Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ hydroksyetylometylocelulozy (HEMC) na przebieg procesu krystalizacji gipsu

Brych-Dobrowolska Małgorzata, Prałat Karol, Ciemnicka Justyna, Koper Artur

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 7-8

133--136

PL

Wykazano, iż dodatek polimeru wpływa na właściwości gipsu. Jego dodatek wydłuża proces krystalizacji. Na podstawie równania Avramiego zaobserwowano dwa obszary wczesnego i późnego stadium krystalizacji gipsu. Uzyskane różne wartości parametru kinetycznego n-tego równania, wskazują na różny mechanizm wzrostu kryształów. Wraz ze wzrostem zawartości polimeru zauważono obniżenie wartości parametru K, co potwierdza, że HEMC zaburza nukleację i krystalizację gipsu.

EN

It was shown that the addition of polymer affects the properties of gypsum. Its addition prolongs the crystallization process. Based on the Avrami equation, two areas of early and late gypsum crystallization were observed. The obtained different values of the kinetic parameter n of this equation indicate a different crystal growth mechanism. With the increase in the polymer content, a decrease in the value of the K parameter was observed, which confirms that HEMC interferes with the nucleation and crystallization of gypsum.

2

Gas Hydrate Detection Based on High Resolution Seismic Data in the Southeastern Offshore of Vietnam

Mai Thanh Tan, Mai Thanh Ha, Nguyen Quoc Huy, Nguyen Nhu Trung

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 2, vol. 1

137--142

EN

Gas hydrates are the accumulations of methane (natural gas) trapped in ice-like structures with water. Gas hydrates represent an immense energy resource underlying large portions of the world’s marine continental shelves. Vietnam has a large continental shelf area, in the deep water zone with suitable low temperatures and high pressure, which is suitable for the formation and existence of potential energy source of Gas Hydrate (GH). The application of High-Resolution Seismic method (HRS) plays an important role in exploring for Gas Hydrate. The enhancement of HRS research such as optimal short - reception conditions and advanced data processing suitable for Gas Hydrate in shallow layers below the seafloor, allows for determining the geological factors related to Gas Hydrate’s existence in the deep water area. Advancements in data processing technology, such as noise filters (Radon, F-K, SRMA, Tau-P..), seismic attributes analysis, seismic migration, AVO, seismic inversion, pre-stack seismic data and AI technology … allow to identify of the signs of Gas Hydrate presence, such as Bottom Simulated Reflector (BSR), Gas Hydrate Stability Zone (GHSZ), Pockmark, Chimney, etc. This paper presents some of the results obtained from applying High-Resolution Seismic method to predict the distribution of Gas hydrate in the Southeastern offshore of Vietnam.

3

Klasyczne i nowoczesne spojrzenie badawcze na procesy hydratacji cementów glinowo-wapniowych

Madej Dominika, Kruk Andrzej

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 5

318--338

PL

Cementy glinowo-wapniowe [CAC] ze względu na ich unikalne właściwości stosowane są zazwyczaj w konstrukcjach odlewanych w miejscu instalacji oraz w aplikacjach wysokotemperaturowych. Klinkier cementowy CaAl2O4 [CA] oraz klinkier domieszkowany jonami Sm [CA:Sm], otrzymano metodą klasyczną i scharakteryzowano za pomocą proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej [XRD], skaningowej mikroskopii elektronowej [SEM] wraz z spektroskopią rentgenowską z dyspersją energii [EDS] oraz spektroskopią luminescencyjną. Analiza dyfraktometryczna ujawniła obecność wyłącznie fazy CaAl2O4. Następnie, klasycznymi metodami badawczymi prześledzono postęp hydratacji obu cementów, w tym kalorymetrii izotermicznej, XRD, SEM oraz technikami najnowocześniejszymi: czasowo rozdzielczą elektrochemiczną spektroskopią impedancyjną [TR-EIS] oraz spektroskopii fotoluminescencyjnej [PS]. Badania TR-EIS przeprowadzono za pomocą Kamery Impedancyjnej w zakresie częstotliwości od 100 Hz do 1 MHz. Ewolucja uzyskanych widm impedancyjnych i widm luminescencyjnych z łatwością wskazała początek formowania nowej fazy stałej oraz kolejnych etapów hydratacji. Dynamikę procesu hydratacji skutecznie zobrazowano poprzez śledzenie zmian intensywności widma luminescencyjnego jonów Sm3+. Obie techniki są ze sobą komplementarne i spójne z klasycznymi metodami badawczymi stosowanymi w chemii cementu, zwłaszcza w badaniach m.in. hydratacji cementów portlandzkich i innych spoiw.

