Publikacje

Streszczenie:

W niniejszym artykule opisano wpływ amoniaku obecnego w wodzie zarobowej na hydratację cementu portlandzkiego. Przedstawione badania koncentrują się na procesach przebiegających podczas hydratacji cementu w okresie pierwszych 72 godzin od zarobienia. Kinetyka reakcji jakim ulega cement, hydratyzujący w wodzie destylowanej bez i z dodatkiem amoniaku była badana za pomocą metody kalorymetrycznej. Dodatkowo śledzono równolegle przebiegające zmiany składu fazowego i mikrostruktury sporządzonych zaczynów cementowych. W tym celu wykorzystano metodę dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), analizy termicznej (DTA-TG) oraz obserwacje w skaningowym mikroskopie elektronowym wyposażonym w mikroanalizator rentgenowski (SEM-EDS).
Przeprowadzone badania wykazały, że amoniak obecny w wodzie zarobowej powoduje opóźnienie hydratacji cementu oraz spadek wydzielanego podczas niej ciepła. Związane jest z tym obniżenie ilości produktów powstających w wyniku hydratacji. Z czasem jednak różnice te zanikają.
Badania wykonane skaningowym mikroskopem elektronowym wykazały odmienność mikrostruktury zaczynu odniesienia i zaczynu wiążącego w obecności amoniaku. Produkty hydratacji cementu, przede wszystkim portlandyt i ettringit, powstając w obecności amoniaku są lepiej wykształcone niż w zwykłym zaczynie cementowym.

Abstract:

The article describes the effect of ammonia present in the mixing water on the Portland cement hydration. The research focuses on the cement hydration processes during the first 72 hours after being mixed. Kinetics of reactions to which the cement in distilled water with and without the addition of ammonia is subjected, tested by calorimetric methods. Additionally, parallel changes in the phase composition and microstructure of cement pastes were tracked. For this purpose, X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (DTA-TG) and observations in a scanning electron microscope equipped with an X-ray microanalyzer (SEM-EDS) were used.
The study showed that the ammonia present in the mixing water causes a delay of cement hydration. This causes the reduction in the quantity of formed hydration product. With time, however, these differences disappear.
Studies in a scanning electron microscope revealed differences microstructure reference cement paste and cement pastes binding in the presence of ammonia. Products of cement hydration, primarily portlandite and ettringite, formed in the presence of ammonia are crystallized better than in the ordinary cement paste.

B I B L I O G R A F I A1. H. F. W. Taylor: Cement Chemistry, Academic Press, London 1990.
2. F. M. Lea: The action of ammonium salts on concrete, Magazine of Concrete Research 52 (1965) s. 115-116.
3. R. Jauberthie, F. Rendell: Physicochemical study of the alteration surface of concrete expose to ammonium salts, Cement and Concrete Research 33 (2003) s. 85-91.
4. U. Schneider, S.-W. Chen: Deterioration of high-performance concrete subjected to attack by the combination of ammonium nitrate solution and flexure stress, Cement and Concrete Research 35 (2005) s. 1705-1713.
5. B. Słomka-Słupik, A. Zybura: korozja zaczynów z cementów portlandzkich CEM I 42,5R i CEM I 42,5R w roztworze chlorku amonu, Cement Wapno Beton 17 (2012) s. 144-148.
6. B. Słomka-Słupik, A. Zybura: Dyfuzja jonów chlorkowych w zaczynie cementowym poddanym działaniu nasyconego roztworu NH4Cl, Cement Wapno Beton 14 (2009) s. 232-239.
7. B. Słomka-Słupik: Zmiany składu fazowego zaczynu cementowego CEM III/A pod działaniem wodnego roztworu NH4Cl, Cement Wapno Beton 14 (2009) s. 61-66.
8. PN-EN 206:2014 Beton. Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
9. K. Kurumisawa, T. Nawa, H. Owada, M. Shibata: Deteriorated hardened cement paste structure analyzed by XPS and 29Si NMR techniques, Cement and Concrete Research 52 (2013) s. 190-195.
10. K. Bąk: Wpływ siarczanów na proces wiązania i twardnienia cementu, praca magisterska pod opieką W. Nocuń-Wczelik, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Kraków 2011 (praca niepublikowana).
11. J. Molenda: Gaz ziemny: paliwo i surowiec, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1996.
12. W. Blaschke: Torf, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1980.
13. B. Cwalina: Biodegradation of concrete, brick and other mineral-based building materials [w] T. Liengen, D. Féron, R. Basséguy, I.B. Beech: Uderstanding Biocorrosion. Fundametals and Applications, Woodhead Publishing 2014.
14. M. Palacios, Y. F. Houst, P. Bowen, F. Puertas: Adsorption of superplasticizer admixtures on alkali-activated slag pastes, Cement and Concrete Research 39 (2009) s. 670-677.
15. Q. Niu, N. Feng, Effect of modified zeolite on the expansion of alkaline silica reaction, Cement and Concrete Research 35, (2005) s. 1784-1788.
16. P. Czapik, Z. Owsiak: Wpływ zeolitu zawierającego kationy NH4+ na reakcję wodorotlenku sodu i potasu z kruszywem żwirowym, Cement Wapno Beton 21 (2016) s. 79-85.
17. Z. Owsiak, P. Czapik: Zbadanie wpływu dodatku clinoptilolitu na zmniejszenie ekspansji zapraw z kruszywem reaktywnym, Cement Wapno Beton 19 (2014) s. 152-157.
18. M. Frigione: Warstwa ochronna ze strącanego biologicznie mikro-kalcytu na powierzchni tworzyw cementowych, Cement Wapno Beton 18 (2013) s. 281-300.
19. W. Nocuń-Wczelik et A.: Cement. Metody Badań. Wybrane kierunki stosowania, Wydawnictwa AGH, Kraków 2015.
20. W. Kurdowski: Chemia cementu i betonu, Polski Cement, Kraków 2010.
21. F.W. Locher, W .Richartz: Study of hydration mechanism of cement, 6th ICCC Moskwa 1974.
22. Z. Owsiak: Hydratacja cementu z popiołem lotnym, Cement Wapno Beton 5 (2000) 29-31.
23. W. Nocuń-Wczelik, P. Czapik: Use of calorimetry and other methods in studies of water reducers and set retarders interaction with hydrating cement paste, Construction and Building Materials 38 (2013) s. 980-986.
24. A. M. Neville: Właściwości betonu, Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków 2012.

POWRÓT

Strona główna > Publikacje

Wpływ amoniaku na proces hydratacji cementu