Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Skład fazowy autoklawizowanego betonu komórkowego z zastosowaniem cementów niskoklinkierowych

Łaskawiec Katarzyna

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 11

69--70

2

Wpływ początkowej wilgotności mieszaniny gruntowo-popiołowej na jej właściwości

Knapik-Jajkiewicz Karolina

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 11-12

579--582

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań próbek mieszaniny gruntu drobnoziarnistego z dodatkiem 40% popiołu lotnego pochodzącego z procesu fluidalnego spalania węgla. Mieszaniny przygotowano z użyciem wody destylowanej, stosując wodę destylowaną w ilości potrzebnej do uzyskania wilgotności 50% i 100%. Wykonane badania obejmowały analizę termograwimetryczną, badania z wykorzystaniem dyfraktometru rentgenowskiego, badania odczynu pH oraz ściśliwości w edometrze oraz obliczenia współczynnika filtracji na podstawie badań edometrycznych. Zauważono nieznaczny wpływ wilgotności początkowej na wartość pH oraz skład fazowy mieszanin. Obliczone wartości współczynnika filtracji wskazują na większą wodoprzepuszczalność mieszanin o podwyższonej wilgotności oraz na redukcję wodoprzepuszczalności w ciągu pierwszych 7 dni niezależnie od wilgotności początkowej mieszanin. Badania edometryczne potwierdzają redukcję ściśliwości mieszanin o wilgotności 50% i 100% wraz z upływem czasu. Jednakże zastosowanie wyższych wartości obciążenia pionowego dla mieszanin o znacznej wilgotności może prowadzić do załamania struktury materiału, która uległa wzmocnieniu we wcześniejszym czasie i obserwowania znacznych przyrostów odkształcenia objętościowego wraz ze wzrostem obciążenia.

EN

This paper presents the tests results performed on samples of fine grained soil and fly ash from fluidized bed combustion, added in quantity 40%. Mixes were prepared with the use of distilled water in amount necessary to obtain water content equal to 50% and 100%. The performed tests included thermogravimetric analysis, X-ray diffraction analysis, the pH measurements, oedometer tests and calculations of permeability coefficient based on the oedometer tests. A slight effect of the initial water content on the pH value and the phase composition of the mixes were observed. The calculated values of permeability coefficient indicate higher water conductivity of the mix with high initial water content and a reduction of permeability during first 7 days of curing time, regardless of the initial water content. Oedometer tests confirm reduction of the compressibility of both mixes with 50% and 100% water content over the time. However, the use of high values of vertical load may lead to the collapse of structure previously strengthened and high volumetric strains may be observed with load increment.

3

Wpływ dodatku wapna na skład fazowy i ściśliwość mieszaniny kaolinu i popiołu lotnego

Knapik-Jajkiewicz Karolina

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 5-6

261--266

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mieszanin wykonanych na bazie gruntu drobnoziarnistego z dodatkiem popiotu lotnego z fluidalnego spalania węgla w ilości 10-40% i wapna w ilosci 1-4%. Określono różnice w składzie fazowym, ściśliwości i pęcznieniu mieszanin wykonanych z udziałem i bez udziału wapna. Zauważono pozytywny wpływ wapna na uzyskane wartości maksymalnego odkształcenia objętościowego w wyniku działającego naprężenia pionowego oraz na pęcznienie mieszanin.

EN

This paper presents the tests results of mixes prepared on the basis of fine grained soil with addition of 10-40% fly ash from fluidized bed combustion and 1-4% lime. Differences in phase composition, compressibility and swelling of mixes with and without lime were determined. A positive effect of lime on the obtained values of maximum volume strains upon an acting stress was observed, as well as reduction of swelling in soil-fly ash mixes with lime.

4

Characteristics of the phase and chemical composition of blast furnace slag in terms of the possibility of its economic use

Jonczy Iwona, Grzesik Bartłomiej, Wieczorek Andrzej Norbert, Gerle Anna, Nuckowski Paweł, Staszuk Marcin