EN

Calcium aluminate cements [CACs] are typically used for cast-in-place structural work and high temperature applications due to their unique properties. The CaAl2O4 [CA] and Sm-doped CaAl2O4 [CA:Sm] cement clinkers obtained by the solid-state reaction were investigated using X-ray powder diffraction [XRD], scanning electron microscopy [SEM] and energy dispersive X-ray spectroscopy [EDS] and luminescence spectroscopy. The XRD result shows that the powders are pure CaAl2O4. As a next step, hydration behavior of as-synthesized cements was investigated by both classical methods including isothermal calorimetry and XRD, and the state-of-the-art techniques including time resolved electrochemical impedance spectroscopy [TR-EIS] and luminescence spectroscopy. The TR-EIS investigations were obtained by the Impedance Camera over the range of 100 Hz to 1 MHz frequencies. The evolution of obtained EIS and luminescence spectra easily manifested the beginning of the new solid formation and the hydration kinetics. The dynamics of hydration processes were also successfully traced by the changes of the luminescence intensity from the Sm3+ ions. This technique seems to be complementary, and consistent with other methods implemented in the cement chemistry, especially to investigate e.g. hydration of ordinary Portland cements [OPCs] and other binders.

4

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.

5

Kalorymetria w badaniach spoiw

Nocuń-Wczelik Wiesława

Inżynieria i Budownictwo

|

2021

|

R. 77, nr 7

341--344

PL

Przedstawiono podstawowe informacje i przykłady dotyczące znaczenia badań (mikro)kalorymetrycznych w teorii i praktyce. Badania te umożliwiają pomiar efektów cieplnych wiązania i twardnienia, jak również ocenę jakościową mechanizmu i kinetyki reakcji. Przykładowe wyniki badań oraz cytowania odnoszą się do pomiarów mikrokalorymetrycznych prowadzonych przez autorkę w Katedrze Technologii Materiałów Budowlanych na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH.

EN

Basic information and examples related to the (micro)calorimetric studies are highlighted to show their importance in theory and practice of cements and related materials. The heat evolution process, as well as the kinetics and mechanism of hydration can be thus investigated. The heat evolution measurements presented in this contribution were done in the Department of Building Materials Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics AGH.

6

Wpływ pyłu z bocznikowania gazów z pieca cementowego na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego

Tkaczewska Ewelina, Łój Grzegorz, Frątczak Agata

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 1

24--34

PL

W pracy badano wpływ pyłu z bocznikowania gazów z pieca cementowego na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego. Do badań przygotowano cementy CEM I 42,5R i CEM III/A 42,5N. Uwzględniając dopuszczalne stężenie jonów Cl- równe 0,1% masy cementu zgodnie z normą PN-EN 197-1:2012, dodatek pyłu wynosił 0,7% i 1,7%. Określono wpływ pyłu z bocznika gazów na ciepło hydratacji, wodożądność cementu, czas początku wiązania oraz wytrzymałość na ściskanie cementów. Stwierdzono, że dodatek pyłów w ilości do 1,7% nie ma negatywnego wpływu na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego. Cementy zachowują tę samą klasę wytrzymałości, co bez dodatku pyłów.

EN

In this paper, the influence of cement kiln by-pass dust on the properties of Portland cement and slag cement was studied. The reference cements used in the experiment were CEM I 42.5R and CEM III/A 42.5N. The cement kiln by-pass dust replacement of cement was 0.7% and 1.7%, to satisfy the Cl-ions content in cements: lower than or equal to 0.1%, following the demand of PN-EN 197-1:2012 standard. The following properties of cements were examined: the heat of hydration, water demand for normal consistency, initial setting time and compressive strength. The results showed that the addition of cement kiln by-pass dust of up to 1.7% has no negative effect on the properties of Portland cement and slag cement. The cements represent the same strength class, as without dust addition.

7

A new civil engineering material: normal temperature modified phosphogypsum embedded filler

Wang Chao-qiang, Liu Dong-sheng, Huang Qian

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 1

76--88

EN

Phosphogypsum (PG) is a by-product from the industry of phosphate fertilizer industry. Approximately 5 tonnes of PG are generated for per ton of phosphoric acid production. The accumulation of PG occupies huge amounts of land resources and results in serious environmental risks. In this study, a new civil engineering building material product, normal temperature-modified PG-embedded filler, was successfully prepared from original PG, supplemented by fly ash, desulfurized ash, quicklime and silica fume. The basic physical properties and microscopic hydration process of the product were systematically studied. To further ensure its environmental safety, the leaching performance of the product was also analyzed. The final research results showed that, the heavy metals in PG, such as Pb, Cd, Hg, As and Cr in PG, were undetected, and Cu, Zn, and Ni have no obvious pollution characteristics. However, the lixivium contents of P and Ba are 2372 mg/kg and 733.6 mg/kg, which can be considered as the particular pollutants. The best ratio of the embedded filler was: 65% original phosphogypsum, 20% Fly-ash, 6% desulfurized ash, 6% quicklime, 3% silica fume and right amount of water. The basic physical properties of the PG-embedded filler prepared met the Chinese technical specification: gypsum filler for cast-in-situ concrete hollow structure (JC/T 2472-2018). In addition, the test results of the leaching solution showed that all the heavy metals met the standard requirements. In a word, the performance of normal temperature-modified PG-embedded filler is satisfied and its production cost in this research is by far lesser than that of the same volume of reinforced concrete which has excellent application foreground.

