Metakaolin

Metakaolin jest bezwodną kalcynowaną postacią minerału ilastego kaolinitu . Minerały bogate w kaolinit znane są jako glinka biała lub kaolin, tradycyjnie stosowane w produkcji porcelany . Rozmiar cząstek metakaolinu jest mniejszy niż cząstek cementu , ale nie tak drobny jak pył krzemionkowy .

Źródła kaolinitu

Jakość i reaktywność metakaolinu jest silnie uzależniona od właściwości użytego surowca. Metakaolin można wytwarzać z różnych pierwotnych i wtórnych źródeł zawierających kaolinit :

Tworzenie metakaolinu

Kaolinit mineralny ilasty TO nie zawiera kationów międzywarstwowych ani wody międzywarstwowej. Temperatura dehydroksylacji zależy od kolejności ułożenia warstw strukturalnych. Nieuporządkowany kaolinit dehydroksyluje między 530 a 570 ° C, uporządkowany kaolinit między 570 a 630 ° C. Dehydroksylowany nieuporządkowany kaolinit wykazuje wyższą aktywność pucolanową niż uporządkowany. Dehydroksylacja kaolinu do metakaolinu jest procesem endotermicznym ze względu na dużą ilość energii potrzebnej do usunięcia chemicznie związanych jonów hydroksylowych. Powyżej zakresu temperatur dehydroksylacji kaolinit przekształca się w metakaolin, złożoną amorficzną strukturę, która zachowuje pewien porządek dalekiego zasięgu dzięki układaniu warstw. Znaczna część glinu warstwy oktaedrycznej staje się skoordynowana tetraedrycznie i pentaedrycznie. W celu wytworzenia pucolany (dodatkowy materiał cementowy) należy osiągnąć prawie całkowitą dehydroksylację bez przegrzania, tj. dokładnie wypalić, ale nie spalić. Powoduje to amorficzny , silnie pucolanowy stan, który może powodować przegrzanie spiekanie , w celu utworzenia całkowicie wypalonego, niereaktywnego materiału ogniotrwałego , zawierającego mulit oraz defekt spinelu Al-Si. Zgłaszane optymalne temperatury aktywacji wahają się między 550 a 850 °C dla różnych czasów, jednak najczęściej podaje się zakres 650-750 °C. W porównaniu z innymi minerałami ilastymi kaolinit wykazuje szeroki zakres temperatur między dehydroksylacją a rekrystalizacją, co znacznie sprzyja powstawaniu metakaolinu i wykorzystaniu aktywowanych termicznie glinek kaolinowych jako pucolanów. Ponadto, ponieważ warstwa oktaedryczna jest bezpośrednio wystawiona na działanie warstwy pośredniej (w porównaniu na przykład z minerałami ilastymi TOT, takimi jak smektyty), łatwiej jest osiągnąć zaburzenie strukturalne po podgrzaniu.

Metakaolin o wysokiej reaktywności

Metakaolin o wysokiej reaktywności (HRM) to wysoce przetworzony, reaktywny pucolan glinokrzemianowy , drobno rozdrobniony materiał, który reaguje z wapnem gaszonym w zwykłej temperaturze iw obecności wilgoci, tworząc mocny, wolno twardniejący cement. Powstaje przez kalcynację oczyszczonego kaolinitu, zwykle w temperaturze 650–700 ° C w zewnętrznym piecu obrotowym . Podaje się również, że HRM odpowiada za przyspieszenie hydratacji zwykłego cementu portlandzkiego (OPC), a jego główny wpływ widoczny jest w ciągu 24 godzin. Zmniejsza również niszczenie betonu przez Reakcja alkaliczno-krzemionkowa (ASR), szczególnie przydatna w przypadku stosowania kruszywa pochodzącego z recyklingu lub miału szklanego jako kruszywa. Ilość wapna gaszonego, którą może związać metakaolin, mierzy się zmodyfikowanym testem Chapelle'a.

Właściwości adsorpcyjne

powierzchni adsorpcyjnej metakaolinów można scharakteryzować za pomocą analizy metodą odwróconej chromatografii gazowej .

Domieszka do betonu

Uważa się, że ma dwukrotnie większą reaktywność niż większość innych pucolanów , metakaolin jest cenną domieszką do zastosowań w betonie/cemencie. Zastąpienie cementu portlandzkiego 8–20% wag. (% wag.) metakaolinem daje mieszankę betonową , która wykazuje korzystne właściwości inżynierskie, w tym: efekt wypełniacza, przyspieszenie hydratacji OPC , reakcję pucolanową . Efekt wypełnienia jest natychmiastowy, natomiast efekt odczynu pucolanowego występuje od 3 do 14 dni.

Zalety

  • Zwiększona wytrzymałość na ściskanie i zginanie
  • Zmniejszona przepuszczalność (w tym przepuszczalność chlorków)
  • Zmniejszony potencjał wykwitów , który występuje, gdy wapń jest transportowany przez wodę na powierzchnię, gdzie łączy się z dwutlenkiem węgla z atmosfery, tworząc węglan wapnia, który wytrąca się na powierzchni w postaci białej pozostałości.
  • Zwiększona odporność na atak chemiczny
  • Zwiększona trwałość
  • Zmniejszone efekty reaktywności alkaliczno-krzemionkowej (ASR)
  • Zwiększona urabialność i wykończenie betonu
  • Zmniejszony skurcz dzięki „upakowaniu cząstek”, dzięki czemu beton jest gęstszy
  • Poprawiono kolor poprzez rozjaśnienie koloru betonu, co umożliwiło zabarwienie jaśniejszego koloru integralnego.

Używa

  • Wysoka wydajność, wysoka wytrzymałość i lekki beton
  • Beton prefabrykowany i lany
  • Produkty z cementu włóknistego i żelazocementu
  • Beton zbrojony włóknem szklanym
  • Blaty, rzeźby artystyczne (patrz np. wolnostojące rzeźby Alberta Vrany )
  • Zaprawa i sztukateria

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Metakaolin&oldid=1110446732 ”