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 4

153--172

EN

This article presents the results of studies into the phase and chemical composition of blast furnace slag in the context of its reuse. In practice, blast furnace slags are widely used in the construction industry and road building as a basis for the production of, for example, cements, road binders and slag bricks. They are also used in the production of concrete floors, mortars, and plasters. Blast furnace slag is mainly used as a valuable material in the production of hydraulic binders, especially cement that improves the mechanical properties of concretes. The favorable physical and mechanical properties of slags, apart from economic aspects, are undoubtedly an asset when deciding to use them instead of natural raw materials. In addition to the above, there is also the ecological aspect, since by using waste materials, the environmental interference that occurs during the opencast mining of natural aggregates is reduced. Specifically, this means waste utilization through secondary management. However, it should be kept in mind that it is a material which quite easily and quickly responds to environmental changes triggered by external factors; therefore, along with the determination of its physical and mechanical properties, its phase and chemical composition must be also checked. The studies showed that the predominant component of the blast furnace slag is glass which can amount up to 80%. In its vicinity, metallic precipitate as well as crystallites of periclase, dicalcium silicates and quartz can be found. With regard to the chemical composition of the slag, it was concluded that it meets the environmental and technical requirements regarding unbound and hydraulically bound mixtures. In case of the latter, in terms of its chemical composition, the slag meets the hydraulic activity category CA3. It also meets the chemical requirements for using it as a valuable addition to mortars and concretes, and it is useful in the production of CEM II Portland-composite cement, CEM III blast-furnace cement and CEM V composite cements. The blast furnace slag is a valuable raw material for cement production. Cement CEM III/C contains 81–95% of blast furnace slag in accordance with EN 197-1:2012. In 2019, the Polish cement industry used 1,939,387.7 tons of slag.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań składu fazowego i chemicznego żużla wielkopiecowego w aspekcie możliwości jego wtórnego wykorzystania. W praktyce żużle wielkopiecowe znajdują dość szerokie zastosowanie w przemyśle budowlanym oraz w drogownictwie, m.in. na ich bazie produkowane są cementy, spoiwa drogowe oraz cegły żużlowe; stosowane są również przy wykonywaniu posadzek betonowych, do produkcji zapraw murarskich i tynkarskich. Wiodącą rolą żużla wielkopiecowego staje się jego wykorzystanie jako cennego surowca w produkcji spoiw hydraulicznych, zwłaszcza cementu poprawiającego właściwości mechaniczne betonów. Korzystne właściwości fizykomechaniczne żużli, obok aspektów ekonomicznych, stanowią niewątpliwie atut przy podejmowaniu decyzji o ich wykorzystaniu zamiast surowców naturalnych. Do tego dochodzi jeszcze aspekt ekologiczny, gdyż wykorzystując materiały odpadowe, ogranicza się ingerencję w środowisko, jaka ma miejsce podczas odkrywkowej eksploatacji kruszyw naturalnych, ponadto prowadzona jest utylizacja odpadów poprzez ich wtórne zagospodarowanie. Należy jednak zwrócić uwagę, że jest to materiał, który dość łatwo i szybko reaguje na zachodzące w środowisku zmiany wywołane czynnikami zewnętrznymi, dlatego obok oznaczeń właściwości fizykomechanicznych żużla niezbędna jest kontrola jego składu fazowego i chemicznego. Przeprowadzone badania wykazały, że w badanym żużlu wielkopiecowym dominującym składnikiem jest szkliwo, którego udział można szacować na około 80%, w jego otoczeniu występują wytrącenia metaliczne żelaza, a także krystality peryklazu, krzemianów dwuwapniowych oraz kwarcu. Biorąc pod uwagę skład chemiczny żużla, stwierdzono, że spełnia on wymagania środowiskowe oraz wymagania techniczne dotyczące drogowych niezwiązanych i związanych hydraulicznie mieszanek. W przypadku tych ostatnich pod względem składu chemicznego żużel spełnia kategorię aktywności hydraulicznej CA3. Spełnia także wymagania chemiczne dotyczące stosowania go jako wartościowego dodatku do zapraw i betonów oraz jest przydatny do produkcji cementów portlandzkich żużlowych CEM II, cementów hutniczych CEM III oraz cementów wieloskładnikowych CEM V. Żużel wielkopiecowy jest cennym surowcem do produkcji cementu. Cement CEM III/C zawiera 81–95% żużla wielkopiecowego zgodnie z normą EN 197-1:2012. W 2019 roku polski przemysł cementowy zużył 1 939 387,7 ton żużla.

5

O reakcji stali z matrycą cementową w betonie zbrojonym

Kurdowski Wiesław

Inżynieria i Budownictwo

|

2021

|

R. 77, nr 7

320--323

PL

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

EN

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

6

Beton z proszków reaktywnych z zastosowaniem cementu hutniczego

Janus Grzegorz, Grzeszczyk Stefania

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 4

306--315

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań betonu z proszków reaktywnych [BPR], otrzymanego z wykorzystaniem cementu hutniczego CEM III/A 42,5 N LH/HSR/NA zawierającego około 60 % mas. granulowanego żużla wielkopiecowego. Optymalizację składu mieszanki betonowej, mającą na celu uzyskanie największego stopienia upakowania cząstek w kompozycie, przeprowadzono w oparciu o krzywą optymalnego uziarnienia Funka. Mały stosunek wody do spoiwa równy 0,2, uzyskano poprzez stosowanie superplastyfikatora polikarboksylanowego. Wykazano, że jest możliwe uzyskanie, bez obróbki termicznej, betonu BPR z zastosowaniem cementu hutniczego, zawierającego 2,0% obj. włókien stalowych, o wytrzymałości na ściskanie około 200 MPa i wytrzymałości na zginanie 56,7 MPa, po 180 dniach dojrzewania. Nasiąkliwość tego betonu wynosi tylko 2,4%, a wyniki badań mrozoodporności, pozwalają ocenić mrozoodporność tego betonu jako bardzo dobrą wg normy SS 13 72 44. BPR ma zwartą mikrostrukturą, a zidentyfikowana faza C-S-H wykazuje mały stosunek C/S.