8

The Mechanism of Amphoteric Metals Cations Immobilization into Clay-Cement Mixtures

Stempkowska Agata

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 1

13--21

EN

The article presents the possibilities of using special prepared binders to reduce the emission of ions from soil, and immobilize metals migration from waste deposits. Clay-cement slurries are mixtures containing in their compositions clinker binder and clay minerals, in this case they were Bełchatów and Koniecpol clays. After hydratation process mixtures they create flexible and tight structures that are used, among others, as a barriers immobilizing the spread of pollution. The tests have shown that in the case of amphoteric metals, it is possible to accumulate almost 100% of the contamination using clay-cement suspensions. An attempt was also made to explain the mechanisms of ion retention in arised structures. The article presents three probable mechanism of amphoteric ions binding, the first is retention in the clay minerals interlayer spaces, the second is entrapment in CSH type phases formed during hydratation. Last possibility is formation of some new silicate structures.

PL

W artykule przedstawiono możliwości zastosowania specjalnie przygotowanych spoiw w celu unieruchomienia migracji metali amfoterycznych. Spoiwa cementowo-iłowe to mieszanki zawierające w swoich składach spoiwo klinkierowe i minerały ilaste, w tym przypadku były to gliny Bełchatów i Koniecpol. Po procesie hydratacji mieszanki te tworzą elastyczne i szczelne struktury, które są wykorzystywane m.in. jako bariery unieruchamiające rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń. Testy wykazały, że w przypadku metali amfoterycznych możliwa jest prawie 100% akumulacja zanieczyszczeń w strukturze zawiesin iłowo-cementowych. Podjęto również próbę wyjaśnienia mechanizmów zatrzymywania jonów w powstałych strukturach. W artykule przedstawiono trzy prawdopodobne mechanizmy wiązania jonów amfoterycznych, pierwszy to retencja w przestrzeniach międzywarstwowych minerałów ilastych, drugi to uwięzienie w fazach typu CSH powstałych podczas hydratacji. Ostatnią możliwością jest tworzenie nowych struktur krzemianowych.

9

Rozwój wytrzymałości na ściskanie naparzanych zapraw cementowych z dużą ilością popiołów lotnych mielonych na mokro

Tan Hongbo, Gu Xianyue, He Xingyang, Luo Zhongtao

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 3

211--231

PL

W badaniach przygotowano mieloną na mokro drobnoziarnistą zawiesinę popiołu lotnego. Wykonano spoiwa cementowo-popiołowe z 30%, 50% i 70% zawartością popiołu lotnego, o stosunku woda/spoiwo równym 0,5. Próbki najpierw naparzano w 60°C przez 20 godzin, następnie schładzano do temperatury pokojowej, w ciągu 4 godzin. W końcowym etapie próbki dojrzewały w warunkach normowych do 28 dnia hydratacji. Zbadano wytrzymałość na ściskanie po 1 i 28 dniach oraz proces hydratacji i strukturę porowatości, wykorzystując rentgenografię, analizę termiczną, skaningową mikroskopię elektronową, spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego oraz porozymetrię rtęciową. Wyniki pokazały, że jednodniowa wytrzymałość na ściskanie próbek zawierających do 50% DZPL była większa w porównaniu do zaczynu wzorcowego, w którym spoiwem był tylko cement. Wynika to z dużej aktywności i powierzchni właściwej popiołu lotnego, co spowodowało zwartą mikrostrukturę po naparzaniu. Dalszy wzrost wytrzymałości próbek dojrzewających po naparzaniu przez 28 dni, był zaskakująco mały. Zwiększenie wytrzymałości wynosiło 18% w przypadku 30% dodatku popiołu, 10% dla 50% dodatku oraz 11% po zastąpieniu 70% cementu popiołem. Wzrost wytrzymałości zapraw z popiołem mielonym na mokro, po dłuższym okresie dojrzewania, był znacznie mniejszy niż w przypadku zastosowania popiołu lotnego, który nie został poddany żadnej obróbce. Jednym z powodów była bardziej zwarta mikrostruktura zaczynów z popiołem mielonym na mokro, co utrudniało proces hydratacji cementu. Kolejnym powodem była mniejsza zawartość wodorotlenku wapnia, który jest substratem w reakcji pucolanowej popiołu.

