docSpis treści - Wydawnictwo AGH
download 
Reklamacja Transkrypt
Spis treści - Wydawnictwo AGH
Spis treci Wstêp .................................................................................................................. 11 1. Obliczenia sk³adu fazowego i modu³ów klinkieru portlandzkiego oraz sk³adu namiaru surowcowego ................................................................ Marek Gawlicki 13 1.1. Obliczanie sk³adu fazowego klinkieru portlandzkiego na podstawie wyników analizy chemicznej ............................................... 1.1.1. Wzory Boguea ................................................................................ 1.1.2. Inne wzory stosowane do obliczania sk³adu fazowego klinkieru portlandzkiego ................................................................. 1.2. Modu³y charakteryzuj¹ce klinkier portlandzki ......................................... 1.2.1. Modu³y nasycenia klinkieru portlandzkiego tlenkiem wapnia ...... 1.2.1.1. Modu³ nasycenia Kühla ..................................................... 1.2.1.2. Modu³ nasycenia Kinda ..................................................... 1.2.1.3. Modu³ nasycenia Guttmanna i Gillea .............................. 1.2.1.4. Modu³ nasycenia Lea i Parkera ......................................... 1.2.1.5. Ocena wysycenia klinkieru portlandzkiego tlenkiem wapnia na podstawie wartoci Δ .................................................... 1.3. Przyk³ad obliczeñ sk³adu fazowego klinkieru portlandzkiego oraz modu³ów MK, MG i LSF ................................................................... 1.4. Przyk³ad obliczeñ sk³adu namiaru surowcowego ...................................... Literatura ............................................................................................................ 2. Analiza sk³adu fazowego spoiw mineralnych i produktów ich hydratacji .............................................................................. Marek Gawlicki 2.1. Mikroskopia optyczna ................................................................................ 2.1.1. Preparatyka ...................................................................................... 2.1.1.1. Przygotowanie próbki redniej klinkieru portlandzkiego ................................................... 2.1.1.2. Przygotowanie preparatów do szlifowania ....................... 13 15 18 20 22 22 23 24 25 26 27 28 32 33 34 34 34 35 3 2.1.1.3. Szlifowanie i polerowanie preparatów ............................. 2.1.1.4. Trawienie powierzchni preparatów mikroskopowych ...... 2.1.2. Charakterystyka mikroskopowa faz tworz¹cych klinkier portlandzki ............................................... 2.1.2.1. Alit ..................................................................................... 2.1.2.2. Belit .................................................................................... 2.1.2.3. Substancja wype³niaj¹ca ................................................... 2.1.2.4. Niezwi¹zany tlenek wapnia .............................................. 2.1.2.5. Peryklaz ............................................................................. 2.1.2.6. Inne fazy wystêpuj¹ce w klinkierze portlandzkim ........... 2.1.3. Mikroskopowa analiza ilociowa .................................................... 2.1.4. Zestawienie zdjêæ mikroskopowych preparatów przygotowanych z klinkierów portlandzkich .............. 2.1.5. Mikroskopowa analiza proszkowa .................................................. 2.2. Rentgenowska analiza dyfrakcyjna ........................................................... 2.2.1. Identyfikacja faz tworz¹cych badany materia³ ............................... 2.2.2. Rengenowska analiza ilociowa ...................................................... 2.3. Analiza termiczna ....................................................................................... 2.3.1. Termograwimetria ............................................................................ 2.3.2. Termiczna analiza ró¿nicowa .......................................................... 2.3.3. Ró¿nicowa kalorymetria skaningowa ............................................. 2.3.4. Przyk³ady zastosowañ analizy termicznej ...................................... Literatura ............................................................................................................ 3. Oznaczanie zawartoci wolnego wapna w klinkierze portlandzkim i popio³ach lotnych ............................................ Marek Gawlicki 3.1. Przyczyny wystêpowania CaOw w klinkierze portlandzkim i popio³ach lotnych ......................................... 3.2. Wp³yw CaOw na w³aciwoci u¿ytkowe cementów i popio³ów lotnych .................................................................... 3.3. Metody oznaczania CaOw w cementach i popio³ach lotnych ................... 3.3.1. Metody chemiczne ........................................................................... 3.3.1.1. Metoda glikolowa .............................................................. 