EN

The paper presents the results of tests of the reactive powder concrete [RPC] obtained from the CEM III/A 42.5 N LH/HSR/NA blast furnace slag cement, containing about 60 % of granulated blast furnace slag. The optimisation of the concrete mix composition, aimed at obtaining the largest particle packing in the composite, was carried out based on Funk’s optimal particle size distribution curve. A low water to binder ratio of 0.2 was obtained by using a superplasticiser based on polycarboxylates. It has been shown that it is possible to obtain, under normal conditions, RPC with the use of slag cement, containing 2.0% vol. of steel fibres, with a compressive strength of about 200 MPa and a flexural strength of about 57 MPa, after 180 days of curing. The water absorption of this concrete is only 2.4%, and the results of freeze-thaw resistance tests allow to assessing the freeze-thaw resistance of this concrete as very good, according to the standard SS 13 72 44. RPC has a compact microstructure and the identified C-S-H phase shows a low C/S ratio.

7

Microstructure and Microhardness of Piston Alloy Al-10Si-2Cu Irradiated by Pulsed Electron Beam

Zaguliaev D., Konovalov S., Ivanov Y., Abaturova A., Leonov A.

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 3

92--98

EN

The paper presents the research data on structure, phase composition, defect substructure state, and microhardness of surface layers in the piston alloy Al-10wt%Si-2wt%Cu irradiated by an electron beam with various energy densities and pulse times. An important finding to emerge from the study is that the processing by an electron beam with an energy density of 10 J/cm2 brings about slight surface melting, whereas a weak thermal impact of an electron beam hardly changes the phase composition. Once an energy density of an electron beam is set 30 J/cm2, intermetallic compounds dissolve and numerous micropores arise. Irradiating by an electron beam with an energy density of 50 J/cm2, randomly located microcracks are detected on the treated surface with no regard to a pulse time. A structure of high-speed cellular crystallization with cells from 500 to 600 nm forms in the surface layer. A thickness of the modified layer is related to a beam energy density. As a beam energy density goes up, a thickness of a high-speed cellular crystallization layer increases. Atoms of Si, Cu, Ni, as well as a small quantity of Fe and Mg are detected in the surface, in thin layers surrounding crystallization cells. In a layer 60-80 μm below the irradiated surface, in material between high-speed crystallization cells, there are Si atoms and an insignificant number of Cu atoms. An analysis of a deeper material part has shown a structure similar to the as cast alloy. A drop of microhardness – if compared with the as cast material – is reported at an energy density of 10 J/cm2 because an energy amount supplied by an electron beam to the alloy surface is insufficient for melting of the material and dissolution of the intermetallic phase. A raise of a beam energy density up to 20-50 J/cm2 causes a max increase of microhardness up to 1.13 GPa for 40 J/cm2, 50 μs, and up to 1.16 GPa for 40 J/cm2, 200 μs.

8

Wpływ wybranych czynników na skład fazowy i mikrostrukturę autoklawizowanego betonu komórkowego

Różycka Agnieszka

Materiały Budowlane

|

2019

|

nr 9

11--13

9

Trwałość autoklawizowanego betonu komórkowego w świetle polskich doświadczeń

Zapotoczna-Sytek Genowefa

Materiały Budowlane

|

2019

|

nr 9

6--10

PL

W Polsce badania nad trwałością autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK) rozpoczęto na początku lat sześćdziesiątych XX wieku. Przez okres 8 – 9 lat badaniami objęto ABK wyprodukowany w skali przemysłowej oraz przegrody wykonane z tego materiału. Szersze badania związane z trwałością wznowiono w 1999 r. Badaniami objęto beton komórkowy popiołowy i piaskowy pobrany (co 5 cm) z przegród obiektów eksploatowanych przez 20-35-40 lat oraz betonów składowanych w warunkach polowych przez 21 i 40 lat (przykrytych jedynie od góry papą). Analiza wyników badań wykazała, że ABK jest materiałem trwałym, co ma znaczenie dla formułowania wniosków dotyczących jego stosowania.

EN

In Poland, studies on the durability of AAC began in early 1960s. Over a period 8 – 9 years research focused on AAC materials in industrial production and partitions made of this material. Extensive studies of durability resumed in 1999. The studies examined AAC made with fly ash and sand sampled at 5 cm intervals from partitions of 20-35-40 y.o. buildings and AAC stored outdoors under extreme conditions for the period of 21 and 40 years (protected with a tarpaper top cover). An analysis of the results of studies confirms the durability profile of AAC, which should be considered in formulating conclusions about the possible uses of autoclaved aerated concrete.