EN

In this study, super fine fly ash slurry [WGFA] was prepared by wet grinding from the coal fly ash. Cement-fly ash binder with 30%, 50%, and 70% dosage of fly ash was designed, with a water/binder ratio of 0.5. The samples were firstly cured for 20 hours under steam curing at 60°C and then cooled to room temperature within 4 hours, followed by further curing to 28 days of age under standard curing condition. The compressive strength at 1 day and 28 days were examined, and the results were discussed in terms of hydration process and pore structure, which were evaluated by XRD, TG, SEM, NMR, and MIP. The results showed that 1 day compressive strength of the system with up to 50% WGFA was higher than that of the cement system. The reason was due to the high reaction activity of WGFA under steam curing and the excellent filling effect of fine particles. However, further curing to 28 days, the strength increase was surprisingly unacceptable, with an increase by 18% at 30% dosage, by 10% at 50% dosage, and by 11% at 70% dosage. These increases were much less than that in raw fly ash system. One reason was due to the denser structure which hindered the transportation of ions and water molecules for further hydration; the other reason was because of very little calcium hydroxide in the system, to activate the pozzolanic reaction of fly ash.

10

Wpływ nanokrzemionki na mrozoodporność zapraw z cementu z dodatkiem popiołu lotnego, dojrzewających w warunkach korozyjnych, w różnych temperaturach

Zhang Yan, Liu Huaqing, Tong Ruiming, Ren Jun

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 22/84, nr 2

137--153

PL

W Chinach buduje się dużą ilość wież betonowych na liniach do przesyłu bardzo wysokich napięć, z których wiele przecina zamarzające płaskowyże, a betonowy fundament wieży energetycznej narażony jest na zamarzanie i rozmrażanie, co zmniejsza jego wytrzymałość. W pracy badano zaprawy wykonane z cementu, popiołu lotnego i nanokrzemionki, które dojrzewały w roztworze siarczanów i chlorków przez 90 dni. Badano wytrzymałość, odporność na mróz, strukturę porów, strefę przejściową oraz wpływ dodatku nanokrzemionki na te właściwości. Wyniki badań pokazały, że dodatek nanokrzemionki poprawia odporność na mróz, a ten efekt można wyjaśnić poprawą struktury porów i zmniejszeniem porowatości strefy przejściowej z kruszywem. Przechowywanie betonu w roztworze agresywnym siarczanowo-chlorkowym ma niekorzystny wpływ na odporność na mróz, a powstawanie Aft, powodujące ekspansje może powodować powstawanie spękań betonu. Te wyniki uzasadniają ograniczenie wykonywania fundamentów betonowych wież do okresu letniego na zamarzających płaskowyżach, co zapewni ich lepsze właściwości.

EN

In China, a large amount of electric transmission towers has been built across plateau frozen soil, where the foundation concrete serves under freeze-thaw and erosion condition, and consequently, the durability faces the tough challenges. In this study, the mortars were prepared based on cement, fly ash, and nano silica [NS], which were cured in chloride-sulfate solution for 90 days. The compressive strength, freeze-thaw resistance, pore structure, interfacial transition zone, and hydration products was investigated, and the improvement in freeze-thaw resistance by addition of NS was discussed. The results show that addition of NS can improve the freeze-thaw resistance, and increase in curing temperature can also show improvement in freeze-thaw resistance. This effect can be explained by refine the pore structure and densify the microstructure of ITZ with the addition of NS. Furthermore, negative effect on freeze-thaw resistance can be found that being cured under chloride-sulfate condition, the formation of AFt would cause the volume expansion and cracking of concrete. Such results suggest that in the plateau frozen soil, it is better to cast concrete in summer, which would benefit the strength development of concrete and promote the freeze-thaw resistance.

11

Przyspieszające działanie popiołu z łusek ryżowych na hydratację zaczynów cementowych z dodatkiem estru styrenowo-akrylowego

Wang R., Wang G.

