Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Rola glinianów i glinożelazianów wapnia w kształtowaniu trwałości spoiw cementowych w warunkach korozji siarczanowo-węglanowej

Mróz R.

Przegląd Budowlany

|

2014

|

R. 85, nr 5

49--52

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu glinianów i glinożelazianów wapnia na trwałość spoiw cementowych w obecności jonów siarczanowych i węglanowych. Badania prowadzono na układach modelowych, które zawierały zmienne ilości glinianu i glinożelazianu wapnia. Badania te są kontynuacją wcześniejszych badań autora dotyczących wpływu składników klinkieru portlandzkiego na trwałość spoiw cementowych w warunkach korozji siarczanowo-węglanowej. Wyniki wcześniejszych badań były przedmiotem publikacji między innymi na Konferencji Kontra. Obecność produktów reakcji zachodzących w badanych układach potwierdzono analizami fazowymi wykonanymi metodą dyfraktometrii rentgenowskiej XRD oraz obserwacjami mikroskopowymi SEM z analizą chemiczną w mikroobszarach EDS.

EN

In the work the influence of the calcium aluminates and calcium aluminoferrites on the durability of cement binders in the presence of the sulphate and carbonate ions are investigated. The research were carried out on the model system which consist the variable amounts of calcium aluminates and calcium aluminoferrites. The work is continuation of the previous author research concerning the influence of the basic Portland clinker components on the durability of cement binders stored in sulphate and carbonate environment. The previous results of these works were presented also on the Kontra Conference. To the identification of the reaction products in the analyzed systems XRD and SEM-EDS analysis were used.

3

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w badaniach nad syntezą thaumazytu w temperaturze pokojowej i w temperaturze 7°C

Ghorab H. Y., Mabrouk M. R., Herfort D., Osman Y. A.

Cement Wapno Beton

|

2014

|

R. 19/81, nr 4

252--261

PL

Badano zmiany składu fazowego układu o składzie niezbędnym do powstawania thaumasytu w temperaturze pokojowej oraz w 7°C, w oparciu o spektroskopię w podczerwieni. Mieszaniny ciekłego krzemianu sodu [szkła wodnego], ettringitu lub gipsu i węglanu wapnia dojrzewały w wodzie przez 28 dni lub przez trzy miesiące. Śledzono wpływ Ca(OH)2 na przemiany mieszaniny zawierającej ettringit. Otrzymano thaumasyt w temperaturze pokojowej po 9 miesiącach przetrzymywania w roztworze cukrzanu wapnia, zawierającym krzemian sodu, węglan i siarczan wapnia. Otrzymano typowe widma krzemu w koordynacji oktaedrycznej tylko w obecności ettringitu, po 28 dniach przechowywania w temperaturze pokojowej. Wyniki wykazują, że wodorotlenek wapnia przyczynia się do powstawania wiązań wapnia z oktaedrami krzemo-tlenowymi w przypadku zwiększonej rozpuszczalności wapnia w niskiej temperaturze lub w roztworze sacharozy. Dojrzewanie w 7°C powoduje wyostrzenie widma w podczerwieni w zakresie liczby falowej ≤1100 cm-1, typowego dla pasma krzemianu.

EN

Pure systems with compositions needed for thaumasite formation at room temperature and 7°C were investigated by means of FTIR. Mixes of liquid sodium silicate, ettringite/or gypsum and calcium carbonate were stored in water for 28 days and 3 months. The effect of portlandite on the behavior of the ettringite-bearing mixture was investigated. Thaumasite was obtained at room temperature after 9 months storage of a lime sucrose solution with sodium silicate, carbonate and sulfate. Characteristic spectra of the octahedral silicon were detected only in presence of ettringite after 28 days storage at room temperature. The results indicate that the role of portlandite is to bond calcium with silicon octahedral at an increased solubility of lime at low temperature or in sucrose solution. Storage at 7°C lead to the sharpening of the infrared bands at wave numbers ≤1100 cm-1 where the silicate bands were detected.