10

Chemical characteristics of dust from cement kilns

Uliasz-Bocheńczyk Alicja

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 2

87--102

EN

The cement production process is associated with the emission of dust. These are mainly CKD (cement kiln dust) and BPD (by-pass dust), classified as wastes from group 10 – Wastes from thermal processes, subgroups 10 and 13 – wastes from manufacture of cement, lime and plaster and articles and products made from them. Cement kiln dust is a waste of variable composition and properties, which makes it a difficult material to recover. The main directions of recovery presented in the world literature indicate the use of dust from cement kilns in cement, mortar and concrete production, the production of bricks and in order to improve soil quality and wastewater treatment. Factors affecting chemical and phase compositions of dust from cement kilns are the reason why each waste should be analyzed individually. The paper presents the results of the analysis of the cement kiln dust after dedusting cement kilns and two bypass dusts. Analysis of the chemical composition has shown significant concentrations of chlorine, potassium and calcium in all wastes. The content of: Si, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Zr, Pb, and Bi has also been confirmed. The analyzed dusts were characterized by the presence of carbonates (calcite, dolomite, and arcanite), quartz, alite, belite, sylvine, anhydrite, and portlandite in their phase composition. The leachates which were characterized by an alkaline reaction. In terms of leachability, high concentrations of chlorine ions in the analyzed dust leachates were confirmed, which significantly limits their use.

PL

Proces produkcji cementu związany jest z emisją pyłów. Są to przede wszystkim pyły z instalacji pieców cementowych (CKD i BDP) klasyfikowane w grupie 10 – Odpady z procesów termicznych, podgrupy 10 13 – Odpady z produkcji spoiw mineralnych (w tym cementu, wapna i tynku) oraz z wytworzonych z nich wyrobów. Pyły z pieców cementowych są odpadem o zróżnicowanym składzie i właściwościach, co powoduje, że są materiałem trudnym do odzysku. Badania przedstawione w literaturze światowej jako główne kierunki odzysku wskazują wykorzystanie pyłów z instalacji pieców cementowych w procesie produkcji cementu, zapraw, betonów; do poprawy jakości gleb i oczyszczania ścieków. Czynniki wpływające na składy chemiczne i fazowe pyłów z instalacji pieców cementowych powodują, że każdy odpad należy analizować indywidualnie. W artykule przedstawiono wyniki badań pyłu z odpylania z instalacji pieca cementowego oraz 2 pyłów z bypassów. Analiza składu chemicznego wykazała znaczącą zawartość: Cl, K, Ca we wszystkich odpadach. Stwierdzono również obecność: Si, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Zr, Pb, Bi. Analizowane pyły charakteryzowały się obecnością w składzie fazowym: węglanów (kalcytu, dolomitu, arkanitu), kwarcu, alitu, belitu, sylwinu, anhydrytu i portlandytu. W zakresie wymywalności stwierdzono wysokie stężenia jonów chloru w odciekach z analizowanych pyłów, co znacząco ogranicza możliwości ich wykorzystania.

11

Badanie możliwości wykorzystania drobnej frakcji z recyklingu gruzu betonowego jako dodatku do cementu

Rajczyk Krystyna, Janus Grzegorz, Kaliciak Agnieszka, Brukhanska Daria

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 22/84, nr 3

188--201

PL

Przedmiotem pracy było wykorzystanie drobnej frakcji pochodzącej z recyklingu gruzu betonowego, składającej się głownie ze stwardniałego zaczynu cementowego. Gruz betonowy poddano obróbce termicznej w temperaturach: 180°C, 300°C, 500°C i 700°C, co zwiększało stopień rozdrobnienia przy tym samym sposobie mielenia. Przyczyną tego były najprawdopodobniej mikrospękania w stwardniałym zaczynie cementowym powstałe w wyniku dehydratacji faz zaczynu cementowego. Zmielone do powierzchni około 4500 cm2/g drobne frakcje gruzu stosowano jako dodatek, zastępujący 3% lub 6% cementu. Uzyskane wyniki badania wytrzymałości zapraw potwierdziły dane literaturowe, według których drobna frakcja betonu z recyklingu ma niekorzystny wpływ na właściwości zapraw i betonów. Dodatek tej drobnej frakcji do cementu spowodował zmniejszenie wytrzymałości w całym okresie dojrzewania w porównaniu do cementu wzorcowego. Badania wykazują duży wpływ obróbki termicznej drobnej frakcji gruzu betonowego, na osiągniętą wytrzymałość zapraw zawierających ten dodatek. Zwiększenie temperatury prażenia do 700°C spowodowało dużą zmianę składu fazowego próbek, poprzez rozkład dolomitu i węglanu wapnia, zawartego w wyjściowym materiale. 6% dodatek tej próbki spowodował znaczne zmniejszenie wytrzymałości. Biorąc pod uwagę względy materiałowe oraz ekonomiczne za najkorzystniejszą temperaturę wygrzewania uznano 180°C, która powoduje dehydratację fazy C-S-H.