Cement Wapno Beton

|

2018

|

R. 21/83, nr 5

396--406

PL

Popiół z łusek ryżowych jest dobrym oraz ekonomicznym dodatkiem przyspieszającym wiązanie i twardnienie zaczynów z cementu z dodatkiem estru styrenowo-akrylowego. Dodatek popiołu powoduje skrócenie początku i końca wiązania. Zależnie od dodatku popiołu czas wiązania zaczynu z polimerem może być nawet krótszy niż czas wiązania zaczynu cementowego, bez dodatku polimeru. Dodatkowo popiół z łusek ryżowych zwiększa wytrzymałość wczesną. Popiół z łusek ryżowych przyspiesza hydratację cementu w zaczynie z estrem styrenowo-akrylowym: znacznie skraca okres indukcji, zwiększa intensywność wydzielania ciepła hydratacji oraz stopień przereagowania cementu. Badania wykazały, że popiół z łusek ryżowych przyspiesza hydratację glinianu trójwapniowego oraz alitu, co powoduje powstawanie większych ilości ettringitu, fazy C-S-H. Popiół z łusek ryżowych ma dużą zawartość aktywnej krzemionki i może w zaczynie z cement-SAE reagować z wodorotlenkiem wapnia z utworzeniem żelu C-S-H.

EN

Rice husk ash [RHA] is an economical and effective material to accelerate the setting and hardening process of styrene-acrylic ester/cement [SAE-cement] composites. It makes the setting time of the SAE-cement as short as Portland cement or even shorter if necessary and enhances the early strength markedly. The RHA accelerates the hydration of SAE-cement: it significantly shortens the induction period of the SAE-cement hydration, increases the hydration heat evolution rate and hydration degree. RHA is a kind of active silica and reacts with Ca(OH)2 in the SAE-cement with C-S-H phase formation. RHA promotes the hydration of C3A and C3S and thus the formation of AFt and C-S-H.

12

The influence of viscosity modifying admixture on the shrinkage of plastering mortars

Spychał E.

Structure and Environment

|

2017

|

Vol. 9, no. 4

248--255

EN

This paper presents the influence of viscosity modifying admixture on the shrinkage size of plastering mortars. The composition of cement and cement-lime mortars has been modified by the use of cellulose ethers polymer admixture of various viscosity. Shrinkage tests were performed using the Graf-Kaufman apparatus. Shrinkage deformation analysis was supplemented with chosen properties of pastes and mortars in the plastic and hardened state. The beneficial effect of cellulose ether admixture on the reduction of plastering mortars’ shrinkage strains was found.

PL

W artykule przedstawiono wpływ domieszki modyfikującej lepkość (VMA) na wielkość odkształceń skurczowych zapraw tynkarskich. Skład zapraw cementowych i cementowo-wapiennych został zmodyfikowany poprzez zastosowanie polimerowej domieszki eteru celulozy o zróżnicowanej lepkości. Badania skurczu wykonano przy użyciu aparatu Graf-Kaufmana. Analizę odkształceń skurczowych uzupełniono o oznaczenie wybranych właściwości zaczynów i zapraw w stanie plastycznym i stwardniałym. Stwierdzono korzystny wpływ domieszki eteru celulozy na ograniczenie skurczu zapraw tynkarskich.

13

Wpływ metakaolinu na wczesną hydratację cementu glinowo-wapniowego

Nowacka M., Pacewska B.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 4

770--774

PL

Przeprowadzono badania wpływu różnych ilości metakaolinu (MK) stosowanego jako zamiennik części cementu glinowo-wapniowego na proces wczesnej hydratacji (pierwsze 24 h) tego cementu prowadzony w temp. 25°C przy współczynniku woda/spoiwo = 0,5. Wpływ dodatku MK na kinetykę procesu określono metodami kalorymetryczną i konduktometryczną, a skład fazowy powstałej po 24 h struktury zbadano za pomocą analizy termicznej, proszkowej dyfraktometrii rentgenowskiej oraz spektroskopii w podczerwieni. Uzyskane wyniki dowodzą, że MK wpływa aktywnie zarówno na proces hydratacji cementu glinowego i modyfikuje przebieg wiązania i twardnienia, jak i na powstającą strukturę. Intensywność działania wzrasta ze wzrostem zawartości MK. Dodatek skraca etap indukcji i przyspiesza hydratację cementu, nieznacznie zmniejsza ciepło wydzielone w trakcie 24 h procesu i maks. temperaturę próbki. W przypadku większych zawartości (zwłaszcza 25%) MK ogranicza powstawanie hydrogranatu i powoduje tworzenie amorficznych faz typu C-S-H i/lub C-A-S-H już w pierwszej dobie hydratacji. Dodatkowo może on także wpływać na poprawę walorów estetycznych wyrobów z cementu glinowego.

EN

Metakaolin was added (5–25%) to cement, pasted then with water (50% by mass) and studied for hydration kinetics (up to 24 h) by calorimetry and conductometry. Phase compn. of the structure formed was detd. by thermal anal., X-ray powder diffraction and IR spectroscopy. The addn. of metakaolin to the mixt. resulted in a redn. of settling and hardening times and in decrease of max. temp. of the sample.