3.3.1.2. Metoda etyloacetylooctanowa .......................................... 3.3.1.3. Inne metody chemiczne oznaczania CaOw ....................... 3.3.2. Metoda mikroskopowa .................................................................... 3.3.3. Metoda rentgenowska ...................................................................... 3.4. Wykonanie oznaczenia CaOw w klinkierze portlandzkim metod¹ glikolow¹ ........................................... 3.5. Wykonanie oznaczenia CaOw w popiele lotnym metod¹ etyloacetylooctanow¹ zgodnie z PN-EN 451-1:2004 .................................................................... 4 36 38 38 39 40 41 42 43 43 44 46 52 53 53 59 62 63 64 65 65 72 74 74 77 78 79 79 80 81 81 82 83 84 3.6. Wykonanie oznaczeñ CaOw i niezwi¹zanego Ca(OH)2 metod¹ etyloacetylooctanow¹ w próbkach zawieraj¹cych uwodnione krzemiany wapnia ........................................... Literatura ............................................................................................................ 85 85 4. Oznaczanie pucolanowoci .............................................................................. Marek Gawlicki 87 4.1. Klasyfikacja i podstawowe w³aciwoci pucolan ..................................... 4.2. Metody oznaczania pucolanowoci .......................................................... 4.2.1. Chemiczne metody oznaczania pucolanowoci ............................. 4.2.2. Fizyczne metody oznaczania pucolanowoci ................................. 4.3. Oznaczanie pucolanowoci cementów pucolanowych ............................. 4.4. Wykonanie oznaczenia pucolanowoci metod¹ opart¹ na ASTM C 379-65 T ........................................................ Literatura ............................................................................................................ 87 89 89 90 93 95 96 5. Analiza chemiczna spoiw mineralnych .......................................................... Andrzej Bobrowski 97 5.1. Etapy postêpowania analitycznego ............................................................ 5.1.1. Pobieranie, pomniejszanie i urednianie ........................................ 5.1.2. Przygotowanie próbek do analizy ................................................... 5.1.2.1. Metody oznaczania i badania próbek sta³ych ................... 5.1.2.2. Metody roztwarzania próbek spoiw mineralnych ............ 5.1.3. Metody analityczne stosowane w analizie spoiw mineralnych ......................................................... 5.1.3.1. Metody klasyczne .............................................................. 5.1.3.2. Metody instrumentalne ...................................................... 5.1.4. Kryteria doboru metody analitycznej .............................................. 5.2. Klasyczne metody analizy chemicznej ...................................................... 5.2.1. Podstawy analizy wagowej ............................................................. 5.2.1.1. Prawo dzia³ania mas, iloczyn rozpuszczalnoci, rozpuszczalnoæ, efekt solny ............................................. 5.2.1.2. Rodzaje osadów i warunki ich powstawania .................... 5.2.2. Analiza miareczkowa (objêtociowa) ............................................. 5.2.2.1. Kompleksy chelatowe (wielokleszczowe) ........................ 5.2.2.2. Zastosowanie kompleksonów w chemicznej analizie ilociowej ..................................... 5.2.2.3. Rodzaje miareczkowania kompleksonometrycznego ...... 5.2.3. Wskaniki kompleksonometryczne ................................................ 5.2.4. Selektywnoæ oznaczeñ kompleksonometrycznych ....................... 5.2.5. B³êdy oznaczeñ kompleksonometrycznych .................................... 98 99 99 100 100 105 105 106 106 107 107 107 109 110 110 112 116 119 120 121 5 5.3. Charakterystyka analitycznych procedur oznaczania g³ównych sk³adników spoiw mineralnych ............................. 5.3.1. Podstawowe informacje ................................................................... 5.3.2. Metody roztwarzania cementów i sposoby wydzielania SiO2 w wagowym oznaczeniu krzemionki .............................................. 5.3.3. Oznaczenie zawartoci tlenku ¿elaza (Fe2O3) i tlenku glinu (Al2O3) metod¹ kompleksonometryczn¹ ................. 5.3.4. Oznaczenie zawartoci tlenku wapnia i tlenku magnezu metod¹ kompleksonometryczn¹ ...................................................... 5.3.4.1. Miareczkowanie jonów wapnia i magnezu za pomoc¹ EDTA ............................................................... 5.3.4.2. Miareczkowanie jonów wapnia roztworem EGTA .......... 5.3.4.3. Miareczkowanie jonów magnezu roztworem DCTA ....... 5.3.5. Grawimetryczne oznaczenie zawartoci bezwodnika kwasu siarkowego ....................................................... 5.3.6. Oznaczenie anionów chlorkowych w cementach ........................... 5.4. Instrumentalne metody systematycznej analizy cementu ......................... 