EN

The subject of the work was the use of a fine fraction derived from the recycled concrete, consisting mainly of hardened cement paste. The concrete rubble was heat treated at temperatures of: 180°C, 300°C, 500°C and 700°C. Thermal treatment resulted in better grindability of obtained material. The reason for this was most probably the micro-cracking of the hardened cement paste due to the dehydration of the cement paste phases. Fine fraction ground to the surface of approximately 4500 cm2/g was used as an additive, replacing 3% or 6% of cement. Results of mortar strength test confirmed the literature data, according to which a small fraction of concrete from recycling has an adverse effect on the properties of mortars and concretes. The addition of this fine fraction to the cement caused a reduction in strength throughout the whole maturation period as compared to the reference cement. The research shows a high impact of thermal treatment of recycled concrete fine fraction on strength of mortars containing this additive. Increasing the heating temperature to 700°C caused a large change in the phase composition of the samples, through the decomposition of dolomite and calcium carbonate contained in the starting material. A 6% addition of this sample resulted in a significant reduction in strength. Considering both material and economic aspects, 180°C was found the most favourable annealing temperature, which causes dehydration of the C-S-H phase.

12

Właściwości fizykochemiczne tworzyw szklano-krystalicznych z układu SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO z dodatkiem tlenku baru

Kaczmarczyk K., Partyka J.

Szkło i Ceramika

|

2018

|

R. 69, nr 3

6--10

PL

Tworzywa szklano-krystaliczne stają się przedmiotem coraz szerszych badań z uwagi na możliwość kształtowania ich właściwości. Materiały te otrzymuje się w wyniku odpowiedniego doboru składu tlenkowego zestawu oraz na drodze właściwej obróbki termicznej. Niniejsza praca przedstawia wpływ składu surowcowego wyjściowego zestawu na właściwości fizykochemiczne tworzyw szklano-krystalicznych z układu SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO-BaO. Zbadano trzy zestawy różniące się surowcami wprowadzającymi wybrane tlenki do układu. Zastosowano temperatury wypalania: 1190, 1200, 1210°C. Dla otrzymanych tworzyw zmierzono takie właściwości jak: chropowatość, połysk, białość w układzie CIELab oraz wytrzymałość mechaniczną na zginanie po wypaleniu. Zaobserwowano zmiany w składzie fazowym wyznaczonym metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Temperatury charakterystyczne, zmierzone za pomocą mikroskopu wysokotemperaturowego oraz dylatometru optycznego, również ulegały zmianom.

EN

Glass-ceramic materials are the subject of increasingly broader study due to the possibility of shaping their properties. These materials are obtained as a result of the suitable selection of the initial oxide composition and by suitable heat treatment. This paper presents effect of raw material composition on the physicochemical properties of glass-ceramic materials from the SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO-BaO system. Three compositions differing in the raw materials introducing selected oxides to the system were examined. Three firing temperatures: 1190, 1200, 1210°C were used. As the selected properties, roughness, gloss, whiteness in the CIELab system and flexural mechanical strength after firing were measured. Differences were observed in the phase composition, which were determined by X-ray diffraction (XRD). The characteristic temperatures, which were measured by using hot stage microscopy and optical dilatometry, also showed changes.

13

Application of thermal analysis in the examination of phase composition of converter slag

Jonczy I., Strzałkowska E.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 3

105--110

EN

Metallurgical slags are characterized by variable phase composition, which results from the technological process in which they were formed. The identification of the composition of slag, however, requires the application of a broad spectrum of complementary scientific methods. Besides the identification of phases using X-ray diffraction and using X-ray spectral microanalysis, one of the methods applied in mineralogical studies of slag is thermal analysis. Based on such analysis, it is not only possible to identify individual components of slags but also to analyse the transformations that occur in them under the influence of high temperature. The simultaneous application of DTA, TG and DTG measurement methods for converter slag has exhibited that the following processes occurred in the slags under the influence of variable temperature: dehydration, coal combustion, dehydroxylation, oxidation of iron, decarbonatization and phase transitions. The knowledge of the behaviour of slag under the influence of high temperature may provide valuable information in terms of its reuse.

PL

Żużle hutnicze stanowią grupę odpadów, która charakteryzuje się zróżnicowanym składem fazowym zależnym od procesu technologicznego, w wyniku którego powstały. Identyfikacja poszczególnych składników żużla wymaga precyzyjnych badań, często prowadzonych za pomocą różnych metod badawczych. Jedną z metod analitycznych stanowiących dobre uzupełnienie badań na temat składu fazowego żużli oraz przemian, jakie w nich zachodzą pod wpływem wysokiej temperatury, jest analiza termiczna. W artykule zaprezentowano wyniki badań prowadzonych dla żużla konwertorowego pochodzącego z bieżącej produkcji huty. Podjęto próbę ustalenia, na ile badania termiczne (DTA, TG i DTG) żużli konwertorowych mogą przyczynić się do uściślenia i dokładniejszego oznaczenia ich składu fazowego.