14

Effect of calcium-magnesium carbonate additives on cement hydration

Nocuń-Wczelik W., Stachlewska M., Trybalska B.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

311--316

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.

15

CAC bond refractory castables – when does the hydraulic reaction take place in LC-castables?

Krause O., Holleyn F., Kasper J., Dannert C., Tischer D.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 3

192--197

EN

This article contributes to a meaningful interpretation of results gathered by in situ measurements of sonic velocity, electrical conductivity and the formation of calcium-aluminium-hydrates during setting and curing of LC refractory castables. All said monitoring techniques are well known in the refractory community and are well documented in the literature. However, the time dependent changes of the said properties are not well correlated to mineralogical and in consequence technological changes of the material during setting and curing. The basic interest of refractory users of course is to define the time at which the installation or the pre-shape construction element can be demoulded. This is in principle possible with the methods listed above. However, after water addition the time dependent changes of sonic velocity, electrical conductivity and temperature are as diverse as there are possible combinations of cements, microfines and surface-active additives. In further the ambient conditions, temperature and relative humidity have a strong influence on these properties and this does not only mean a simple time-shift. Up to now, the results are more confusing than helpful to determine the best time for demoulding pre-shapes and refractory linings. Recent research at Koblenz University of Applied Science contributes to a deeper understanding of the setting behaviour, because besides the physical evolution of the said parameters the time dependent formation of hydrate phases is also investigated by means of a gravimetric method. The paper will show further insights in the evolution of refractory castables during setting and curing. After a two years’ research project performed with Forschungsgemeinschaft Feuerfest e.V. and Institute of Ceramics and Building Materials, Refractory Materials Division, we can contribute to the understanding as follows: The strength evolution recorded by means of ultrasonic velocity is mostly dependent on the dispersing agent that leads to typical time resolved strength patterns. However, gravimetrical analysis of the water content bond to the hydrate phases determined by the freeze-drying method clearly show that, depending on the dispersing agent, the first increase of the sonic velocity does not correlate with the formation of hydrate phases. Additional measurements of the electrical conductivity assist the assumption that the said increase does not stand for the formation of hydrate phases. We suppose that, in the early stage of hardening, gelation or coagulation are the predominant reactions that occur. However, further investigations are necessary to gain a deeper understanding for this pre-setting reaction in highly dispersed refractory castables.

PL

Artykuł wnosi wkład w pełną treści interpretację wyników zgromadzonych za pomocą pomiarów in situ prędkości fali dźwiękowej, przewodności elektrycznej i powstawania hydratów glinokrzemianowych w czasie wiązania i dojrzewania niskocementowych betonów ogniotrwałych. Wszystkie wymienione techniki monitorowania są znane w środowisku zajmującym sie materiałami ogniotrwałymi i dobrze udokumentowane w literaturze. Jednakże, zależność zmian tych właściwości w czasie nie jest dobrze skorelowana ze zmianami mineralogicznymi, a w konsekwencji technologicznymi materiału w czasie wiązania i dojrzewania. Głównym przedmiotem zainteresowania użytkowników materiałów ogniotrwałych jest określenie czasu, po którym szalunek lub forma odlewanego elementu mogą być zdemontowane. W zasadzie jest to możliwe za pomocą przedstawionych powyżej metod, jednak po wprowadzeniu wody prędkość fali dźwiękowej, przewodnictwo elektryczne i temperatura są tak zróżnicowane jak możliwe kombinacje cementów, mikroziarna i dodatków powierzchniowo czynnych. Ponad to, warunki otoczenia, temperatura i wilgotność mają silny wpływ na te właściwości i nie oznacza to tylko prostego przesunięcia w czasie. Jak dotąd otrzymane wyniki są bardziej mylące niż pomocne w określeniu najkorzystniejszego czasu demontażu form lub oszalowania wyłożeń. Obecne badania przeprowadzone na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Koblencji pozwalają na głębsze zrozumienie zachowania w czasie wiązania, ponieważ obok fizycznej ewolucji wspomnianych parametrów badano również metodą grawimetryczną tworzenie się hydratów w zależności od czasu. Artykuł pokaże głębszy wgląd w ewolucję betonów w czasie wiązania i dojrzewania. Po dwóch latach realizacji projektu wspólnie z Forschungsgemeinschaft Feuerfest e.V i Oddziałem Materiałów Ogniotrwałych Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych możemy wnieść następujący wkład: Zmiany wytrzymałościowe rejestrowane metodą ultradźwiękową są zależne głównie od dodatku dyspergującego, co prowadzi do typowych zalesności wytrzymałości od czasu. Jednakże analiza grawimetryczna ilości wody związanej przez fazy hydratów, przeprowadzone metodą suszenia przez zamrażanie, jasno pokazują, że zależnie od zastosowanego dodatku dyspergującego pierwszy wzrost prędkości ultradźwięków nie koreluje z tworzeniem się hydratów. Dodatkowe pomiary przewodnictwa elektrycznego prowadzą do wniosku, że ten wzrost wytrzymałości nie jest związany z powstawaniem hydratów. Przypuszczamy, że żelowanie lub koagulacja są dominującymi reakcjami, które występują we wczesnym stadium twardnienia betonu. Konieczne są jednak dalsze badania w celu głębszego zrozumienia reakcji wczesnego wiązania silnie zdyspergowanych betonów ogniotrwałych.

