hrvatski

Studija utjecaja letećeg pepela iz termoelektrane na fizikalno-kemijska svojstva i ponašanje cementnog kompozita

Proučavan je utjecaj letećeg pepela dobivenog iz filtatrskog postrojenja u termoelektrani loženoj ugljenom (TE Plomin 2, Plomin, Hrvatska) kao zamjenskog dodatka cementu na ranu hidrataciju industrijskog portland cementa CEM I 42, 5R (proizvod "CEMEX / Dalmacijacement", Kaštel Sućurac, Hrvatska), te na fizikalno mehanička svojstva i kemijsku otpornost očvrslog cementnog komozita. Praćenje hidratacijskog procesa provedeno je na uzorcima cementnih suspenzija (v/k = 4) i pasta (v/k = 0, 5) s različitim masenim udjelom letećeg pepela (0 – 40 mas. %). Napredovanje procesa hidratacije i fizikalno-kemijske promjene nastale tijekom hidratacije u istraživanim reakcijskim sustavima suspenzija su praćene neprekidnim mjerenjima promjene električne provodnosti elektrokemijskim metodama te određivanjem promjene koncentracije Ca2+ iona u tekućoj fazi za različita vremena hidratacije kemijskim metodama. U sustavima pasta određivan je utjecaj letećeg pepela na fizikalno-kemijska svojstva (normalna konzistencija, vrijeme početka i kraja vezanja, toplina hidratacije). U hidratiziranim uzorcima krutog ostatka suspenzija i pasta, promjena sadržaja kalcijevog hidroksida (portlandita), i kemijski vezane vode određena je toplinskim metodama (TG/DTG-DTA). Iz eksperimentalnih α -t krivulja provedena je kinetička analiza procesa hidratacije po modelu Bezjak-Jelenić. Ovim modelom moguće je razlučiti vremenske razmake u kojima se odvijaju pojedini procesi hidratacije od nukelacije i rasta prvih produkata (NR) preko interakcije na granici faza (I) do procesa difuzije (D). Kod razvoja i testiranja modela korišten je matematički programski paket Mathcad 2000 Pro. Na temelju uzajamnih vrijednosti fizikalno-mehaničkih svojstava (tlačna i savojna čvrstoća, skupljanje sušenjem, dinamički modul elastičnosti) uzoraka cementnog morta bez i s zamjenskim dodatkom letećeg pepela (5 - 40 mas. %) date su matematičke ovisnosti promjena svojstva cementnog morta o zamjenskom dodatku letećeg pepela. Najbolja mehanička svojstva pokazuje mort u kojem je 15 mas. % cementa zamijenjeno istim udjelom letećeg pepela. Utjecaj rane faze hidratacije na svojstva potpuno očvrslog cementnog kompozita istražen je Knudsen-ovom relacijom. Funkcionalana ovisnost stupnja hidratcije (α ) o tlačnoj čvrstoći (fc) ukazuje na lineranu zakonitost. Na temelju dobivenih rezultata ispitivanja otpornosti uzoraka morta s različitim dodatkom letećeg pepela u otopni Na2SO4 ustvrđeno je da su uzorci s većim dodatkom letećeg pepela (iznad 20 mas. %) otporniji prema koroziji od referentnog uzorka cementa bez dodatka, jer se uz povećani dodatak letećeg pepela pucolanskom reakcijom stvara veća količina C-S-H faze koja zgušnjava strukturu cementnog kompozita. Ovi uzorci također pokazuju i bolju otpornost prema prolazu kloridnih iona kroz uzorke morta, jer se izračunate srednje vrijednosti koeficijenata migracije kloridnih iona, D ̅ nssm, kreću od 1, 49ּ 10-12 m2s-1 do 6, 3ּ 10-13 m2s-1 i niže su nego vrijednosti D ̅ nssm za sustav morta bez zamjenskog dodatka letećeg pepela (7, 29ּ 10-12 m2s-1). Karakterizacija letećeg pepela iz termoelektrane Plomin 2, identifikacija nastalih hidratacijskih produkata te strukturne promjene u uzorcima izloženim utjecaju sulfata određene su metodama: pretražne elektronske mikorskopije (SEM), rendgenskom difrakcijom (XRD) na polikristalnom uzorku, infracrvenom spektroskopijom (FTIR) i toplinskom analizom (TG/DTG-DTA).

leteći pepeo; portland cement; hidratacija cementa; pucolanska reakcija; kinetika hidratacije; cementna pasta; cementna suspenzija; mort; čvrstoća; modul elastičnosti; trajnost; migracija klorida; sulfatna korozija; mikrostruktura; mikrokalorimetrija; konduktometrija; XRD; XRF; TG/DTG-DTA; FTIR; SEM; SEM/EDS

nije evidentirano