2.2. Cement preparation and hydration Cements were prepared by mixing the laboratory prepared clinkers with 10 wt% of pure gypsum. All the cements were milled to Blaine fineness between 400 and 550 m2/kg. The three cements were mixed with 25.0 wt% of ZnO (Panreac 99.95-100.05%). These mixtures, cement and standard, were hydrated with water in w/c ratio of 0.5, placed over a plastic sample holder cover with kapton foils and stored during one/three/six month(s) within a climate chamber under 100% of humidity. After the given time, LXRPD of the ground hydrated pastes were collected, without stopping the hydrating reactions.
2.3. X-Ray Powder diffraction data collection and analysis LXRPD data were recorded on an X'Pert MPD PRO diffractometer (PANalytical) using strictly monochromatic CuKα1 radiation (λ=1.54059Å) [Ge (111) primary monochromator] and and X'Celerator detector. Data for each sample were collected from 10º to 70° (2θ) during 2 hours. The samples were rotated during data collection at 16 rpm in order to enhance particle statistics. All the patterns of anhydrous clinkers were analysed by the Rietveld method by using X’Pert Highscore Plus software from PANalytical B.V., version 2.2d and hydrated mixtures of cements were analyzed as implemented in the GSAS software package (Larson and Von Dreele, 1994).
2.4. Isothermal calorimetric study The isothermal calorimetric study was performed in an eight channel home-made instrument (Halle University) using glass ampoules. Pastes were prepared with w/c ratio of 0.5, and the heat flow was collected up to 144 h at 20ºC.
2.5. Cryo Scanning Electron Microcopy (cryo-SEM) Pieces of cement pastes were measured using a LEO 1530 VP Gemini microscope coupled with an energy dispersive X-ray (EDX) analyzer. Pastes are cryogenized by liquid nitrogen (-190ºC) and kept at that temperature during imaging.
3. Results and discussion
3.1. Laboratory Clinkers Table 2 shows Rietveld quantitative phase analysis (RQPA) for the three clinkers, including derived amorphous (non-diffracting) contents calculated by adding ZnO as an internal standard (De la Torre et al., 2001). Free lime was not observed revealing that the clinkering process is finished at 1300ºC, which is 150ºC lower than that used for fabrication of ordinary Portland clinkers. The percentages of main phases (C2S and C4A3S) are quite close to the targeted values, 50 and 30 wt%, respectively. Furthermore, the activation has been achieved by adding B and Na, as different amounts of ´H-C2S have been stabilized in Fe_BSA_B1 and Fe_BSA_B2.
Two mechanisms are known for the chemical activation of low-reacting phase(s): firstly, the stabilization at room temperature of high temperature polymorph(s). This is proved by the data reported in Table 2. Secondly, chemical doping within a given phase, leading to larger unit cell volumes, may also increase the reactivity for a given polymorph. This has been studied, and proved to take place, in the borax activation of belite sulfoaluminate clinkers. The refined unit cell value of ´H-C2S in Fe_BSA_B2 was 354.7 Å3 which is much bigger than the reported value for the stoichiometric phase, 347.5 Å3. However, the unit cell volume of ´H-C2S in Fe_BSA_B1, 346.7 Å3, is very similar to that previously given. On the other hand, increasing amounts of activators (B and Na) have promoted the formation of amorphous/non-diffracting phases, as expected, see Table 2, due to their influence on melting temperatures and viscosity of melted phase(s). Moreover, the percentage of crystalline C4AF decreases as
the amount of activators increases. Thus, it can be speculated that these amorphous phases are Al-Fe rich. In addition to that, the possible incorporation of the activators within this phase may be indirectly estimated from the evolution of the unit cell volumes of this phase for the three compositions. The measured unit cell volumes are 429.3(1), 433.2(1) and 434.0(1) Å3 for Fe_BSA_B0, Fe_BSA_B1 and Fe_BSA_B2, respectively. The small, but measurable, unit cell volume increase indicates doping of the activators. However, a detailed study is needed to establish the effect of B and Na in the crystal structure of C4AF within this type of clinkers.
2.2 การเตรียมความพร้อมซีเมนต์และชุ่มชื้นซีเมนต์ถูกจัดทำขึ้นโดยห้องปฏิบัติการผสมปูนเม็ดพร้อมกับน้ำหนัก 10% ของยิปซั่มบริสุทธิ์ ซีเมนต์ทั้งหมดถูกบดจะเบลนวิจิตรระหว่าง 400 และ 550 m2/kg สามซีเมนต์ถูกผสมกับ 25.0% ของน้ำหนัก ZnO (panreac 99.95-100.05%) เหล่านี้ผสมซีเมนต์และมาตรฐานถูกไฮเดรทกับน้ำในอัตราส่วนกว้างค / 0.5,วางอยู่เหนือผู้ถือตัวอย่างปกพลาสติกที่มีฟอยล์ Kapton และเก็บไว้ในช่วงหนึ่ง / สาม / เดือนหก (s) ภายในห้องสภาพภูมิอากาศภายใต้ 100% ของความชื้น หลังจากเวลาที่กำหนด lxrpd จากพื้นดินไฮเดรทถูกเก็บน้ำพริกโดยไม่ต้องหยุดการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรต
2.3x-เรย์เลนส์ผงเก็บรวบรวมข้อมูลและการวิเคราะห์ข้อมูล lxrpd ถูกบันทึกไว้ใน x'pert mpd โปร diffractometer (panalytical) โดยใช้สีเดียวอย่างเคร่งครัดรังสีcukα1 (λ = 1.54059Å) [ge (111) monochromator หลัก] และและตรวจจับ x'celerator ข้อมูลสำหรับแต่ละตัวอย่างถูกเก็บรวบรวมจาก 10 องศาถึง 70 ° (2θ) ในระหว่าง 2 ชั่วโมงตัวอย่างที่ถูกหมุนระหว่างการรวบรวมข้อมูลที่ 16 รอบต่อนาทีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในสถิติของอนุภาค ทุกรูปแบบของปูนเม็ดปราศจากการวิเคราะห์โดยวิธี rietveld โดยใช้คะแนนสูงสุด x'pert บวกซอฟต์แวร์จาก BV panalytical, 2.2d รุ่นไฮเดรทและสารผสมซีเมนต์ถูกวิเคราะห์ว่าเป็นดำเนินการในแพคเกจซอฟต์แวร์ GSAS (Larson และฟอน dreele, 1994)
2.4อุณหภูมิคงเผาไหม้แคลอรีศึกษาการศึกษาอุณหภูมิคงเผาไหม้แคลอรีได้ดำเนินการในทำที่บ้านที่ใช้แปดช่องทาง (มหาวิทยาลัย Halle) โดยใช้หลอดแก้ว น้ำพริกที่เตรียมมีอัตราส่วน w / ค 0.5, และการไหลของความร้อนที่ถูกเก็บรวบรวมได้ถึง 144 ชั่วโมงที่ 20 องศาเซลเซียส
2.5แช่อิเล็กตรอนสแกน microcopy (Cryo-SEM) ชิ้นส่วนของน้ำพริกซีเมนต์ถูกวัดโดยใช้ leo 1530 VP กล้องจุลทรรศน์ gemini ควบคู่ไปกับการกระจายพลังงาน x-ray (EDX) วิเคราะห์ น้ำพริกจะ cryogenized โดยไนโตรเจนเหลว (-190 องศาเซลเซียส) และเก็บไว้ที่อุณหภูมิในช่วงการถ่ายภาพ
3 ผลและการอภิปราย
3.1ตารางปูนเม็ดห้องปฏิบัติการที่ 2 แสดงขั้นตอนการวิเคราะห์ rietveld ปริมาณ (rqpa) สำหรับสามปูนเม็ดรวมทั้งที่ได้รับอสัณฐาน (ไม่ diffracting) เนื้อหาที่มีการคำนวณโดยการเพิ่ม ZnO เป็นมาตรฐานภายใน (เดอลาตอร์เรตอัล., 2001) มะนาวฟรีไม่ได้สังเกตเห็นว่ากระบวนการ clinkering เสร็จสิ้นที่ 1300 º C,ซึ่งเป็น 150 º C ที่ต่ำกว่าที่ใช้สำหรับการผลิตปูนเม็ดของปอร์ตแลนด์ธรรมดา ร้อยละของขั้นตอนหลัก (C2S และ c4a3s) จะค่อนข้างใกล้เคียงกับค่าที่กำหนดเป้าหมาย, 50 และ 30% โดยน้ำหนักตามลำดับ นอกจากนี้การเปิดใช้งานได้รับการประสบความสำเร็จโดยการเพิ่มขนาและจำนวนที่แตกต่างกันของ 'h-C2S ได้รับการทรงตัวใน fe_bsa_b1 และ fe_bsa_b2
สองกลไกเป็นที่รู้จักสำหรับการกระตุ้นทางเคมีต่ำปฏิกิริยาขั้นตอน (s): แรกเสถียรภาพที่อุณหภูมิห้องของ Polymorph อุณหภูมิสูง (s) นี้ได้รับการพิสูจน์โดยข้อมูลที่รายงานในตารางที่ 2 ประการที่สองเติมสารเคมีในระยะที่ได้รับนำไปสู่ปริมาณหน่วยเซลล์ที่มีขนาดใหญ่อาจจะยังเพิ่มการเกิดปฏิกิริยาเพื่อให้ Polymorph นี้ได้รับการศึกษาและพิสูจน์ให้เห็นว่าจะใช้สถานที่ในการเปิดใช้งานบอแรกซ์ของปูนเม็ด sulfoaluminate belite ค่าในเซลล์กลั่นหน่วย 'h-C2S ใน fe_bsa_b2 เป็น 354.7 A3 ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าค่าที่รายงานในเฟส stoichiometric, 347.5 A3 แต่ปริมาณเซลล์หน่วย 'h-C2S ใน fe_bsa_b1, 346.7 A3, จะคล้ายกับที่ได้รับก่อนหน้านี้ ในทางกลับกันจำนวนที่เพิ่มขึ้นของ activators (ขและ na) มีการส่งเสริมการก่อตัวของอสัณฐาน / ขั้นตอนที่ไม่ diffracting เป็นไปตามคาดดูตารางที่ 2 เนื่องจากอิทธิพลของพวกเขาในอุณหภูมิละลายและความหนืดของขั้นตอนการละลาย (s) นอกจากนี้ร้อยละของ c4af ผลึกลดลงเมื่อ
จำนวนเพิ่ม activators จึงจะสามารถคาดการณ์ว่าขั้นตอนเหล่านี้เป็นอสัณฐานอัลเฟอุดมไปด้วยนอกเหนือจากการที่เป็นไปได้ของการรวมตัวกัน activators ภายในระยะนี้อาจจะถูกประเมินโดยอ้อมจากการวิวัฒนาการของปริมาณเซลล์หน่วยของระยะนี้สำหรับสามองค์ประกอบ ปริมาณเซลล์หน่วยวัดเป็น 429.3 (1), 433.2 (1) และ 434.0 (1) A3 เพื่อ fe_bsa_b0 fe_bsa_b1 และ fe_bsa_b2 ตามลำดับ ขนาดเล็ก แต่วัดการเพิ่มขึ้นของปริมาณเซลล์หน่วยแสดงยาสลบของ activators แต่การศึกษารายละเอียดเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างผลกระทบของ b และ na ในโครงสร้างผลึกของ c4af ภายในชนิดของปูนเม็ดนี้
การแปล กรุณารอสักครู่..
2.2. ปูนซีเมนต์เตรียมและไล่น้ำได้เตรียมไว้ โดยผสมปฏิบัติการเตรียม clinkers 10 wt %ของยิปซัมบริสุทธิ์ ซีเมนต์ทั้งหมดถูกปลายให้ละเอียด Blaine ระหว่าง 400 และ 550 m2 กิโลกรัม มีผสมซีเมนต์ 3 25.0% wt ของ ZnO (Panreac 99.95-100.05%) ส่วนผสมเหล่านี้ ซีเมนต์และมาตรฐาน ถูก hydrated กับน้ำในอัตราส่วน 0.5, w/c วางฝาครอบยึดตัวอย่างพลาสติกมีฟอยล์ kapton และเก็บไว้ในช่วง 1/3/6 เดือน (s) ภายในห้องอุณหภูมิต่ำกว่า 100% ของความชื้น หลังจากเวลาที่กำหนด LXRPD วางพื้น hydrated ถูกเก็บรวบรวม โดยไม่หยุดปฏิกิริยา hydrating
2.3 ผงเอ็กซ์เรย์การเลี้ยวเบนข้อมูลเก็บรวบรวมและวิเคราะห์ LXRPD ข้อมูลถูกบันทึกไว้ในการ diffractometer X'Pert MPD PRO (PANalytical) โดยใช้รังสี CuKα1 สีเดียวอย่างเคร่งครัด (λ = 1.54059Å) [Ge (111) หลัก monochromator] และ และ X'Celerator จับ ข้อมูลสำหรับแต่ละตัวอย่างถูกรวบรวมจาก 10º ไป 70° (2θ) ในช่วงเวลา 2 ตัวอย่างถูกหมุนในระหว่างเก็บรวบรวมข้อมูลที่ 16 รอบต่อนาทีเพื่อเพิ่มสถิติของอนุภาค รูปแบบทั้งหมดของ clinkers ไดถูก analysed โดยวิธี Rietveld โดย X'Pert คะแนนสูงสุดและซอฟต์แวร์จาก PANalytical B.V. รุ่น 2.2d และผลิตภัณฑ์ผสมซีเมนต์ได้วิเคราะห์เป็นดำเนินการในแพคเกจซอฟต์แวร์ GSAS (Larson และฟอน Dreele, 1994)
