Naslov
Razvoj modela procesa hidratacije cementa
(Calcium Aluminate Cement Hydration Model Development)

Autori
Ukrainczyk ; Neven

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
17.07

Godina
2009

Stranica
148.

Mentor
Matusinović, Tomislav

Ključne riječi
Aluminatni cement; 27Al NMR u čvrstom stanju; diferencijalna mikrokalorimetrija; FTIR spektrometrija; hidratacija; kinetička analiza; matematičko modeliranje; metode termičke analize (TGA/DTA); mikrostruktura; metoda vruće žice; optimiranje; porozni materijali; prijenos topline; rendgenska difrakcija (XRD); sedimentacija; toplinska svojstva.
(Calcium aluminate cement; differential microcalorimetry; FTIR spectroscopy; granular materials; heat transfer; hot wire method; hydration; kinetic analysis; mathematical modeling; microstructure; optimization; X-ray diffraction (XRD); thermal analysis (TGA/DTA); thermal properties; solid state 27Al NMR; sedimentation.)

Sažetak
Temperatura materijala tijekom hidratacije aluminatnog cementa (AC) ključan je parametar koji određuje strukturu i morfologiju produkata hidratacije, a time i svojstva ugrađenog materijala. Predložen je stehiometrijski model ranog razdoblja hidratacije temeljen na reakcijama hidratacije glavnih minerala. Eksperimentalni rezultati dobiveni istraživanjem hidratacije (pri T < 20 °C) mikro-kalorimetrijom, kvantitativnom rendgenskom analizom (QXRD) i termičkom analizom slažu se s predviđanjima modela unutar 3, 5%. Proces hidratacije nakon razdoblja indukcije (T < 20 °C) uspješno je opisan kinetičkim modelom u obliku sume otpora triju izdvojenih procesa: nukleacije i rasta, kemijske reakcije i prijenosa tvari, te je provedena kinetička analiza. Istražen je utjecaj temperature i vodo-cementnog omjera, v/c na hidrataciju AC. Metodama termičke analize (TGA/DTA), 27Al NMR u čvrstom stanju, infracrvenom spektrometrijom (FTIR) i XRD istražene su strukturne transformacije tijekom dehidratacije produkta C2AH8 koji pripada klasi anionskih glina. Predloženi model strukturnih transformacija objašnjava i potvrđuje nastajanje spoja C2AH4 čije je postojanje u literaturi bilo upitno, a u radu je riješena i literaturna dvojba o tetraedarskoj koordinaciji aluminija u međuslojevima spoja. Unaprijeđenom metodom određivanja toplinske difuzivnosti poroznih materijala i metodom vruće žice istražena su toplinska svojstva AC tijekom hidratacije u slučajevima nastanka produkata različite morfologije i strukture. Nadalje, istražen je utjecaj temperature (20-80°C) na toplinska svojstva pripravljenog materijala.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Građevinarstvo, Kemijsko inženjerstvo

Napomena
Ovi znanstveni rezultati doprinose boljem predviđanju i razumijevanju procesa hidratacije aluminatnog cementa, interpretaciji kvalitativne i kvantitativne analize produkata hidratacije (NMR, TG/DTA) te odnosa strukture i svojstva aluminatno cementnog materijala.

POVEZANOST RADA