Publikacje

Streszczenie:

W niniejszym artykule opisano wpływ 30 i 50% udziału pyłu krzemionkowego w spoiwie na hydratację i zachodzące w jej wyniku przemiany fazowe oraz na powstająca mikrostrukturę zaczynu. Spoiwa wykonano z cementu CEM I z dodatkiem pyłu krzemionkowego. Kinetykę hydratacji określono metodą mikrokalorymetryczną. Przemiany fazowe śledzono analizując skład fazowy zaczynów o różnym czasie hydratacji metodą dyfraktometrii rentgenowskiej i termograwimetryczną. Za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej zbadano mikrostrukturę. Na podstawie niniejszych badań stwierdzono, że na skutek dodania dużej zawartością pyłu krzemionkowego może się, po 28 dniach hydratacji wytworzyć zaczyn o charakterystycznej mikrostrukturze i składzie fazowym różniąc się tym od innych zaczynów cementowych. Przyczynami tego są reakcja pucolanowe oraz proces karbonatyzacji. Potwierdzono również, wpływ znacznych ilości mikrokrzemionki na tempo przemian fazowych zachodzących podczas hydratacji.

Abstract:

This article describes the effect of 30 and 50% presence of silica fume in a binder on the hydration process and its result: phase transitions and microstructure. The binders were made of CEM I cement with the silica fume addition. The hydration kinetics was determined by the micro-calorimetric method. The phase transitions were followed by analyzing the phase composition of paste with different hydration times by X-ray diffractometry and thermogravimetry method. The microstructure was examined using scanning electron microscopy. Based on the present study, it was found that due to a high content of silica dust, after 28 days of hydration, the microstructure and phase composition of pastes may be significantly differ than characteristic for other cement pastes. The pozzolanic reaction and the carbonation process are responsible for this. The influence of significant amounts of microsilica on the rate of phase changes occurring during the hydration was also confirmed.

B I B L I O G R A F I A[1] PN-EN 197-1:2012 Cement. Composition, specifications and conformity criteria for common cements.
[2] W. Kurdowski: Chemia cementu i betonu, SPC, Kraków 2010.
[3] J. Jasiczak, A. Wdowska, T. Rudnicki: Betony ultrawysokowartościowe – właściwości, technologie, zastosowanie, Polski Cement, Kraków 2008.
[4] J. Jasiczak, P. Mikołajczak: Technologia betonu modyfikowanego domieszkami i dodatkami, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2003.
[5] W. Nocuń-Wczelik: Pył krzemionkowy – właściwości i zastosowanie w betonie, Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków 2005.
[6] P. Czapik, M. Cebulski, The properties of cement mortar with natural zeolite and silica fume additions, Structure and Environment 10 (2018) (in press).
[7] W. Nocuń-Wczelik, M. Nowak, E. Kapeluszna: Lightweight mortars with expanded perlite modified by admixtures, Structure and Environment 9 (2017) s. 102-111.
[8] P. Czapik, M. Czechowicz: Effects of natural zeolite particle size on the cement paste properties, Structure and Environment 9 (2017) s. 180-190.
[9] A. Kotwa, E. Spychał: Influence of mineral additives properties of concrete, Structure and Environment 8 (2016) s. 15-20.
[10] Z. Owsiak, A. Wójcik: The influence of co-combusted biomass-coal fly ash on limiting alkali-silica reaction, Structure and Environment 6 (2014) s. 26-31
[11] O. Koutný. D. Snoeck, F. Van Der Vurst, N. De Belie: Rheological behaviour of ultra-high performance cementitious composites containing high amounts of silica fume, Cement and Concrete Composite 88 (2018) s. 29-40.
[12] L. Czarnecki, W. Kurdowski: tendencje kształtujące przyszłość betonu, Budownictwo, Technologie, Architektura (2007) s. 50-55.
[13] C. Wolska-Kotańska: Wzrost odporności korozyjnej betonu pod wpływem pyłów krzemionkowych, Prace Instytutu Techniki Budowlanej 1 (2001) s. 63-71.
[14] G. Rutkowska, M. Sobczak, Beton modyfikowany pyłami krzemionkowymi, Acta Scientiarum Polonorum. Technica Agraria 13 (2014) s. 3-18.
[15] P.C. Aïtcin: Trwały wysokowartościowy beton – sztuka i wiedza, Konferencja Dni Betonu, Szczyrk, 8-10 października 2002, s. 7-36.
[16] E. Horszczaruk, P. Brzozowski, Properties of underwater concretes containing large amount of fly ashes, Proc. of Creative Construction Conference 2017, Primoste, Chorwacja, 19-22 czerwiec 2017, s. 87-104.
[17] A. Ślosarczyk, T. Adamczuk, M. Wojtkowiak, T. Kania, A. Kasperkowiak, Kształtowanie wybranych właściwości fizykomechanicznych betonów samozagęszczalnych z dużą ilością popiołów lotnych, Monografie Technologi Betonu: IX Konferencja „Dni Betonu 2016” 1, s. 729-740.
[18] T.R. Naik, S.S. Singh, M.M. Hossain, Permeability of concrete containing large amounts of fly ash, Cement and Concrete Research 24 (1994) s. 913-922.
[19] M.-H. Zhang, K. Sisomphon, T.S. Ng, D.J. Sun: Effect of superplasticizers
on workability retention and initial setting time of cement pastes, Construction and Building Materials 24 (2010) s. 1700-1707.
[20] H.F.W. Taylor: Cement Chemistry, Academic Press, London 1990.
[21] H. Deng, S. Wang, X. Wang, C. Du, X. Shen, Y. Wang, F. Ciu, Two competitive nucleation mechanisms of calcium carbonate biomineralization in response to surface functionality in low calcium ion concentration solution, Regenerative Biomaterials 2 (2015) s. 187-195.
[22] W. Piasta, Analysis of carbonate and sulphate attack on concrete structures, Engineering Failure Analysis 79 (2017) s. 606-614.
[23] W. Grzmil, Z. Owsiak, Wpływ karbonatyzacji betonu samozagęszczającego się z dodatkiem granulowanego żużla wielkopiecowego na wybrane jego właściwości, Cement Wapno Beton 18 (2013) s. 137-144.

POWRÓT

Strona główna > Publikacje

Wpływ dużej zawartością pyłu krzemionkowego na mikrostrukturę zaczynu