4

Cement and sulphate free autoclaved aerated concrete

Stumm A.

Cement Wapno Beton

|

2011

|

nr spec.

26-28

EN

New laws are likely which will make putting autoclaved aerated concrete (AAC) into landfills more difficult in the future. Consequently, a project was launched at Xella to reduce the sulphate content in AAC to almost zero. Positive side effects are no risk of thaumasite, agglomeration residue of lime and grey stains. The biggest source of sulphate besides cement is the pure calcium sulphate, which is added either as gypsum or anhydrite to the mixture. Additional calcium sulphate has been used in AAC to improve its material properties for many years. The reduction of calcium sulphate in ordinary cementitious AAC recipes leads to high shrinkage and less compressive strength of the material. Sulphate free AAC with a low bulk density is not yet being made in mass production. Due to the retarding effect on of the hydraulic binder cement, completely sulphate free recipes could not be handled in technologies like Durox, Hebel or Ytong yet. Cement and sulphate free AAC cakes tend to collapse either in the demoulding or autoclaving process, and especially low densities are difficult to process. Technological solutions and recipes were found to produce cement and sulphate free AAC with low bulk densities in moulds with the size of 5.4 m3. The material meets the requirements for the German bulk density class PP2/0.35 with Gamma 0.09 W/(mK). The shrinkage tests show values under 0.20 mm/m according to DIN EN 680. Finally, it was shown that cement free recipes lead to fewer transportation damages due to less brittle surfaces. Further research is currently in progress.

5

Wpływ korozji siarczanowej na trwałość zapraw cementowych z dodatkami mineralnymi, w obniżonych temperaturach

Mróz R.

Cement Wapno Beton

|

2010

|

R. 15/77, nr 3

169-173

PL

W pracy omówiono wpływ środowiska siarczanowego oraz obniżonej temperatury na trwałość spoiw cementowych. Obok ettringitu i gipsu, najczęściej wymienianych produktów korozji siarczanowej spoiw cementowych w warunkach obniżonej temperatury może dochodzić także do powstawania thaumasytu. Powstaje on jako produkt reakcji pomiędzy C-S-H, CaC03 i gipsem najczęściej w temperaturze poniżej 15°C. W przypadku tworzenia się thaumasytu następuje sukcesywne przekształcanie się stwardniałego zaczynu cementowego w niespójną masę, a zatem zanik podstawowych funkcji, jakie w betonie spełnia stwardniały zaczyn cementowy. W pracy przedstawiono również wyniki badań wpływu, jaki na tworzenie się thaumasytu wywiera wprowadzanie do cementów dodatków mineralnych.

EN

The influence of sulphate environment and low temperature on the durability of cement binders was described. Besides ettringite and gypsum, frequently reported as product of sulphate corrosion, at low temperatures thaumasite could be found. Thaumasite is formed as a result of reactions between C-S-H, CaCO3, and gypsum, usually below 15°C. In case of the thaumasite formation, it results in conversion of hardened cement paste to inconsistent mass, what causes decay of cement paste basis functions. In this work, results of experiments on the influence of mineral additives to cement on the thaumasite formation was also reported.

6

Thaumasyt - część 2: Pochodzenie, aktualizacja i dyskusja związana z Raportem Grupy Ekspertów dotyczącej thaumasytu

Bensted J.

Cement Wapno Beton

|

2007

|

R. 12/74, nr 5

248-260

PL

Omówiono raport Grupy Ekspertów do spraw thaumasytu i przedyskutowano czynniki decydujące o zagrożeniu tym rodzajem korozji siarczanowej w przypadku budowli naziemnych jak i podziemnych. Przedstawiono wpływ dodatku do cementu popiołów lotnych i mielonego żużla granulowanego na zapobieganie korozji siarczanowej z utworzeniem thaumasytu. Także przedyskutowano najnowsze pozycje literaturowe omawiające badania w tym zakresie. Artykuł kończy się praktycznymi zaleceniami dotyczącymi korozji siarczanowej w warunkach zagrożonych powstawaniem thaumasytu.

