Badanie hydratacji alitu w obecności zeolitów o niskiej i wysokiej zawartości krzemionki

Styczeń, Joanna Maria; Franus, Wojciech

Badanie hydratacji alitu w obecności zeolitów o niskiej i wysokiej zawartości krzemionki

Alternative title

Investigation of alite hydration in the presence of low- and high-silica zeolites

Type

Dataset

Authors/Creators

Styczeń, Joanna Maria

;

Franus, Wojciech

PBN affiliation

civil engineering, geodesy and transport
civil engineering, geodesy and transport

Date

2025-03-20

Deposit location

ROCK

Abstract PL

Syntetyczne zeolity otrzymywane w wyniku reakcji hydrotermalnej NaOH z popiołem lotnym charakteryzują się dobrze określoną strukturą porowatą oraz właściwościami pucolanowymi. Niniejsza praca bada wpływ struktury zeolitów niskokrzemionkowych (Na-A) i wysokokrzemionkowych (ZSM-5) na kinetykę hydratacji alitu oraz mineralogiczne właściwości produktów reakcji. Dodatek zeolitów Na-A i ZSM-5 powodował obniżenie szybkości wydzielania ciepła podczas reakcji hydratacji, co jest typowe dla powszechnie stosowanych dodatków pucolanowych. Zeolit ZSM-5 charakteryzował się znacznie wyższym stosunkiem Si/Al w porównaniu do zeolitu Na-A, co przekładało się na wyższą aktywność pucolanową i skutkowało większą stabilnością kinetyki reakcji hydratacji. Dodatek zeolitów powodował zmniejszenie ciepła hydratacji w porównaniu do past referencyjnych (referencyjna pasta alitowa – 206 J/g): dla Na-A przy 15% – 148,9 J/g, a dla ZSM-5 przy 15% – 149,9 J/g. Najistotniejszymi parametrami wpływającymi na charakterystyki kinetyczne, morfologiczne i strukturalne fazy C–S–H były stężenie jonów wapnia w roztworze alitowym oraz zawartość aktywnej krzemionki. Dodatek zeolitów zwiększał ilość powstających faz żelowych C–S–H, jednocześnie powodując zmniejszenie udziału portlandytu w produktach hydratacji układów alit–zeolit. Dodatki pucolanowe obniżały stosunek CaO/SiO₂ w fazie C–S–H, który dla past z dodatkiem Na-A mieścił się w zakresie od 1,61 do 1,37, natomiast dla ZSM-5 od 1,91 do 0,47. Wartość tego stosunku malała wraz ze wzrostem dawki dodatku oraz wiekiem pasty alitowej. Podsumowując, badania wykazały, że syntetyczne zeolity stanowią efektywne dodatki pucolanowe.

Abstract EN

Synthetic zeolites that are obtained from the hydrothermal reaction of NaOH with fly ash have a well-defined pore structure and pozzolanic properties. This work examines the effect of the low-silica (Na-A) and high-silica (ZSM-5) zeolite structure on the kinetics of alite hydration and mineralogical characteristics of the reaction products. The addition of the Na-A and ZSM-5 zeolites reduced the rate of heat release during the hydration reaction, which is typical for commonly used pozzolanic additives. The ZSM-5 zeolite had a much higher Si/Al ratio relative to the Na-A zeolite, which translated into a higher pozzolanic activity and resulted in greater stability of the hydration reaction kinetics. The addition of zeolites caused the heat of hydration to decrease compared to the reference pastes (the alite reference paste—206 J/g): Na-A 15%—148.9 J/g; ZSM-5 15%—149.9 J/g. The concentration of calcium ions in the alite solution and the content of active silica were identified as the most important parameters affecting the kinetic, morphological, and structural characteristics of the C–S–H phase. The addition of zeolites increased the amount of C–S–H gel phases formed. At the same time, the proportion of portlandite in the hydration products of the alite–zeolite systems decreased. Pozzolans reduced the ratio of CaO/SiO2 in the C–S–H phase, which for pastes with the addition of the Na-A ranged from 1.61 to 1.37, and for the ZSM-5 from 1.91 to 0.47. This ratio decreased with the dosage and the age of alite paste. In summary, this research has shown that synthetic zeolites are a viable pozzolanic additives.

Keywords PL

zeolity syntetyczne

alit

ciepło hydratacji

mikrostrktura matrycy cementowej

Keywords OTHER

synthetic zeolites

alite

heat of hydration

cement matrix microstructure

Related publications

https://link.springer.com/article/10.1007/s43452-024-01022-4

Related project

PRELUDIUM

Number of related project/contract

2021/41/N/ST8/02458

Statistics

1Downloads

24Views

Styczeń, J. M., & Franus, W. (2025). Badanie hydratacji alitu w obecności zeolitów o niskiej i wysokiej zawartości krzemionki (Vol. 24, Issue 4). https://hdl.handle.net/20.500.14629/18533