5.5. Instrumentalne metody oznaczenia wybranych sk³adników cementu ............................................. 5.5.1. Oznaczenie Na2O i K2O w cementach metod¹ atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w p³omieniu (metoda fotometrii p³omieniowej) .................................................. 5.5.2. Oznaczenie w cemencie zawartoci chromu(VI) rozpuszczalnego w wodzie .............................................................. 5.5.3. Instrumentalne metody oznaczania fosforu w cementach i surowcach do ich wytwarzania ............................... 5.5.4. Oznaczanie ladowych zawartoci rtêci w cementach ................... 5.6. Statystyczne oszacowanie wyników analizy spoiw mineralnych ............. Literatura ............................................................................................................ 121 121 124 128 130 130 130 132 132 133 133 134 134 135 137 138 140 140 6. Klasyfikacja i cechy fizyczne spoiw cementowych ....................................... 142 Wies³awa Nocuñ-Wczelik 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6 Wprowadzenie ............................................................................................ Podstawowe informacje o cemencie .......................................................... Sk³adniki cementu ...................................................................................... Klasyfikacja cementów powszechnego u¿ytku ......................................... W³aciwoci u¿ytkowe cementu czas wi¹zania, sta³oæ objêtoci i wytrzyma³oæ ....................................... 6.5.1. Wi¹zanie zaczynu cementowego .................................................... 142 142 143 147 150 150 6.5.2. Oznaczanie konsystencji normowej zaczynu cementowego i pocz¹tku wi¹zania ......................................................................... 6.5.3. Zmiany objêtoci zaczynu cementowego i ich badanie ................. 6.5.4. Kszta³towanie wytrzyma³oci zaprawy cementowej ...................... 6.6. Cementy specjalne ...................................................................................... 6.6.1. Cementy specjalne wed³ug norm PN-B-19707:2003, PN-EN 14216:2005 i PN-EN 197-4:2005 ...... 6.6.1.1. Cementy o du¿ej odpornoci na dzia³anie siarczanów HSR ......................................... 6.6.1.2. Cementy o ma³ej zawartoci alkaliów NA .................... 6.6.1.3. Cementy o bardzo niskim cieple hydratacji VLH ......... 6.6.2. Inne cementy o specjalnych w³aciwociach przegl¹d ............... 6.6.2.1. Cement bia³y ...................................................................... 6.6.2.2. Cementy glinowe ............................................................... 6.6.2.3. Cementy ekspansywne ...................................................... 6.6.2.4. Cementy wiertnicze ........................................................... 6.6.2.5. Cement o w³aciwociach fotokatalitycznych .................. 6.7. Wykaz podstawowych norm dotycz¹cych badania cementów ................. Literatura ............................................................................................................ 152 153 154 156 156 156 157 159 159 159 160 162 164 166 166 167 7. Efekty cieplne procesu hydratacji spoiw mineralnych ................................ 168 Wies³awa Nocuñ-Wczelik 7.1. Wprowadzenie ............................................................................................ 7.2. Mechanizm hydratacji cementu a przebieg wydzielania ciep³a ............... 7.3. Czynniki wp³ywaj¹ce na efekt cieplny hydratacji ..................................... 7.3.1. Ciep³o hydratacji cementów zawieraj¹cych inne, poza klinkierem, sk³adniki g³ówne (dodatki mineralne) ................ 7.3.2. Wp³yw domieszek chemicznych na ciep³o hydratacji cementu ........................................................... 7.3.3. Inne zastosowania kalorymetrii w badaniach procesu hydratacji ...................................................... 7.4. Standaryzacja pomiarów kalorymetrycznych spoiw cementowych ......... 7.5. Zasady oznaczania ciep³a hydratacji ......................................................... 7.6. Oznaczanie ciep³a hydratacji metodami standardowymi .......................... 7.6.1. Metoda semiadiabatyczna ............................................................... 7.6.2. Metoda ciep³a rozpuszczania .......................................................... 7.7. Zasada dzia³ania i opis konstrukcji mikrokalorymetru ró¿nicowego ....... 7.7.1. Wzorcowanie mikrokalorymetru i wyznaczanie efektu cieplnego hydratacji ..................................... 7.8. Cementy powszechnego u¿ytku a kryteria niskiego i bardzo niskiego ciep³a hydratacji ............................. Literatura ............................................................................................................ 168 169 170 176 177 177 181 181 182 182 183 184 186 187 187 7 8. Nowoczesne metody mikroskopowe i mikroanalityczne w badaniach mikrostruktury cementu, zaczynów cementowych i kompozytów betonowych .............................................................................. 