około 500 mmoli NaOH/l roztworu w porach betonu, a więc jest to więcej niż określił Wieker, jednak dla 75oC. Natomiast zawartość Na2Oe = 0,75% rozpuszczalnego w cemencie, gdy beton poddawany jest obróbce termicznej w 70°C, stanowi już zagrożenie opóźnionym powstawaniem ettringitu. Tak więc poziom Na2Oe = 0,6% całkowitego w cemencie zabezpiecza beton poddawany obróbce cieplnej przed opóźnionym powstawaniem ettringitu, natomiast Na2Oe = 0,8% w cemencie stwarza takie zagrożenie. Wynika stąd, że przyjmowanie w niektórych technologiach zawartości 0,80% całkowitego Na2Oe jest za wysokie i może spowodować powstawanie opóźnionego ettringitu. Trzeba równocześnie pamiętać, że kruszywa granitowe i bazaltowe dostarczają około 0,30 kg na 1 m3 betonu rozpuszczalnego Na2Oe.

EN

The sleepers from prestressed concrete are frequently damaged by delayed ettringite formation. The importance of this problem was the reason that the concrete, used in sleeper production, prepared from cement of different sodium equivalent content in the range from 0.33% to 1.2%, was tested. It was found that ettringite is stable at 70°C if the soluble Na2Oe does not exceed 0.50%. It is equal to about 500 mmol NaOH/I of pore solution in concrete, thus it is higher that Wieker establish, but for 75°C. However, the content in cement of soluble Na2Oe = 0,75% causes that ettringite is not stable in concrete heat treated at 70°C. Thus the content of total Na2Oe = 0.6% in cement is protecting heat treated concrete against the delayed ettringite formation, however, 0.8% of total Na2Oe in cement is causing this hazard. It should be also taking into account that the intake of soluble Na2Oe from granite and basalt aggregates is about 0.30 kg for one m3 of concrete.

11

Zagrożenia korozyjne podkładów kolejowych, cz.1

Pawluk J.

Cement Wapno Beton

|

2014

|

R. 18/80, nr 3

174--184

PL

W pracy omówiono podstawowe przyczyny powstawania uszkodzeń podkładów strunobetonowych. Zwrócono uwagę, że przyczyną korozji wewnętrznej może być reakcja wodorotlenków sodu i potasu z krzemionką w kruszywie. Jednak głównym zagrożeniem betonu w przypadku jego obróbki cieplnej, jest opóźnione powstawanie ettringitu. Występuje ono w przypadku większej od 0,6% zawartości rozpuszczalnych alkaliów w cemencie, wyrażonych jako ekwiwalent sodowy Na2Oe. Należy podkreślić, że zawartość rozpuszczalnych w wodzie związków sodu i potasu jest mała w kruszywie, co powoduje wprowadzenie do betonu około 0,4 kg/m3 Na2Oe w przypadku stosowania granitu lub bazaltu. Ekspansja betonu i towarzyszące mu zniszczenie tego kompozytu, jest największe w przypadku wyższej od 70oC temperatury obróbki cieplnej oraz stosowania cementu o dużych wczesnych wytrzymałościach. Wniosek z przeglądu literatury jest taki, że oba te najbardziej prawdopodobne mechanizmy wewnętrznej korozji betonu, wymagają stosowania cementu o niższym od 0,6% ekwiwalencie sodowym Na2Oe.

EN

In the paper the basic causes of deterioration of concrete sleepers are discussed. One of the causes of concrete damage can be the alkali silica reaction. However, the main mechanism of concrete deterioration, in the case of it heat treatment, is the delayed ettringite formation. It can occur in the case of higher than 0.6% of Na2Oe content of total alkali present in cement, which assures the soluble alkalis content of about 0.4%. The content of soluble alkalis in aggregate is low and this component introduce to concrete about 0.4 kg/m3 of Na2Oe, in the case of usage of granite and basalt. The concrete expansion is the highest if the heat treatment is at temperature higher than 70°C, and the rapid hardening cement is applied. The conclusion of the literature analysis is that both internal corrosion of concrete need the usage of cement with the sodium equivalent lower than 0.6% of Na2Oe.

12

Synteza i właściwości spieku siarczanowo-glinianowego do wytwarzania cementów ekspansywnych

Nocuń-Wczelik W., Konik Z., Stok A., Migdał M.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