EN

The report of Thaumasite Export Group is presented and the risk factors of thaumasite sulphate attack for under-ground as well as above ground constructions are discussed. The role of pfa and ggbs content in cement on combatting TSA is largely presented. Also recent studies which were published in technical literature are described. The paper ends with practical guidance concerning thaumasite sulphate attack.

7

Thaumasyt. Cz.1: Droga do powszechnie przyjętego zrozumienia

Bensted J.

Cement Wapno Beton

|

2007

|

R. 12/74, nr 4

165-178

PL

Omówiono odkrycie naturalnego minerału thaumasyt i wyjaśnienie jego struktury. Kluczem do opracowania jego struktury były badania w podczerwieni przeprowadzone przez Moenkego jak również rentgenograficzne prace Laffaille'a z Protesem i Taylora z Edgem. Udokumentowały one nietypową, sześciokrotną koordynację krzemu przez tlen, lub grupy OH. Począwszy od 1960 roku thaumasyt stał się bardziej znany jako produkt w zniszczonym betonie. Główne mechanizmy korozji siarczanowej z utworzeniem thaumasytu zostały także przedstawione. Nowoczesne metody analizy stwarzają dobre warunki do identyfikacji thaumasytu w przyszłości. Trzeba podkreślić, że korozja siarczanowa z utworzeniem thaumasytu jest znacznie rzadsza od klasycznej korozji siarczanowej.

EN

The history of natural mineral thaumasite and its structure examination was presented. Key, in gradual unfurling of proper structure of thaumasite was infrared examination by Moenke as well as X-ray crystallographic works of Laffaille and Protes together with Taylor and Egde. As a result the sixfold was established coordination of siliceous with oxygen/OH. Starting from 1960 year thaumasite became more generally known as a deterioration product of cement mortar and concrete. Main mechanisms of thaumasite sulphate attack was also discussed. Modern methods of analyses offer much improved resolution and the ability to identity thaumasite in the future. However thaumasite sulphate attack is much rarer in practice than normal sulphate attack.

8

Cementy wiertnicze. Cz.4: Zastosowanie w odwiertach geotermicznych

Bensted J.

Cement Wapno Beton

|

2007

|

R. 12/74, nr 1

16-26

PL

Zainteresowanie cementowaniem odwiertów geotermicznych ostatnio wzrasta, wraz z rosnącą potrzebą wytwarzania innych alternatywnych źródeł energii niż paliwa kopalne. Jednym z tych alternatywnych źródeł jest energia geotermiczna, która może być wykorzystywana do celów grzewczych, względnie do zamiany na inne postacie energii, jak np. elektryczność. Cementowanie odwiertów geotermicznych nie miało w ostatnich latach wysokiego priorytetu w porównaniu z cementowaniem odwiertów naftowych i gazowych. Jednak wobec następującego obecnie wzrostu zainteresowania wykorzystaniem energii geotermicznej trzeba przypomnieć, że odwierty geotermiczne zwykle trudno jest cementować z pełnym powodzeniem. Jest tak w przypadku odwiertów wykonywanych w utworach skalnych kruchych lub słabo zwięzłych i występowania wahań temperatury i ciśnienia w głębi odwiertów. Omówiono cementy, które mogą być stosowane do cementowania odwiertów geotermicznych, uwzględniając różne dostępne rozwiązania. Poruszono także problem koniecznej odporności cementów do odwiertów geotermicznych na działanie węglanów i siarczanów.

EN

Interest in geothermal well cementing has risen in recent years with increased needs to produce more alternative sources of energy than fossil fuels. One of these alternative sources is geothermal energy, which can be used for heating purposes, or alternatively for its conversion into other forms of energy such as electricity. The cementing of geothermal wells has not been a high priority in well cementing activity in recent years. However, with renewed interest now taking place, it is important to remember that geothermal wells are normally critical wells for cementing successfully. This is because of the weak or unconsolidated formations in which geothermal wells need to be drilled and because of the temperature and pressure fluctuations that can arise in such wells. Cements that can be used for cementing geothermal wells are discussed in terms of the different options available. Reference to the needs for carbonate and sulphate resistance of the geothermal well cements is given.