14

Crystalline phases in the waste foundry sands based on quartz sand matrix

Jonczy I., Kamińska M., Bilewska K., Gerle A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2018

|

T. 21, nr 3

213--226

EN

This paper characterizes the crystalline phases present in waste foundry sands prepared based on a quartz sand matrix. The main component of the examined waste is quartz, which is accompanied by its polymorphic forms: tridymite and cristobalite. In addition to quartz, iron oxides such as magnetite, hematite and occasionally wüstite, and grains represented by metallic iron precipitation and Cu-Zn-Pb polymetallic aggregates were found. A particular emphasis was placed on the magnetite present in relatively high amounts, characterized by variable chemical composition, associated with the presence of numerous admixtures of chromium and titanium, which may suggest presence of chromite and titanomagnetite.

PL

W odlewnictwie powszechnie odlewy wykonywane są w formach piaskowych. Sporządzone na bazie piasku masy formierskie stanowią mieszaninę, do której oprócz piasku kwarcowego dodawane są: woda, bentonit, pył węglowy oraz spoiwa nieorganiczne lub organiczne. Zużyte masy formierskie, w których udział piasku dochodzi do około 90%, są na ogół poddawane w odlewni wewnętrznemu odzyskowi (czyli regeneracji), ale część z nich trafia na składowiska. Odpady mas formierskich, których głównym składnikiem jest piasek kwarcowy, w swoim składzie często zawierają minerały reprezentujące tlenki różnych metali, ponadto mogą być w nich obecne drobne wytrącenia metaliczne. Z uwagi na ich obecność materiał ten może stać się wtórnym źródłem ich odzysku. W artykule scharakteryzowano, pod względem jakościowym, skład fazowy zużytych mas formierskich sporządzonych na osnowie piasku kwarcowego. Do badań ze zwałowiska pobrano 3 próbki materiału odpadowego charakteryzujące się odmienną barwą: szarą, brązowo-czerwoną i czarną, które poddano identyfikacji faz metodą dyfrakcji rentgenowskiej oraz rentgenowskiej analizie spektralnej w mikroobszarach; ponadto przy użyciu metod spektrometrycznych oznaczono zawartość wybranych metali występujących w odpadach. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że w składzie fazowym wszystkich analizowanych odpadów dominujący udział ma kwarc, obok którego oznaczono jego dwie polimorficzne odmiany: trydymit i krystobalit - ich obecność jest wynikiem przemian alotropowych dokonujących się w trakcie wykonywania odlewów w formach z mas kwarcowych. Oprócz kwarcu w odpadach występują dość znaczne ilości tlenków metali oraz wytrąceń metalicznych, co znalazło swoje odzwierciedlenie w udziale poszczególnych metali w składzie chemicznym odpadów. W próbce 1 obok dominującego żelaza w większych ilościach występują Cr i Mn, ponadto w pojedynczych analizach zaznacza się udział Ti. Pierwiastki te były również wskazane jako główne w składzie chemicznym faz tlenkowych oznaczonych podczas rentgenowskiej analizy spektralnej w mikroobszarach. Na podstawie tych badań oraz przy wykorzystaniu identyfikacji faz metodą dyfrakcji rentgenowskiej wśród faz tlenkowych wyróżniono: roztwór stały FeO-MnO-MgO, magnetyt, tytanomagnetyt, chromit, a także hematyt. Obok nich stwierdzono występowanie α-żelaza. W próbce 2 obok dość znacznej ilości żelaza zaznacza się obecność: Cu, Mn, Pb, Ti, V, Zn. Pierwiastki te są przede wszystkim związane z wtrąceniami metalicznymi, które obok kwarcu i faz tlenkowych żelaza (magnetytu, hematytu i sporadycznie występującego wüstytu) stanowią jeden z głównych składników próbki 2. Próbka 3 charakteryzuje się najwyższym, wśród badanych odpadów, udziałem Fe, któremu towarzyszą Mn i Cr. Rentgenowska analiza spektralna w mikroobszarach wykazała, że chrom tworzy własną fazę - chromit, natomiast mangan wchodzi w skład wytrąceń metalicznych żelaza. Podczas identyfikacji faz metodą dyfrakcji rentgenowskiej potwierdzono obecność α-żelaza, wykazano również dość znaczący udział magnetytu. Obecność w badanych odpadach domieszek magnetytu oraz wytrąceń metalicznych mogłaby wskazywać na potencjalne źródło ich pozyskiwania.

15

Wpływ parametrów nagrzewania na grubość i skład fazowy warstwy zgorzeliny wsadów walcowanych

Tomaszewska A., Kuc D., Bednarczyk I., Żak A., Woźniak D., Krawczyk A, Paterek W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 8

278--282

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu temperatury i czasu nagrzewania na ilość i skład fazowy powstałej zgorzeliny dla wybranych stali S355J2, C45 i 42CrMoS4, mających zastosowanie jako materiały wsadowe w walcowni wyrobów długich. Określone grubości zgorzeliny podczas nagrzewania w piecu komorowym porównano do grubości zgorzeliny w warunkach przemysłowych. Przy użyciu mikroskopu stereoskopowego dokonano oceny powierzchni zgorzeliny i stwierdzono pofałdowania powierzchni zgorzeliny. Przeprowadzono identyfikację faz metodą rentgenowską i wykazano, że zgorzelina składa się z tlenków: Fe2O3 (hematyt), Fe3O4 (magnetyt) i FeO (wustyt).

EN

The article presents the results of research on the influence of temperature and heating time on the quantity and phase composition of the formed cinder for selected steels S355J2, C45 and 42CrMoS4, applicable as feedstocks in the Long Product Rolling Mill. The specified thickness of the cinder during heating in the chamber furnace was compared to the thickness of the cinder under industrial conditions. Using a stereoscopic microscope, the surface area of the cinder was evaluated and the corrugation of the cinder surface was found. Phase identification was carried out using the X-ray method and it was shown that the cinder consists of oxides: Fe2O3 (hematite), Fe3O4 (magnetite) and FeO (wustite).

16

Charakterystyka geochemiczna wybranych pierwiastków krytycznych w żużlach po hutnictwie rud Zn-Pb

Jonczy I.

Chemistry, Environment, Biotechnology

|

2018

|

Vol. 21

19--25

PL

Surowce krytyczne charakteryzują się dużym znaczeniem gospodarczym, ale też jednocześnie dużym ryzykiem niedoboru dostaw. Obecnie podejmowane są działania mające na celu poprawę stanu wiedzy na ich temat, co ma doprowadzić do utworzenia w 2020 roku ogólnoeuropejskiej bazy wiedzy o możliwościach ich pozyskiwania. W grupie wyróżnionych 27 surowców krytycznych znaczną część stanowią pierwiastki krytyczne. Obok źródeł naturalnych pierwiastki krytyczne mogą także występować w materiałach odpadowych, w tym w żużlach po hutnictwie rud Zn-Pb. Przeprowadzone badania wykazały, że w ich składzie chemicznym w największych ilościach występują: W, Co, Ce, Y, La, Sc, w śladowych ilościach oznaczono: Dy, Pd, Pt, Ir. Żaden z tych pierwiastków nie tworzy w analizowanych żużlach własnych faz krystalicznych; występują one w stanie rozproszonym w substancji amorficznej lub tworzą podstawienia w strukturze wewnętrznej innych faz. Stwierdzono, że precyzyjne oznaczenie zawartości danego pierwiastka oraz określenie form jego występowania wymusza konieczność prowadzenia kompleksowych analiz w oparciu o kilka wzajemnie uzupełniających się metod.

EN

Critical raw materials are characterized by a high economic importance, but also by a high risk of shortage of supplies. Currently, some actions of improving a state of knowledge about them are taken. In 2020, it should be lead to the creation of a pan-European knowledge database about the possibilities of their obtaining. In the group of distinguished 27 critical raw materials, critical elements are a significant part. Apart from natural sources, critical elements may also appear in waste materials, including slags from the Zn-Pb ore industry. Researches showed that in their chemical composition W, Co, Ce, Y, La, Sc are concentrated in the largest amounts. In trace amounts: Dy, Pd, Pt, Ir were also noticed. In the analyzed slags none of these elements creates their own crystalline phases; they are dispersed in an amorphous substance or they form substitutions in the internal structure of other phases. Researches have shown that the precise determination of content of a given element and the determination of its occurrence, require the necessity of conducting comprehensive analyzes based on several complementary methods.

17

Wybrane właściwości mikrosfer z popiołów lotnych

Strzałkowska E.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 11

37--43

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań próbki mikrosfer pozyskanych w jednej z zagranicznych elektrowni węglowych. Porównano je z wynikami badań mikrosfer pochodzących z popiołów lotnych z Elektrowni Łaziska. Omówiono podstawowe, istotne dla oceny przemysłowej, właściwości badanego materiału: uziarnienie, gęstość nasypową, skład chemiczny (zarówno składniki podstawowe, jak i wybrane metale ciężkie) oraz skład fazowy różnych klas ziarnowych mikrosfer. Zasygnalizowano możliwości dalszego wykorzystania badanego materiału.

EN

This paper presents the results of the research of cenospheres produced in one foreign coal-burning power plant. They were compared with cenospheres obtained from fly ashes at Łaziska Power Plant. Essential properties of cenospheres, such as granular composition, bulk density, chemical composition (both basic components and selected heavy metals) as well as phase composition of different grain classes of the microspheres were described in the view of industrial assessment. The possibility of further use of the cenospheres was indicated.