452-456

PL

Spoiwa ekspansywne wytwarzane są z cementu portlandzkiego i składników dających efekt wzrostu objętości. Wzrost objętości związany jest głównie z krystalizacją znacznej ilości ettringitu 3CaOźAl2O3ź3CaSO4ź32H2O, co wynika z włączenia w proces hydratacji składników stanowiących dodatkowe nośniki glinu i siarki. Proces ekspansji uzależniony jest od wielu czynników fizycznych i chemicznych. Istotną rolę odgrywa tu skład mineralny cementu podstawowego oraz rodzaj składnika ekspansywnego zawierającego glin. Składnikiem ekspansywnym, zastosowanym w pracy, był spiek siarczano-glinianu wapnia 4CaOź3Al2O3źSO3 (tzw. kompleks Kleina, yeelimit) z anhydrytem i CaO, otrzymany z mieszaniny surowcowej złożonej z kamienia wapiennego, boksytu oraz gipsu syntetycznego, powstającego w wyniku odsiarczania spalin elektrownianych metodą mokrą wapienną. Zestaw surowcowy wypalano w temperaturze 1180 stopni C i po schłodzeniu mielono. Zaczyny i zaprawy sporządzone z mieszaniny cementu z dodatkiem ekspansywnym poddano badaniom zmian objętości za pomocą aparatu Graf-Kaufmana (ekspansja swobodna) oraz własnej konstrukcji wielostanowiskowego przyrządu do pomiaru ekspansji ograniczonej z automatyczną rejestracją wyników. Wyniki skonfrontowano z wymaganiami standardowymi. Przeprowadzono też badania wytrzymałości zapraw z cementu ekspansywnego i analizę składu fazowego hydratyzujących materiałów za pomocą dyfraktometrii rentgenowskiej. Dokonano oceny kinetyki hydratacji. Na podstawie otrzymanych wyników opracowano wskazania dotyczące receptury spoiw o cechach materiałów bezskurczowych i ekspansywnych.

EN

The expansive binders were produced by mixing Portland cement with an expansive additive manufactured by sintering from calcium aluminate-sulfate (yeelimite), calcium sulfate (anhydrite) and lime. The studies were focused on the synthesis of this aluminate-sulphate-lime additive, determining the temperature of burning process as a parameter controlling the relative activity of components, and subsequently on the mixture proportions to ensure the hydration process, resulting in non-shrinkage or expansion effects. In the experiments, the proportions of expansive mixture and cementitious materials were varied. The investigations with aim to find the relationship between the volume changes and the composition of initial mixtures in cement pastes and mortars (with sand) were also carried out. The expansion was evaluated by using both the standard Graf-Kaufman apparatus and the equipment allowing continuous measurements on the samples placed in special moulds (restricted expansion). The compressive strength development was determined on standard mortars. The kinetics of hydration and phase composition of the products were characterized. In the environment of hydrating cement, the expansive additive transforms into ettringite at "right time" to give the expansion, when the plastic material transforms to a more rigid matter but before the ultimate hardening takes place.

13

Siarczanowo-węglanowa korozja betonów w niskich temperaturach

Gawlicki M., Mróz R.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 6

289-291

PL

W pracy omówiono tworzenie się thaumasytu w wyniku korozji siarczanowej zaczynów i betonów cementowych zawierających glinian trójwapniowy - C3A, węglan wapnia i wodorotlenek wapnia.

EN

In this work the thaumasite formation as result of sulfate attack in cement pastes and concretes containing calcium aluminate - C3A, calcium carbonate and calcium hydroxide are described.

14

Próby usuwania chromu(VI) ze ścieków przemysłowych na zasadzie tworzenia się etryngitu

Kowalski M., Kozak A., Staroń A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2010

|

R. 107, z. 1-Ch

141-149

PL

Przedstawiono próby wykorzystania procesu tworzenia etryngitu do usuwania chromu(VI) ze ścieków przemysłowych. Syntezowano etryngity o określonych stosunkach molowych jonów CrO[4][^2-]- do SO[4][^2-]. Przebadano możliwości podstawienia jonów SO[4][^2-]- jonami CrO[4][^2]- oraz stabilność etryngitu chromianowego w zależności od pH roztworu.

EN

This article presents the process of ettringite formation to removal of chromium(VI) from liquid industrial wastes. There were synthesized the ettringites in specified mole ratio of Cr0[4][^2]- and SO[4][^2]- ions. The possibility of replacement of SO[4][^2]- ions by CrO[4][^2]- and the stability of Cr(VI)-ettringite in different pH - value of solutions were determined.

15

Wpływ warunków dojrzewania betonu na opóźnione powstawanie ettringitu i reakcję alkalia-krzemionka

Owsiak Z.

Cement Wapno Beton

|

2010

|

R. 15/77, nr 1

3-9

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu warunków dojrzewania na ekspansję zapraw o różnej zawartości siarczanów, z dodatkiem opalu, zgodnie z ASTM C227. Wykazano, że przemienne ogrzewanie zapraw w temperaturze 82°C i gwałtowne chłodzenie w wodzie w 20°C sprzyjają destrukcji próbek o dużej zawartości siarczanów, spowodowanej opóżnionym powstawaniem ettringitu. Całkowitą ekspansję zapraw powoduje również reakcja opalu z alkaliami, potwierdzoną obecnością uwodnionego żelu krzemianu potasowo-wapniowego w miejscach częściowo przereagowanych ziaren tego minerału. Dojrzewanie próbek w powietrzu w temperaturze 38°C i WW > 95% zwiększa ekspansję spowodowaną przemianą opalu w stosunku do metody Duggana, prawdopodobnie na skutek braku mikrorys w próbkach zaprawy. W tych warunkach nie występuje jednak opóżnione powstawanie ettringitu.