9

Warunki powstawania thaumasytu

Małolepszy J., Mróz R.

Cement Wapno Beton

|

2006

|

R. 11/73, nr 2

93-101

PL

Zbadano wpływ stosunku molowego C/S w fazie C-S-H na proces powstawania thaumasytu. W tym celu przygotowano C-S-H o różnym stosunku C/S oraz sporządzono mieszaniny tej fazy z wodorotlenkiem wapnia, węglanem wapnia i siarczanem sodu. Mieszaniny te przechowywane w wilgotnej atmosferze wykazały, że thaumasyt powstaje w 5°C w mieszaninach zawierających C-S-H o stosunku molowym C/S > lub równe 1,5. W przypadku fazy C-S-H o C/S = 0,8 thaumasyt nie powstaje. Natomiast w 20°C powstawanie thaumasytu jest bardzo powolne i po 720 dniach stwierdzono bardzo małą zawartość tej fazy, szczególnie w próbkach zawierających C-S-H o C/S > lub równe 1,5.

EN

The effect of C/S molar ratio in C-S-H on the process of thaumasite formation was investigated. The C-S-H samples of variable C/S molar ratio, as well as the mixtures of C-S-H with calcium hydroxide, calcium carbonate and sodium sulfate respectively, were prepared. In the mixtures stored in humid air, based on C-S-H with C/S > 1,5 thaumasite appeared at 5°C. In case of C-S-H with C/S = 0,8 thaumasite was not detected. At 20°C the formation of thaumasite occurs very slowly; after 720 days curing a negligible amount of this ph samples where C-S-H with C/S > 1,5 was initially present.

10

Warunki powstawania taumazytu i jego rola w betonie

Małolepszy J., Mróz R.

Cement Wapno Beton

|

2002

|

R. 7/69, nr 6

265-269

PL

Omówiono warunki powstawania taumazytu w betonie i w zaprawach cementowych. Rozpowszechniona w literaturze opinia za główne czynniki powodujące niszczenie betonu w wyniku działania siarczanów uważa powstawanie ekspansywnego etryngitu i gipsu. Jako parametr określający odporność betonu na ten rodzaj korozji chemicznej uznawano dotychczas zawartość C3A w cemencie. Jednak ostatnie badania wykazały, że również faza C-S-H ulega korozji pod wpływem siarczanów, głównie w obecności CO2 i w niskich temperaturach. W tym przypadku kosztem C-S-H powstaje taumazyt, którego kryształy morfologicznie są zbliżone do etryngitu. Powstawanie taumazytu także wywołuje ekspansję oraz utratę spójności matrycy cementowej poprzez rozkład fazy C-S-H na produkty pozbawione wytrzymałości i nie posiadające właściwości spajających. Przedstawiono wyniki badań wpływu stosunku C/S w fazie C-S-H na powstawanie taumazytu. Do identyfikacji taumazytu wykorzystano badania rentgenograficzne, SEM-EDS oraz DTA/TG.

EN

Conditions of thaumasite formation in concrete and in cement mortars are discussed. The main factors provoking the destruction of concrete in result of the sulphate aggression, according to the view spread in literature, the formation of expansive ettringite and gypsum is considered. As the parameter determining the resistance of concrete to this type of chemical corrosion the C3A content in cement was hitherto admitted. However recent investigations demonstrated that also the C-S-H phase corrodes under the influence of sulphates, mainly in the presence of CO2 and at Iow temperatures. In this case, at the cost of C-S-H, thaumasite is formed, the crystals of which morphologically approximate ettringite. The formation of thaumasite also generates the expansion and a loss of cohesion of cement matrix through the decomposition of the C-S-H phase into products devoid of strength and deficient in cementing properties. The results of investigations of the effect of C/S ratio in the C-S-H phase upon the thaumasite formation are presented. For the identification of thaumasite the X-ray analysis, SEM-EDS and DTA/TG were used.