16

Badania procesów hydratacji cementów specjalnych z układu CaO-Al2O3-ZrO2 metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej

Madej D., Kruk A.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

297--303

PL

W prezentowanym artykule przedstawiono wyniki badań elektrochemicznych glinianu wapniowo-cyrkonowego o składzie chemicznym Ca7ZrAl6O18 oraz komercyjnego cementu glinowo-wapniowego. Celem przedstawionych badań było wykazanie możliwości zastosowania elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) do głębszego poznania procesów hydratacji spoiw poprzez pomiary właściwości elektrycznych zaczynów. Pomiary techniką EIS prowadzono w zakresie częstotliwości 0,1 Hz – 1 MHz w temperaturze pokojowej i atmosferze powietrza laboratoryjnego. Do analizy uzyskanych widm eksperymentalnych wykorzystano metodę dopasowania układów zastępczych. Na tej podstawie zaproponowano nowy obwód zastępczy, symulujący zjawiska zachodzące w hydratyzujących zaczynach. Sporządzono wykresy zależności części rzeczywistej impedancji od czasu trwania procesu hydratacji w zakresie niskich, średnich oraz wysokich częstotliwości. Wyniki EIS skonfrontowano z analizą składu fazowego i mikrostruktury hydratyzujących materiałów za pomocą dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD) i mikroskopii elektronowej (SEM).

EN

In this paper, the electrochemical studies of the hydration behaviour of calcium zirconium aluminate with chemical composition of Ca7ZrAl6O18, and commercial calcium aluminate cement (CAC) are presented. The purpose was to evaluate the usefulness of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) to the investigation of hydration processes of binders via measuring the electrical properties of the cement pastes. The EIS measurements were performed in the frequency range of 0.1 Hz - 1 MHz in laboratory air at room temperature. The equivalent circuit modelling was applied for the analysis of the obtained experimental spectra. A new equivalent-electrical circuit model was proposed which was suitable for a simulation of the hydration phenomena within cement pastes. An effect of the applied field frequency on the real part of impedance Z’ versus hydration time of the cement pastes in the early stage of hydration was also presented. The results of EIS were discussed together with those of X-ray diffraction phase/composition identification and SEM characterization of the microstructure of hardened cement pastes.

17

Wpływ gezy wapiennej na proces hydratacji alitu

Stępień P., Małolepszy J.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 22/84, nr 1

68--76

PL

Praca omawia wyniki badań wpływu gezy wapiennej na reakcję alitu z wodą. Dodatek gezy zmieniał się w zakresie od 5% do 20% masy alitu, a uzyskane wyniki pozwoliły na stwierdzenie, że dodatek gezy powoduje przyspieszenie hydratacji alitu. Wzrost stopnia hydratacji alitu jest proporcjonalny do zawartości gezy. Za pomocą analizy termicznej i badań rentgenograficznych potwierdzono zachodzenie w badanych układach reakcji pucolanowej, w której zawarta w gezie aktywna krzemionka reaguje z wodorotlenkiem wapnia, powstałym z hydrolizy alitu. Ciepło hydratacji próbek zawierających dodatki gezy jest większe od próbki referencyjnej nawet o 39%, co również dowodzi większego stopnia przereagowania alitu. Uzyskane wyniki świadczą o dużej aktywności gezy i wskazują na jej przydatność jako dodatku mineralnego do cementu.

EN

In the paper the effect of calcareous gaize addition on the reaction of alite with water. The addition of calcareous gaize was changed in the range 5% to 20% by mass of alite and this mixture accelerated the reaction of alite with water. The increase of the degree of alite hydrolysis was proportional to the gaize content. Application of XRD and DTA the pozzolanic reaction in this system was confirmed in which calcium hydroxide is reacting with active silica introduced with the gaize addition. The heat of hydration is also higher even of about 39% which is confirming also the quicker alite reaction. The experimental results the high gaize chemical activity are showing and fully confirm the usefulness of this rock as mineral addition in cement technology.

