Wpływ dodatku haloizytu na powstawanie tobermorytu w mieszaninie CaO z kwarcem w warunkach hydrotermalnych

• Autorzy: Skawińska, A. , Owsiak, Z. , Baran, T. , Hernik, K.

Warianty tytułu

EN

The influence of halloysite addition on tobermorite formation in CaO and quartz mix under hydrothermal conditions

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu dodatku haloizytu na powstawanie tobermorytu w mieszaninie CaO z kwarcem. Badano powstawanie tobermorytu przy stałym stosunku molowym CaO/SiO2 wynoszącym 0,86 w stałych warunkach autoklawizacji odpowiadających ciśnieniu nasyconej pary wodnej w temperaturze 180°C. Czas syntezy wynosił od 1 do 12 godzin. Haloizyt dodawany był w ilości od 5% do 30%. W pracy wykazano, że hydrogranaty z grupy hibschit-katoit pojawiają się po pierwszej godzinie autoklawizacji. Intensywność refleksu katoitu zmniejsza się wraz z wydłużeniem czasu autoklawizacji. Po pierwszej godzinie syntezy nie stwierdzono tobermorytu w żadnej próbce. Po 12 godzinach autoklawizacji na rentgenogramie występują refleksy tobermorytu i kwarcu. W próbkach, w których został przekroczony stosunek molowy Al/(Al+Si)>0.15 pojawiają się hydrogranaty z grupy hibschit-katoit. Dodatek haloizytu powoduje zwiększenie zawartości tobermorytu w próbce po 12 godzinach autoklawizacji.

EN

Test results of the influence of halloysite addition on tobermorite formation in CaO and quartz mix were presented. Tobermorite formation with constant CaO/SiO2 molar ratio of 0.86 under constant autoclaving conditions corresponding to saturated water vapour pressure at temperature of 180°C was studied. Synthesis time was from 1 to 12 hours. Halloysite was added in amount from 5% to 30%. It was shown that hydrogarnets from hibschite-katoite group are formed during first hour of autoclaving process. The intensity of katoite peak decreases with the extension of autoclaving time. Tobermorite was not detected in any sample after first hour. Tobermorite and quartz peaks were present after 12 hours of autoclaving process. Hydrogarnets from hibschite-katoite group appeared in samples, in which AI/(AI+Si) molar ratio exceeded 0.15. Halloysite addition causes increase in tobermorite content in sample after 12 hours of autoclaving process.

Słowa kluczowe

PL

ABK; beton komórkowy; proces produkcji; reakcja wapno-kwarz; warunki hydrotermalne; dodatek haloizytu; haloizyt; tobermoryt; badanie doświadczalne

EN

AAC; autoclaved aerated concrete; production process; lime-quartz reaction; hydrothermal conditions; halloysite addition; tobermorite formation; experimental investigation

• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 21/83, nr 5
• Strony: 426--434
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il.

Twórcy

autor

Skawińska, A.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych, Kraków,

autor

Owsiak, Z.

• Politechnika Świętokrzyska, Kielce

autor

Baran, T.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych, Kraków

autor

Hernik, K.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych, Kraków

Bibliografia

• 1. S.A.S. El-Hemaly, T. Mitsuda, H.F.W. Taylor, Cem. Concr. Res., 7, 429 (1977).
• 2. H.F.W. Taylor, The Chemistry of Cements, Academic Press, London (1964).
• 3. K. Luke, H.F.W. Taylor, G.L. Kalousek, Some Factors Affecting Formation of Truscottite and Xonotlite at 300–350°C, Cem. Concr. Res., 11(2), 197-203, (1981).
• 4. H.F.W. Taylor, Hydrothermal reactions in the system CaO-SiO2-H2O and the steam curing of cement-silica products, Proc.4th International Symposium Chemistry of Cement, vol.1.U.S. National Bureau Standrads Washington, DC, 176-232, (1960).
• 5. H.F.W. Taylor, Hydrated calcium silicate hydrate: Part V. The water content of Hydrated calcium silicate hydrate (I), Journal of the American Chemical Society, London, 163-167, (1953).
• 6. J.H. Huston, R.S. Maxwell, S.A. Caroll, Transformation of meta-stable calcium silicate hydrates to tobermorite: reaction kinetics and molecular structure from XRD and NMR spectroscopy, Geochemical Transactions, 10, 510-519, (2009).
• 7. A.J. Hamad, Materials, Production, Properties and Application of aerated lightweight concrete: Review, Inter. Journal of Materials Science and Engineering, 2(2), 152-157, (2014).
• 8. K. Matsui, J. Kikuma, M. Tsunashima, T. Ishikawa, S. Matsuno, A. Ogawa, M. Sato, In situ time-resolved X-ray diffraction of tobermorite formation in autoclaved aerated concrete: Influence of silica source reactivity and Al addition, Cem.Con. Res., 41, 510–519, (2011).
• 9. E.V. Fomina, V.V. Strokova, Application of Natural aluminosilicates in Autoclave Cellular Concrete, World Applied Science Journal, 25(1), 48-54, (2013).
• 10. M. Albayrak, A. YÖrÜkoğlu, S. Karahan, S. Atlihan, H. Yilmaz Aruntas, I. Girgin, Influence of zeolite additive on properties of autoclaved aerated concrete, Building and Environment, 42, 3162-3165, (2007).
• 11. K. Luke, Phase studies of pozzolanic stabilized calcium silicate hydrates at 180°C, Cem.Con. Res., 34, 1725-1732, (2004).
• 12. D.S. Klimesh, A. Ray, DTA-TG study of the CaO-SiO2-H2O and CaOAl2O3-SiO2-H2O systems under hydrothermal conditions, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 56, 27-34, (1999).
• 13. R. Siauciunas, A. Baltusnikas, Influence of SiO2 modification on hydrogarnets formation during hydrothermal synthesis, Cem. Con. Res., 33, 1789-1793, (2003).
• 14. C.A. Rios, C.D. Williams, M.A. Fullen, Hydrothermal synthesis of hydrogarnet and tobermorite at 175°C from kaolinite and metakaolinite in the CaO-Al2O3-SiO2-H2O system: A comparative study, Applied Clay Science, 43, 228-237, (2009).
• 15. D.S. Klimesh, A. Ray, Effects of quartz particle size on hydrogarnet formation during autoclaving at 180°C in the CaO-SiO2-H2O system, Cem. Con. Res., 28(9), 1309-1316, (1998).
• 16. D.S. Klimesh, A. Ray, Effects of quartz particle size and kaolin on hydrogarnet formation during autoclaving, Cem.Con. Res., 28(9), 317-1323, (1998).
• 17. D.S. Klimesh, A. Ray, Hydrogarnet formation during autoclaving at 180°C in unstirred metakaolin-lime-quartz slurries, Cem.Con. Res., 28(8), 1109-1117, (1998).
• 18. D.S. Klimesh, A. Ray, DTA-TG evaluations of the CaO-Al2O3-SiO2-H2O system treated hydrothermally, Thermochimica Acta, 334, 115-122, (1999).
• 19. F. Pertlik, Bibliography of Hibschite, a Hydrogarnet of Grossular Type, GeoLines, 15, 113-119, (2003).