sprawko 7 1

Sprawozdanie z doświadczeń laboratoryjnych z chemii budowlanej:

Prowadzący doświadczenie: Iwona Chudyk

Grupa 1.

Zespół 7.

Rok studiów: I

Wydział Inżynierii Lądowej

Data wykonywania doświadczenia: 17.10.2013r.

Data oddania sprawozdania: 21.10.2013r.

Nr doświadczenia: 7.1

Temat doświadczenia: Komputerowa symulacja hydratacji cementu.

I. Wstęp teoretyczny.

Cement portlandzki – spoiwo hydrauliczne, wiąże zarówno na powietrzu jak i pod wodą.

Surowce wykorzystywane do produkcji tego spoiwa:

- skały: wapień i glina; margiel (wapień zawierający glinę),

- ruda żelaza,

- piasek,

- gips (regulator wiązania).

Skład mineralogiczny cementu portlandzkiego:

Wzór skrócony Nazwa związku chemicznego Nazwa zwyczajowa
C3S krzemian trójwapniowy alit
C2S krzemian dwuwapniowy belit
C3A glinian trójwapniowy celit
C4AF żelazoglinian czterowapniowy braunmileryt
CSH2 siarczan wapniowy dwuwodny gips surowy

Krzemiany wapniowe – alit i belit – ulegają jednocześnie hydratacji i hydrolizie:

- alit: 2(3CaO ∙ SiO2) + 6H2O → 3CaO ∙ 2SiO2 ∙ 3H2O + 3Ca(OH)2

- belit: 2(2CaO ∙ SiO2) + 4H2O → 3CaO ∙ 2SiO2 ∙ 3H2O + Ca(OH)2

Produkt hydratacji: uwodniony krzemian wapniowy (faza amorficzna, tzw. żel C-S-H, objętościowo dominuje w utwardzonym zaczynie cementowym - > 50% objętości).

Produkt hydrolizy: wodorotlenek wapnia (portlandyt).

Efekt ściany – gorsze upakowanie ziaren cementu w pobliżu ziaren kruszywa w porównaniu z upakowaniem w głębi zaczynu cementowego.

Efekt jednostronnego wzrostu – następuje w czasie wiązania zaczynu ze względu na to, że zawartość cementu w pobliżu ziarna kruszywa jest mniejsza niż w głębi zaczynu cementowego (w wyniku „efektu ściany”).

Dodatki mineralne do betonu:

- pył krzemionkowy – produkt uboczny wytwarzania krzemu metalicznego lub stopu żelazokrzemowego, zawiera ponad 95% aktywnej krzemionki o bardzo drobnych ziarnach, ma właściwości pucolanowe, działa jako mikrowypełniacz uszczelniając strukturę betonu, dzięki temu możliwe jest otrzymywanie betonów o bardzo wysokiej wytrzymałości i odporności chemicznej.

- popiół lotny – odpad powstający podczas spalania węgla, jest to dodatek mniej efektywny niż pył krzemionkowy ze względu na większy rozmiar ziaren i mniejszą zawartość aktywnej krzemionki.

II. Cel prowadzonego doświadczenia.

Wykonanie trzech symulacji komputerowych procesu hydratacji cementu, które mają zaczyny o zróżnicowanym składzie w celu analizy wpływu zawartości dwóch różnych dodatków pucolanowych na przebieg i wyniki hydratacji.

III. Sprzęt wykorzystywany podczas doświadczenia.

- komputer

- program „iwueczka 3.4” umożliwiający przeprowadzenie symulacji hydratacji cementu

- drukarka

IV. Przebieg symulacji.

Przebieg symulacji nr 1.

Dane wejściowe:

- skład spoiwa: cement 90%, popiół lotny 10%,

- średnica ziaren cementu - 4-28 mikrometrów

- średnica ziaren popiołu lotnego – 6-28 mikrometrów

- rzeczywisty współczynnik w/s – 0,44

- efektywny współczynnik w/s (uwzględniający aktywność dodatków) – 0,47

- założony końcowy stopień hydratacji – 0,7

W trakcie hydratacji zawartość fazy stałej wzrosła w czasie o 42% do 80%. Stopień hydratacji wzrósł od zera do 68%.

Przebieg symulacji nr 2.

Dane wejściowe:

- skład spoiwa: cement 90%, pył krzemionkowy 10%,

- średnica ziaren cementu - 4-28 mikrometrów

- średnica ziaren pyłu krzemionkowego – 1 mikrometr

- rzeczywisty współczynnik w/s – 0,45

- efektywny współczynnik w/s (uwzględniający aktywność dodatków) – 0,41

- założony końcowy stopień hydratacji – 0,7

W trakcie hydratacji zawartość fazy stałej wzrosła w czasie o 42% do 84%. Stopień hydratacji wzrósł od zera do 68%.

Przebieg symulacji nr 3.

