Wollastonit (CaSiO3) jest minerałem używanym w wielu gałęziach gospodarki. W Europie Środkowej nie występują ważne gospodarczo złoża wollastonitu, dlatego podjęto próbę syntezy tego materiału na bazie tanich, pospolitych surowców mineralnych. Reakcje przeprowadzono metodą reakcji w stanie stałym w zakresie temperatur 1000-1300°C. Jako surowca wapiennego użyto kredy jeziornej, wapienia i kalcytu żyłowego, jako surowce krzemionkowe zastosowano piasek szklarski i łupek kwarcytowy. Najlepsze wyniki uzyskano dla materiałów na bazie kredy jeziornej i łupku kwarcytowego. Innym ważnym czynnikiem było prasowanie próbek przed syntezą – najlepsze wyniki osiągnięto dla próbek nieprasowanych.
EN
Wollastonite is a mineral used in various industries. Since there is no economically important deposits of wollastonite in Central Europe, groups of experiments were performed to prepare wollastonite based on cheap natural raw materials. The solid state reaction method was selected with interval of temperature in the range of 1000-1300°C. Lacustrine chalk, limestone and calcite veins were sources of calcium, whereas glass sand and quartzite schist were used as a source of silica. Best results were obtained for lacustrine chalk and quartzite schist. Another important factor is pressing before synthesis – better results were obtained for non-pressed samples.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W surowcach ilastych wykorzystywanych w ceramice budowlanej występuje kalcyt, rzadziej dolomit. Z analizy danych literaturowych wynika, że minerały te są szkodliwe dla wyrobów ceramiki budowlanej wówczas, gdy rozmiar ich ziaren przekracza 0,5 mm. Wiadomym jest, że pyły wapienne w formie frakcji < 0,063 mm są wykorzystywane jako dodatki w technologii ceramiki (np. w produkcji płytek ceramicznych). Surowce te powodują obniżenie temperatury spiekania mas ceramicznych i powstawanie nowych faz takich jak wollastonit czy diopsyd, wpływających na poprawę wytrzymałości mechanicznej finalnego wyrobu. Artykuł ten jest przeglądem literatury na temat wpływu surowców wapiennych na proces spiekania oraz właściwości wyrobów ceramiki budowlanej. Analiza przytoczonych danych może być pomocna w opracowaniu tematu badawczego dotyczącego zagospodarowania pylastych frakcji surowców węglanowych, powstających w przemyśle wapienniczym.
EN
Calcite is traditionally present in clays used for production of ceramic building materials, but dolomite is more rarely found . The analysis of the literature data shows that these minerals are harmful if the grain size is of over 0.5 mm. It is known that, limestone dust in a fraction < 0.063 mm is used in technology of ceramics (for example, in the manufacture of ceramic tiles). These materials lead to reduction of sintering temperatures and formation of new phases such as wollastonite or diopside, that improve the mechanical strength of the final product. This paper is the literature review concerning an impact of calcareous materials on the sintering process and the properties of building ceramics. The reported data can be useful to develop research on utilisation of marble dust produced as the waste in the limestone industry.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań lekkich kompozytów cementowych otrzymanych metodą autoklawizacji, w których jako wy pełniacz zastosowano mikrosfery glinokrzemianowe, będące ubocznym produktem spalania węgla kamiennego w klasycznych paleniskach kotłów energetycznych. Matryca cementowa została zmodyfikowana poprzez dodatek włókien wollastonitowych naturalnych oraz syntetycznych. Włókna syntetyczne otrzymano poprzez obróbkę termiczną xonotlitu, który otrzymano w reakcji CaO i SiO2, prowadzonej w warunkach hydrotermalnych w 240°C. Przeanalizowano wpływ ilości oraz rodzaju włókien wollastonitowych na gęstość pozorną, wytrzymałość na zginanie oraz krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIc. Gęstość pozorna kompozytów w głównej mierze jest wynikiem wprowadzenia do matrycy cementowej mikrosfer. Nie zaobserwowano istotnego wpływu włókien wollastonitowych na gęstość pozorną. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono wzrost wytrzymałości na zginanie w stosunku do próbek odniesienia przy zawartości 2% obj. syntetycznych włókien wollastonitowych oraz 6% obj. włókien wollastonitu naturalnego. Uzyskano niewielki wzrost odporności na kruche pękanie kompozytów w stosunku do próbek bez dodatku włókien. Największą wartość współczynnika intensywności naprężeń odnotowano w przypadku dodatku wollastonitu syntetycznego przy zawartości 6% obj. W przypadku próbek z wollastonitem naturalnym zaobserwowano obniżenie wartości KIc. Wollastonit syntetyczny otrzymany z xonotlitu jako prekursora może znaleźć zastosowanie jako dodatek zbrojący kompozyty cementowe w ograniczonym zakresie związane z problemem równomiernego rozprowadzania włókien w matrycy.
EN
The results of investigation the lightweight cement composite with cenospheres from coal ash reinforced with wollastonite fibres are presented in this paper. Cenospheres are lightweight, thin-walled amorphous hollow spheres consisting mainly of silica and alumina filled with air and gasses and are by-products of the combustion of pulverized coal at the thermal power plants. The properties of cenospheres make possible to use them either in dry or in wet slurry form. They are potentially interesting filler due to their properties and may be used to lightweight cement based composites production. In this study the volume of cenospheres added to all series of samples were constant and was 65%. Cement matrix of composites were modified by adding different amount of wollastonite fibers (from 0 to 10% vol. respectively). Two kinds of wollastonite were used: natural fibres with different shape and size of crystals and synthetic one. Synthetic wollastonite were obtained from thermal dehydration of xonotlite (calcium silicate hydrate) at 1000°C. Precursor of wollastonite was made by hydrothermal synthesis of SiO2 and CaO reagents at 240°C for 24 h. The thermal treatment led to phase change of xonotlite to wollastonite fibres with needle-like shape similar to the xonotlite fibres. Samples were formed form cement paste without pressing and after 24 h of hydration at 20°C and 100% RH the composites were autoclaved during hydrothermal process at 180°C for 12 h. The bulk density, flexural strength and stress intensity factor KIc of fiber reinforced cement composites with cenospheres vs. fibers volume were investigated. The stress intensity factor were calculated from results obtained during three-point bending test of notched samples. The influence of fibres content on the bulk density of composites are insignificant. Mechanical results show that the major effect of strengthening of composites were about 2% vol. for samples reinforced with synthetic wollastonite and 6% vol. for natural wollastonite fibres. The stress intensity factor increased due to synthetic fibres volume up to 6% vol. The results show that synthetic wollastonite are promising reinforcement for lightweight cement composites but in case of large volume of fibres the main problem is homogenous distribution of fibres.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW