Szczegóły publikacji
Opis bibliograficzny
Niskogatunkowe gliny illitowo-wapienne jako alternatywny dodatek do cementu — Low-grade illite-limestone clays as an alternative cement component / Joanna POSŁOWSKA, Radosław MRÓZ, Artur ŁAGOSZ // W: Dni betonu [Dokument elektroniczny] : tradycja i nowoczesność : XIII konferencja : Wisła, 13–15 października 2025. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — [Polska : Stowarzyszenie Producentów Cementu], [2025]. — S. 1–14. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 13–14, Streszcz., Abstr.
Autorzy (3)
Dane bibliometryczne
| ID BaDAP | 166241 |
|---|---|
| Data dodania do BaDAP | 2026-03-10 |
| Tekst źródłowy | URL |
| Rok publikacji | 2025 |
| Typ publikacji | materiały konferencyjne (aut.) |
| Otwarty dostęp |  |
Abstract
The issue of high carbon dioxide emissions associated with cement production and limited availability of blast furnace slag and fly ash necessitates the search of alternative cement compounds. One of the already developed technologies is the use of calcined clay minerals, but in the current literature studies show the results of the use of mainly high-grade kaolinite deposits (LC3 cements), the availability of which in Poland is limited and its price is up to three times higher than Portland cement. This has led to attempts at thermal activation of other clay raw materials to assess their use as calcined pozzolana that could be used as the main cement component. In this study, the proposed experiment includes research on the possibility of using cheaper, locally available low-grade illite-limestone clays. Calcination at 600-800°C alters the structure of clay minerals and, consequently, increases their reactivity in Ca2+ rich systems. In this study, the calcination parameters were tested and selected for further study, keeping it below the decomposition temperature of calcium carbonate due to its high content in raw clay (23%). The study was carried out with laboratory prepared cements containing a total of 0-30% of calcined clay and/or fly ash and blast furnace slag in their composition to compare the influence of these components. The effect of calcined clay on mortar properties and hydration process was studied, as well as on the composition and microstructure of hardened cement matrix. The research showed a limited negative effect on rheology and an effect of prolonging the setting time comparable to binders with the addition of the same amount of fly ash. The presence of calcined clay affected the hydration heat of the binders in a manner similar to that observed for cement containing blast furnace slag. The tests showed an increase in the heat of hydration with the addition of calcined clay, while the samples after 28 days of curing had approximately 22% higher compressive strength than those with an equivalent amount of fly ash. On the basis of the mineral composition of the hydrated cement pastes after various curing times, this effect was linked to the synergistic effect of the calcium carbonate contained in the clay and the reactive form of metaillite, whose reaction led to the formation of carboaluminates. The performance properties and durability of all studied binders containing calcined clay met the criteria of the EN 197-1 standard for general use cements. The study showed that calcined low-grade illitelimestone clays are a potential alternative to the currently used cement components.
Streszczenie
Wysoka emisyjność przemysłu cementowego oraz perspektywa ograniczonej dostępności żużli wielkopiecowych, a szczególnie popiołów lotnych krzemionkowych, wymusza konieczność poszukiwania alternatywnych dodatków do spoiw. Jednym z opracowywanych w wielu ośrodkach badawczych rozwiązań jest stosowanie wypalonych minerałów ilastych zawartych w glinach. W literaturze dostępne są badania tzw. cementów LC3, uwzględniające możliwość wykorzystania wysokogatunkowcyh złóż kaolinitowych, których dostępność w Polsce jest ograniczona, a ich cena nawet trzykrotnie wyższa niż cementu portlandzkiego. Stąd konieczność podjęcia prób aktywacji termicznej innych surowców ilastych w kontekście oceny wykorzystania ich jako pucolany wypalanej, mogącej pełnić rolę składnika głównego cementów powszechnego użytku. Zaproponowany do przedstawienia eksperyment obejmował badania dotyczące możliwości stosowania tańszych i lokalnie dostępnych niskogatunkowych glin illitowo-wapiennych. Wypał w temperaturze 600-800°C powoduje zaburzenie struktury minerałów ilastych, a w konsekwencji wzrost ich reaktywności w środowisku bogatym w jony wapnia. W pracy dokonano sprawdzenia różnych warunków wypału, nie przekraczających jednak temperatury rozkładu węglanu wapnia obecnego w glinie (23%). Badania przeprowadzono w oparciu o wykonane w laboratorium cementy zawierające w swoim składzie sumarycznie 0-30% wypalonej gliny i/lub popiołu lotnego oraz żużla wielkopiecowego jako składników głównych w spoiwach referencyjnych. Zbadano wpływ wypalonej gliny na właściwości cementów, z których sporządzono zaprawy normowe, jak również dokonano oceny wpływu tego materiału na proces hydratacji, w tym rodzaj powstających produktów i mikrostrukturę stwardniałej matrycy cementowej. W badaniach wykazano ograniczony negatywny wpływ prażonej gliny na reologię zapraw cementowych zawierających ten materiał oraz efekt wydłużenia czasu wiązania porównywalny z efektem wywołanym dodatkiem tożsamej ilości popiołu lotnego. Obecność wypalonej gliny wpłynęła na uzyskanie ciepła hydratacji zbliżonego do ciepła charakterystycznego dla cementu zawierającego tożsamą ilość żużla wielkopiecowego. Uzyskane wyniki wykazały wyższą wodożądność cementów zawierających dodatek wypalonej gliny w odniesieniu do cementów zawierających inne składniki nieklinkierowe, natomiast próbki po 28 dniach dojrzewania cechowała wyższa o około 22% wytrzymałość na ściskanie niż próbki z analogiczną ilością popiołu lotnego krzemionkowego. W oparciu o wyniki badań składu mineralnego hydratyzujących zaczynów po różnych czasie, efekt ten powiązano z synergicznym działaniem zawartego w glinie węglanu wapnia oraz reaktywnej formy metaillitu, których reakcja doprowadziła do powstania karboglinianów. Właściwości użytkowe wszystkich przygotowanych do badań cementów zawierających wypaloną glinę spełniły kryteria normy EN 197-1 dla cementów powszechnego użytku.