Dane wejściowe:

- skład spoiwa: cement 90%, popiół lotny 5%, pył krzemionkowy 5%,

- średnica ziaren cementu - 4-28 mikrometrów

- średnica ziaren popiołu lotnego – 6-28 mikrometrów

- średnica ziaren pyłu krzemionkowego – 1 mikrometr

- rzeczywisty współczynnik w/s – 0,45

- efektywny współczynnik w/s (uwzględniający aktywność dodatków) – 0,44

- założony końcowy stopień hydratacji – 0,7

W trakcie hydratacji zawartość fazy stałej wzrosła w czasie o 42% do 80%. Stopień hydratacji wzrósł od zera do 68%.

V. Wyniki.

1. Wyniki symulacji nr 1.

- osiągnięty stopień hydratacji – 0,7

- skład stwardniałego zaczynu cementowego (wagowy):

C-S-H 59%, CH 17%, niehydratyzowany cement 17%, nieprzereagowany dodatek pucolanowy 7%.

- porowatość stwardniałego zaczynu cementowego – 20%

- szacunkowa porowatość betonu – 11-12%

Z wykresu wynika, że porowatość stwardniałego zaczynu cementowego wynosiła najwięcej 44% w odległości 0 mikrometrów od ziarna kruszywa.

2. Wyniki symulacji nr 2.

- osiągnięty stopień hydratacji – 0,7

- skład stwardniałego zaczynu cementowego (wagowy):

C-S-H 75%, CH 7%, niehydratyzowany cement 17%, nieprzereagowany dodatek pucolanowy 1%.

- porowatość stwardniałego zaczynu cementowego – 14%

- szacunkowa porowatość betonu – 8-9%

Z wykresu wynika, że porowatość stwardniałego zaczynu cementowego wynosiła najwięcej 30% w odległości 0 mikrometrów od ziarna kruszywa.

3. Wyniki symulacji nr 3.

- osiągnięty stopień hydratacji – 0,7

- skład stwardniałego zaczynu cementowego (wagowy):

C-S-H 70, CH 10%, niehydratyzowany cement 17%, nieprzereagowany dodatek pucolanowy 3%.

- porowatość stwardniałego zaczynu cementowego – 16%

- szacunkowa porowatość betonu – 9-10%

Z wykresu wynika, że porowatość stwardniałego zaczynu cementowego wynosiła najwięcej 30% w odległości 0 mikrometrów od ziarna kruszywa.

VI. Wnioski.

Po przeprowadzeniu doświadczenia można wywnioskować, że niemożliwe jest uniknięcie efektu ściany i jednostronnego wzrostu. Nawet maksymalna ilość pyłu krzemionkowego jaka jest umieszczana w mieszance betonowej nie zapobiegła tym efektom. Jednak najmniejsza porowatość została osiągnięta właśnie po zastosowaniu 10% pyłu krzemionkowego – druga symulacja. Nieznacznie wyższa porowatość - bo o 1% - została odnotowana po zastąpieniu połowy ilości pyłu krzemionkowego popiołem lotnym – symulacja nr 3. Największa porowatość wystąpiła przy obecności 10% popiołu lotnego w mieszance betonowej i była ona o 3% większa niż w przypadku mieszanki zaprojektowanej w symulacji nr 2. We wszystkich symulacjach został osiągnięty jednakowy stopień hydratacji – 0,7.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
El sprawko 5 id 157337 Nieznany
LabMN1 sprawko
Obrobka cieplna laborka sprawko
Ściskanie sprawko 05 12 2014
1 Sprawko, Raport wytrzymałość 1b stal sila
stale, Elektrotechnika, dc pobierane, Podstawy Nauk o materialach, Przydatne, Sprawka
2LAB, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, sprawka od Mateusza, Fizyka -
10.6 poprawione, semestr 4, chemia fizyczna, sprawka laborki, 10.6
PIII - teoria, Studia, SiMR, II ROK, III semestr, Elektrotechnika i Elektronika II, Elektra, Elektro
grunty sprawko, Studia, Sem 4, Semestr 4 RŁ, gleba, sprawka i inne
SPRAWKO STANY NIEUSTALONE, Elektrotechnika, Elektrotechnika
SPRAWOZDANIE Z farmako, Farmacja, II rok farmacji, I semstr, fizyczna, Fizyczna, Sprawozdania z fizy
mmgg, Studia PŁ, Ochrona Środowiska, Chemia, fizyczna, laborki, wszy, chemia fizyczna cz II sprawka
Zadanie koncowe, Studia PŁ, Ochrona Środowiska, Biochemia, laborki, sprawka
Piperyna sprawko PŁ, chemia produktów naturalnych, ćw. 5 PIPERYNA
03 - Pomiar twardości sposobem Brinella, MiBM Politechnika Poznanska, IV semestr, labolatorium wydym
Sprawozdanie nr 1 CECHY TECHNICZNE MATERIAfLOW BUDOWLANYCH, Budownictwo studia pł, sprawka maater
Sprawko badanie twardosci, Studia, WIP PW, I rok, MATERIAŁY METALOWE I CERAMICZNE, SPRAWOZDANIA
sprawko z ćwiczenia 11, Farmacja, II rok farmacji, I semstr, fizyczna, Fizyczna, Sprawozdania z fizy

więcej podobnych podstron