EN

The results of investigation of the curing condition effect upon the mortars expansion with different sulphates content and with opal addition, according to ASTM C227. It was shown that changeable heating of the mortars at 82°C and quick cooling in water at 20°C enhance of samples destruction with high sulphates content, caused by delayed ettringite formation. Overall mortars expansion is caused also by the opal reaction with alkalis, confirmed by the presence of hydrated potassium-calcium silicate gel surrounding partially reacted grains of this mineral. Curing of the samples in the air at 38°C and> 98 RH increased the expansion Iinked with opal reaction in comparison to Duggan method, probably because of the lack of microcracks in the mortar samples. In this condition the delayed ettringite formation did not occur.

16

Opóźnienie powstawania ettringitu - krótki przegląd

Bensted J., Munn J.

Cement Wapno Beton

|

2009

|

R. 14/76, nr 5

240-244

PL

Opóźnione powstawanie ettringitu (OPE) powinno być odróżnione od wtórnego powstawania ettringitu. OPE obejmuje znane od dawna zjawisko cieplnego powstawania spękań. OPE nie występuje normalnie w przypadku dojrzewania betonu w pokojowej temperaturze. OPE można uniknąć jeżeli dojrzewanie betonu przeprowadza się w możliwie niskich temperaturach, nie przekraczających 60°C. OPE jest przeważnie formą wewnętrznej korozji siarczanowej, lecz czasem może być także spowodowane zewnętrzną agresją. OPE nazywa się często "słabą" korozją siarczanową. Jednak powstawanie pęknięć może umożliwić dostęp wilgoci i pociągnąć za sobą inne procesy korozyjne. Dobre zaprojektowanie i wykonanie konstrukcji ma podstawowe znaczenie w uniknięciu OPE, szczególnie w przypadku niskiego stosunku w/c. Potrzeba więcej badań w celu lepszego poznania tego zjawiska.

EN

Delayed ettringite formation (DEF) needs to be properly distinguished from secondary ettringite formation (SEF). DEF embraces thermal cracking that has been around for a long time. DEF does not normally occur in concrete cured at normal temperatures. Avoidance of DEF can be facilitated by keeping the curing temperatures as low as possible, below around 60°C. DEF is mostly internal sulphate attack, but sometimes there can be external attack too. DEF is often called a 'weak' form of sulphate attack. However, upon cracking, other deleterious phenomena can access the concrete within the cracks, especially with moisture transport. Good design and execution of the construction is essential for militating against DEF by lowering water/cement ratios as far as is practical. More research and development are needed to understand this phenomenon better.

17

Naprężenia powstające w zaprawach z cementów ekspansywnych. Cz.2

Szeląg H.

Cement Wapno Beton

|

2009

|

R. 14/76, nr 1

11-25

PL

Zbadano rozszerzalność i naprężenia w zaprawach z cementu ekspansywnego wytwarzanego w oparciu o kompleks Kleina i glinian monowapniowy. Stwierdzono, że zwiększenie dodatku tych składników ekspansywnych zwiększa ekspansję i naprężenia powstające w zaprawach, jednak gdy równocześnie cement zawiera dodatek CaO. Bardzo duży wpływ na ekspansję i naprężenia powstające w zaprawach ma stosunek gips/dodatek ekspansywny. Zaprawy z cementów, w których ten stosunek odpowiada stechiometrii ettringitu ulegają rozpadowi w środowisku o dużej wilgotności, jednak mogą być stosowane do napraw uszkodzonych betonów lub wykonywania spoin w elementach pracujących w otoczeniu powietrza o małej wilgotności. W przypadku eksploatacji elementów betonowych w środowisku o dużej wilgotności ten stosunek powinien być mniejszy i nie przekraczać 70% wartości maksymalnej.

EN

The expansion and stresses in mortars of expansive cement produced from Klein complex and monocalcium aluminate were examined. It was found that higher content of these components increases expansion and stresses in mortars, but in case when cement contains the addition of CaO. Significant influence on expansion and stresses has the gypsum/expansion additive ratio. Mortars from cements in which this ratio is equal to ettringite stoichiometry are disintegrated in moist conditions. However, this cement can be used for concrete repairs and concrete elements production which will be exploitated in the air of normal humidity, of about 60% RH. In case of concrete elements used in high humidity environment this ratio can not exceed 70% of ettringite stoichiometry.

18

Synthesis of the ettringite containing chromium(III) and chromium(VI)

Kozak A. A., Kozak A. J., Kowalski Z., Wieczorek-Ciurowa K.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2002

|

Vol. 4, nr 4

17-18

EN

A compound Ca6[Cr(OH)J2(CrO4)3(n-6)H2O was synthesised which has a structure of ettringite type and formula, where n is uncertain but probably at least 26 and possibly 32, as in ettringite. On being heated in air, it becomes amorphous at 323K and at higher temperatures gives CaCrO4 and CaO. It is probably a new compound, since no data was found about such a substance.