hrvatski

Studija utjecaja štetnih otpada na procese hidratacije i fizikalno-kemijska te mehanička svojstva cementnih kompozita

U radu je istraživan utjecaj mulja iz pogona pocinčavanja „ADRIA CINK“, smjese mulja i zeolita zasićenog cinkom, prirodnog zeolita iz nalazišta Donje Jesenje, olovo (II) oksida, olovo (II) kromata i amonijeva bikromata na ranu hidrataciju te fizikalno-mehanička svojstva industrijskog cementa tipa CEM I 42, 5 R (proizvod cementare CEMEX Hrvatska). Određivanje početka i kraja vezanja provedeno je na uzorcima portland cementa uz različite dodatke mulja, zasićenog i prirodnog zeolita, smjese mulja i zasićenog zeolita, olovo(II) oksida, olovo(II) oksida (uz 20 mas. % zeolita u uzorku), olovo(II) kromata, olovo(II) kromata (uz 20 mas. % zeolita u uzorku), amonijeva bikromata i amonijeva bikromata (uz 20 mas. % zeolita u uzorku). Mjerenja su provedena Vicat-ovim aparatom i elektrokemijskom metodom pri temperaturi od 20 oC i vodocementnom omjeru, V/C i voda/kruto omjeru, V/K, 0, 5. Određivanje vremena vezanja nije vršeno pri normalnoj konzistenciji zbog mogućnosti usporedbe rezultata s konduktometrijskim i mikrokalorimetrijskim mjerenjima. Utjecaj različitih dodataka (udjeli kao i kod određivanja vremena vezanja) na razvoj toplina (tijekom prvih 48 sati hidratacije) praćen je uporabom diferencijalne mikrokalorimetrije pri izotermnim uvjetima (T = 20 oC) i vodocementnom (V/C) i voda/kruto omjeru (V/K) 0, 5. Iz dobivenih termonaponskih veličina su pomoću programa „Hidratacija cementa“ izračunate vrijednosti razvijenih toplina, brzina oslobađanja toplina i stupnjeva hidratacije. Praćenje rane hidratacije vršeno je određivanjem specifične provodnosti cementnih uzoraka uz različite dodatke mulja, smjese mulja i zas. zeolita, olovo(II) oksida, olovo(II) kromata i amonijeva bikromata. Mjerenja su provedena pomoću digitalnog konduktometra ISKRA MA 5924 i elektrode od nehrđajućeg čelika. Iz dobivenih vrijednosti vremena vezanja, oslobođene topline i specifične provodnosti određeni su matematički modeli prema kojima je moguće procijeniti vrijednosti vremena vezanja, maksimalno oslobođene topline i vrijeme pojave maksimalne provodnosti za bilo koji udjel ispitivanih dodataka mulja, smjese mulja i zas. zeolita, olovo(II) oksida, olovo(II) kromata i amonijeva bikromata. Izluživanje teških metala cinka, olova i kroma iz cementnih uzoraka uz različite dodatke provedeno je prema modificiranom dinamičkom testu NEN 7345. Uzorci za izluživanje su hidratizirani 28 dana pri izotermnim uvjetima (u termostatu pri 20 oC). Otopina za izluživanje je nakon 18, 72 i 168 sati zamijenjena svježom otopinom. Koncentracija iona cinka, olova i kroma u otopinama nakon izluživanja određena je EDXRF (engl. Energy Dispersive X-ray Fluorescence) uređajem za kvantitativnu analizu. Dobivene vrijednosti koncentracija su upotrebljene u difuzijskom modelu izluživanja za procjenu uspješnosti S/S procesa preko određivanja koeficijenata difuzije i srednjih vrijednosti indeksa izluživanja. Također su određeni mehanizmi po kojima dolazi do izluživanja metala iz stabiliziranih materijala. Analiza hidratacijskih produkata cementnih uzoraka uz različite dodatke hidratiziranih 28 dana pri izotermnim uvjetima (T = 20 oC) vršena je upotrebom toplinske analize (TG–DTG) i infracrvene spektroskopije (FTIR). Toplinskom analizom određena je količina nastalog kalcijeva hidroksida i kemijski vezane vode. U mortovima, gdje je dio cementa zamijenjen s 2, 5 i 10 mas. % mulja te 10, 20 i 30 mas. % zasićenog zeolita (uz 20 mas. % mulja u smjesi), određivan je utjecaj dodataka na tlačnu i savojnu čvrstoću u određenim periodima nakon 1, 2, 7 i 28 dana hidratacije i njegovanja u vodovodnoj vodi pri konstantnoj temperaturi od 20 ± 1 oC. Iz rezultata izluživanja (vrijednost srednjeg indeksa izluživanja metala) i tlačnih čvrstoća moguće je ocijeniti korišteni S/S proces i procijeniti maksimalno dopuštene količine dodataka u cementnom matriksu.

stabilizacija/solidifikacija; portland cement; diferencijalna mikrokalorimetrija; konduktometrija; EDXRF; TG – DTG; FTIR; cink; mulj iz pogona pocinčavanja; olovo; krom; NEN 7345

nije evidentirano