18

Cementy specjalne i spoiwa drogowe w ofercie Górażdże Cement S.A.

Batog M., Dziuk D., Malinowski P., Gaj G.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 4

67--69

PL

W artykule omówiono właściwości cementu i spoiw z klinkierem siarczanoglinianowym, a także hydraulicznych spoiw drogowych oferowanych przez Górażdże Cement S.A. Przedstawiono kierunki zastosowania tych produktów w budownictwie i geotechnice.

EN

In the paper properties of cement and binders with sulfoalumninate clinker and hydraulic road binders from Górażdże Cement S.A. trade offer were discussed. The direction of application of those products in civil engineering and geotechnics were also presented.

19

The magnetic properties of steel after the gas nitriding process

Michalski J., Fuks H., Kaczmarek S. M., Leniec G., Kucharska B., Wach P.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 4

170--176

EN

The paper presents the relationship between the chemical composition of the steel balls, their size and parameters of the nitriding process and magnetic properties defined in the study by EPR and SQUID. The balls made form non-alloyed AISI 1085 and alloyed AISI 420-C steels were investigated. At resonance spectra for both steels before the nitriding process, the resonance signal only existed for two magnetic induction values, 400 mT and 650 mT. This values are untypical because for magnetic centres in the form of iron ions, the expected EPR signal occurs usually in magnetic fields of approx. 340 mT, when the spectrometers operates in the so called microwave X band. This abnormality presumed that the resonance signals did not originate from isolated ions, but instead from magnetically more complex systems, e.g. Fe–Fe pairs or iron clusters, while the observed EPR line position is normally even lower and occurs for a magnetic induction below 200 mT. The fact, that the magnetic centres not had the nature of isolated Fe ions, additionally confirmed the abnormal increase in resonance signal intensity as a function of temperature, which is a behaviour inconsistent with the Curie-Weiss law. After nitriding the AISI 420-C steel in the Nx1021(580/600°C) process, the resonance line became distinctly wider and shifts towards greater magnetic induction values. After nitriding at a lower temperature (the Nx1025(490/520°C process), the resonance lines shifted towards greater magnetic induction values, but, at the same time, the line became more symmetric, closer to the shape of the Lorentz function derivative. The results obtained from measurements by the SQUID method, recording variations in magnetization as a function of temperature, confirm the untypical reinforcement of the magnetic conditions of the samples with the increase in temperature. For the samples tested, the magnetization was relatively weaker, when the tests were conducted in a stronger magnetic field.

PL

Podczas tworzenia się warstwy azotowanej na stali zmianom ulegają jej właściwości elektryczne (przewodność) oraz magnetyczne, wśród których najbardziej czułe na zmiany fazowe i strukturalne azotowanej stali są względna przenikalność magnetyczna i natężenie pola koercji magnetycznej. W pracy podjęto się zbadania relacji pomiędzy składem chemicznym, rozmiarem i parametrami procesu azotowania stalowych kulek a ich właściwościami magnetycznymi.

20

Structure and phase composition of newly developed high manganese X98MnAlSiNbTi24–11 steel of TRIPLEX type

Sozańska-Jędrasik L., Mazurkiewicz J., Borek W., Dobrzański L. A.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 2

69--76

EN

The work presents the results of investigations of the structure and phase composition of newly developed high manganese X98MnAlSiNbTi24–11 steel of TRIPLEX type. The average density of such steel is 6.67 g/cm3, which is less than for typical structural steels by even 15%. A preliminary analysis of phase composition and structure allows to find an austenitic γ-Fe(Mn, Al, C) structure in the investigated steel with uniformly distributed ferritic α-Fe(Mn, Al) areas elongated towards the boundaries of austenite grains and numerous carbides with differentiated chemical composition and varied size. Nb- and Ti-based complex carbides are dominant in the steel. The investigations of the chemical composition of the carbides revealed in the matrix allow to identify with high probability dispersive κ-(Fe, Mn)3AlC carbides with the nanometric size of approx. 10÷160 nm, which has to be yet confirmed with electron transmission microscopy methods. Fe, Mn and Al as well as small amounts of Nb, Ti and Si are contained in such carbides. The occurrence of aluminium carbonitrides with a fraction of Nb and Ti was also revealed. The size of the above Nb and Ti carbides revealed in solid specimens in the matrix of the studied steel is between approx. 10 nm to 15 μm. X-ray diffraction examinations of carbide isolates prepared by the method of chemical dissolution in HCl showed the existence of NbTiC2 carbides in the studied steel. The diffraction examinations of solid specimens revealed, apart from austenite and ferrite, also the existence of TiC carbides and such initially classified as Mn3.6C0.4 type.

PL

Celem pracy była charakterystyka struktury i składu fazowego nowoopracowanej stali wysokomanganowej X98MnAlSiNbTi24–11 typu TRIPLEX zawierającej dodatki stopowe Ti i Nb przy dużej zawartości węgla.