18

Badania początkowego okresu hydratacji spoiw żużlowo-alkalicznych

He J., Cai J., He J.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 21/83, nr 6

507--516

PL

W pracy badano, za pomocą pomiarów ciepła hydratacji oraz czasu wiązania zaczynów, wpływ rodzaju, składu i ilości aktywatora na proces hydratacji alkalicznie aktywowanego mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego. W przypadku aktywatora w postaci szkła wodnego dla modułów krzemianowych w zakresie 0,8 – 2,0 czas wiązania zaczynów wydłużał się nieznacznie wraz ze zwiększaniem się modułu krzemianowego. Dla modułów mniejszych od 0,8 i większych od 2,0 czas wiązania znacznie się wydłużał. Wraz ze wzrostem modułu krzemianowego szkła wodnego wydłużał się również okres indukcji na krzywych szybkości wydzielania ciepła. Zwiększenie zawartości aktywatora z 3% do 6% Na2Oeq przy stałym module powodowało skrócenie czasu wiązania. W przypadku aktywacji NaOH, zależność ta była odwrotna. Dla spoiw aktywowanych NaOH wydzielanie ciepła hydratacji było bardziej intensywne, ciepło całkowite większe a okres indukcji krótszy niż w przypadku spoiw aktywowanych szkłem wodnym. Zwiększenie zawartości Na2O w aktywatorze powodowało zwiększenie całkowitego ciepła hydratacji niezależnie od rodzaju użytego aktywatora.

EN

In present work, heat of hydration and setting times measurements were used to investigate the influence of type, composition and amount of activator on the hydration process of alkali activated ground granulated blast furnace slag. In case of water glass used as an activator, for modulus within the range 0.8 - 2.0 setting time of pastes was increasing gradually. For water glass modulus values below 0.8 and over 2.0 significant increase of setting time was noted. Also duration of induction period on heat evolution curve was increasing with increase of modulus. Increasing activator amount expressed as Na2Oeq content from 3% to 6% at constant water glass modulus resulted in setting time shortening. In case of NaOH activated pastes, the reverse relationship was noted. For NaOH activated pastes, heat of hydration evolution was more intense, total amount of heat was higher and induction period was shorter comparing to pastes activated with water glass. Increase of Na2Oeq content within the system resulted in total amount of heat evolved increase independently of activator type.

19

Cement i spoiwa specjalne zawierające klinkier siarczanoglinianowy

Batog M., Synowiec K., Dziuk D.

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2017

|

nr 2

59--64

20

Kinetics of cement hydration in the presence of some additives and admixtures

Nocuń-Wczelik W., Jasińska M., Trybalska B.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

86--92

EN

The mixtures of portland cement with by-pass cement kiln dust (CBPD) were investigated. The rate of heat evolution on the hydration of this mixture, as well as the chemical shrinkage, rheological properties and strength development were examined. The substitution of low amount of cement (up to 10%) by the kiln dust does not affect practically the properties of cement based composites with respect to setting or hardening. At higher amount of kiln dust the hydration process is accelerated because of the presence of well soluble components, however, the “dissolution” effect is also observed. The experiments with some carbonate waste material have been maintained with the aim to reduce the effect of soluble, aggressive salts that accelerate the hydration from one side, but contribute to the corrosion process from another one.

PL

W pracy przeprowadzono badania porównawcze hydratacji mieszanek spoiwowych zawierających, oprócz cementu portlandzkiego, różne ilości pyłu z odpylania gazów bocznikowanych z instalacji pieca obrotowego do produkcji klinkieru. Wykonano pomiary kalorymetryczne ilustrujące kinetykę hydratacji, badanie wytrzymałości na ściskanie zapraw i zaczynów, badanie skurczu chemicznego, badania właściwości reologicznych zaczynów cementowych i mikrostruktury. Spodziewano się potwierdzenia działania pyłu jako substytutu cementu lub nawet jako środka przyśpieszającego twardnienie. Przeprowadzone badania wykazują, że pył wprowadzony w niewielkich ilości jako zamiennik cementu (do 10% masy spoiwa) nie zmienia praktycznie podstawowych cech użytkowych zapraw cementowych (wiązanie, wytrzymałość). Większe ilości pyłu, poza przyśpieszeniem wydzielania ciepła jako miary postępu hydratacji cementu, zmieniają właściwości materiału, co jest skutkiem obecności składników rozpuszczalnych, oddziałujących na hydratację minerałów klinkierowych. Nie jest też bez znaczenia obecność cząstek pyłu o innym składzie, jak również efekt ”rozcieńczenia” materiałem o słabej aktywności. W pracy podjęto też próbę uzupełnienia dodatku pyłu materiałem węglanowym, co pozwoliłoby zredukować i związać zawartość składników szkodliwych.