2.4 Isothermal ศึกษา calorimetric การศึกษา calorimetric isothermal ถูกทำในช่องแปดทำที่บ้านอุปกรณ์ (Halle มหาวิทยาลัย) ใช้แก้ว ampoules วางอยู่พร้อมอัตราส่วน 0.5 w/c และกระแสความร้อนรวบรวมได้ถึง 144 h ที่ 20ºC
2.5 ชิ้น Cryo สแกนอิเล็กตรอน Microcopy (cryo-SEM) วางปูนซีเมนต์ถูกวัดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์เมถุน VP 1530 ลีโอควบคู่กับการพลังงาน dispersive เอกซเรย์ (เรื่อง) วิเคราะห์ วางเป็น cryogenized โดยไนโตรเจนเหลว (-190ºC) และเก็บที่อุณหภูมิระหว่างภาพ
3 ผลลัพธ์และสนทนา
3.1 ปฏิบัติ Clinkers ตาราง 2 แสดง Rietveld ระยะเชิงปริมาณวิเคราะห์ (RQPA) สำหรับ clinkers สาม รวมทั้งได้รับเนื้อหา (ไม่ใช่-diffracting) ไปคำนวณ ด้วยการบวก ZnO เป็นการภายใน (เดอลาทอร์เรคาและ al., 2001) มะนาวฟรีถูกสังเกตได้เปิดเผยว่า กระบวนการ clinkering เสร็จที่ 1300ºC ที่มี 150ºC ต่ำกว่าที่ใช้สำหรับประดิษฐ์ของ clinkers ปอร์ตแลนด์ธรรมดา เปอร์เซ็นต์ของระยะหลัก (C2S และ C4A3S) อยู่ใกล้กับที่เป้าหมายค่า 50 และ 30%, wt ตามลำดับ นอกจากนี้ การเปิดใช้งานได้รับความเพิ่ม B และนา เป็นจำนวนแตกต่างกันของ ´H-C2S การชุมนุมใน Fe_BSA_B1 และ Fe_BSA_B2
กลไกที่สองรู้จักกันสำหรับการเรียกใช้ phase(s) ต่ำปฏิกิริยาเคมี: ประการแรก เสถียรที่อุณหภูมิห้องของ polymorph(s) อุณหภูมิสูง นี้เป็นเครื่องพิสูจน์ โดยข้อมูลที่รายงานในตารางที่ 2 ประการที่สอง โดเคมีปปิงค์ภายในระยะกำหนด นำไดรฟ์ข้อมูลขนาดใหญ่หน่วยเซลล์ อาจยังเพิ่มเกิดปฏิกิริยาสำหรับ polymorph ที่กำหนด นี้มีการศึกษา และได้ทำ ในการเปิดใช้งาน borax ของ belite sulfoaluminate clinkers ค่าในเซลล์หน่วยกลั่นของ C2S ´H ใน Fe_BSA_B2 ถูก 354.7 Å3 ซึ่งมากกว่าค่ารายงานสำหรับ stoichiometric ระยะ 347.5 Å3 อย่างไรก็ตาม ปริมาตรเซลล์หน่วย C2S ´H ใน Fe_BSA_B1, Å3, 346.7 จะคล้ายกับที่เคย ได้รับ ในทางตรงข้าม เพิ่มขึ้นจำนวนคริปต์ (B และนา) มีการส่งเสริมการก่อตัวของระยะไป/ไม่ใช่-diffracting ตาม ดูตารางที่ 2 เนื่องจากอิทธิพลของพวกเขาละลายอุณหภูมิและความหนืดของหลอม phase(s) นอกจากนี้ ลดเปอร์เซ็นต์ของ C4AF ผลึกเป็น
จำนวนคริปต์เพิ่ม ดังนั้น มันสามารถถูกคาดระยะนี้ไปรวยอัลเฟ นอกจากนั้นที่ คริปต์การประสานเป็นไปได้ในระยะนี้อาจจะโดยทางอ้อมประมาณจากวิวัฒนาการของไดรฟ์ข้อมูลที่เซลล์หน่วยของระยะนี้สำหรับองค์ที่สาม ไดรฟ์ข้อมูลที่เซลล์หน่วยวัดมี 429.3(1), 433.2(1) และ 434.0(1) Å3 Fe_BSA_B0, Fe_BSA_B1 และ Fe_BSA_B2 ตามลำดับ ตัวเล็ก วัด เพิ่มปริมาณเซลล์หน่วยบ่งชี้โดปปิงค์ของคริปต์ที่ อย่างไรก็ตาม การศึกษารายละเอียดเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อสร้างลักษณะพิเศษของ B และนาในโครงสร้างผลึกของ C4AF ภายใน clinkers ชนิดนี้
การแปล กรุณารอสักครู่..