hrvatski

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

Proučavan je utjecaj letećeg pepela dobivenog iz filtarskog postrojenja u termoelektrani loženoj ugljenom (TE Plomin 2, Plomin, Hrvatska) kao zamjenskog dodatka cementu na ranu hidrataciju industrijskog cementa CEM I 42.5R (proizvod "CEMEX/Dalmacijacement", Kaštel Sućurac, Hrvatska) te na fizikalno mehanička svojstva i kemijsku otpornost očvrslog cementnog kompozita. Praćenje hidratacijskog procesa provedeno je na uzorcima cementnih suspenzija (v/k=4) i pasta (v/k=0.5) s različitim 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 Ca^2+ iona u tekućoj fazi za različita vremena hidratacije kemijskim metodama. U sustavima pasta određen 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 alpha-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 nukleacije i rasta prvih produkata (NR) preko interakcije na granici faza (I) do procesa difuzije (D). Kod razvoja i testiranja modela korišten je matematički paket Mathcad 2000 Pro. na temelju uzajamnih vrijednosti fizikalno-mehaničkih svojstava (savojna i tlačna čvrstoća, skupljanje sušenjem, dinamički modul elastičnosti) uzoraka cementnog morta bez i sa zamjenskim dodatkom letećeg pepela (5-40 mas.%) date su matematičke ovisnosti promjene svojstava 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 izražen je Knudsen-ovom relacijom. Funkcionalna ovisnost stupanj hidratacije (alpha)-tlačna čvrstoća (fc) ukazuje na linearnu zakonitost. Na temelju dobivenih rezultata ispitivanja otpornosti uzoraka morta s različitim dodatkom letećeg pepela u otopini natrijevog sulfata 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, Dnssm, kreću od 1.49 x 10^-12 m^2s^-1 do 6.30 x 10^-13 m^2s^-1, i niže su nego vrijednosti Dnssm za sustav morta bez zamjenskog dodatka letećeg pepela (do 7.29 x 10^-12 m^2s^-1). Karakterizacija letećeg pepela iz termoelektrane Plomin 2, identifikacija nastalih hidratacijskih produkata te strukturne promjene u uzorcima izloženim utjecaju sulfata određene su metodama pretražna elektronske mikroskopije (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; pasta; suspenzija; mort; čvrstoća; modul elastičnosti; trajnost; migracija klorida; sulfatna korozija; mikrostruktura; mkrokalorimetrija; konduktometrija; XRD; XRF; TG/DTG-DTA; FTIR; SEM; SEM/EDS.

nije evidentirano