189 Wies³awa Nocuñ-Wczelik 8.1. Wprowadzenie ............................................................................................ 8.2. Elektronowy mikroskop skaningowy jako narzêdzie w badaniach morfologii i tekstury (mikrostruktury) materia³ów ................................... 8.3. Elektronowa mikroskopia skaningowa rys historyczny ............................................................................................ 8.4. Podstawy fizyczne mikroskopii skaningowej ........................................... 8.4.1. Zdolnoæ rozdzielcza ....................................................................... 8.4.2. Powiêkszenie ................................................................................... 8.4.3. Budowa mikroskopu skaningowego ............................................... 8.4.4. Preparatyka ...................................................................................... 8.5. rodowiskowy elektronowy mikroskop skaningowy ................................ 8.6. Podstawy mikroanalizy rentgenowskiej .................................................... 8.6.1. Spektroskopia promieniowania rentgenowskiego (analiza promieniowania rentgenowskiego w mikroobszarach) .......................................................................... 8.6.2. Spektroskopia elektronów wstecznie rozproszonych ..................... 8.7. Mikrostruktura klinkieru cementowego .................................................... 8.4. Mikrostruktura produktów hydratacji cementu portlandzkiego ............... 8.7.1. Mikrostruktura zaczynu cementowego hydratyzuj¹cego z udzia³em dodatków mineralnych ..................... 8.7.2. Mikrostruktura stref kontaktowych kruszywo zaczyn i zaczyn zbrojenie ......................................... 8.7.3. Mikrostruktura materia³ów autoklawizowanych ............................ Literatura ............................................................................................................ 189 189 190 190 192 192 193 194 195 195 196 198 199 204 207 208 209 225 9. Projektowanie betonów zwyk³ych i badanie ich w³aciwoci ...................... 226 Artur £agosz 9.1. Wprowadzenie ............................................................................................ 9.2. Podstawowe pojêcia z zakresu technologii betonu ................................... 9.3. Istota projektowania sk³adu betonów zwyk³ych ....................................... 9.3.1. Analiza informacji dotycz¹cych przedmiotu projektowania i wynikaj¹ce z niej kryteria sk³adu ................................................. 9.3.2. Dobór sk³adników mieszanki betonowej ........................................ 9.3.2.1. Dobór cementu .................................................................. 9.3.2.2. Wymagania dotycz¹ce kruszywa stosowanego do produkcji betonów zwyk³ych ................. 8 226 226 230 231 234 234 235 9.4. Metody projektowania betonów ................................................................ 9.4.1. Metoda trzech równañ ..................................................................... 9.4.1.1. Równanie konsystencji ...................................................... 9.4.1.2. Równanie szczelnoci ....................................................... 9.4.1.3. Równanie wytrzyma³oci (Bolomeya) .............................. 9.4.1.4. Rozwi¹zanie równania Bolomeya ..................................... 9.4.2. Metoda dowiadczalna .................................................................... 9.5. Sprawdzenie wyników projektowania wprowadzenie odpowiednich korekt i weryfikacja uzyskanych rezultatów ......................................................... 9.5.1. Sprawdzenie zgodnoci wyników obliczeñ z wytycznymi norm ......................................................................... 9.5.2. Korekty ............................................................................................. 9.5.2.1. Korekta zawartoci cementu ............................................. 9.5.2.2. Korekta wskanika w/c ...................................................... 9.5.2.3. Korekta iloci zaprawy i cz¹stek poni¿ej 0,125 mm ........ 9.5.3. Dowiadczalna weryfikacja sk³adu betonu ..................................... 9.6. Przyk³ad projektowania betonu metod¹ trzech równañ ............................ 9.6.1. Projektowanie mieszanki betonowej, w której nie przewidziano u¿ycia domieszek poprawiaj¹cych reologiê (bez plastyfikatorów i superplastyfikatorów) ............................... 9.6.1.1. Przyjêcie podstawowych za³o¿eñ do projektowania ..... 9.6.1.2. Jakociowy dobór sk³adników ....................................... 9.6.1.3. Przyjêcie parametrów w równaniu Bolomeya i obliczenie wskanika w/c ............................................. 9.6.1.4. Przyjêcie pozosta³ych parametrów i obliczenie iloci sk³adników mieszanki betonowej .... 9.6.1.5. Obliczenie iloci kruszywa ¿wirowego oraz piasku wchodz¹cych w sk³ad mieszanki kruszywa ................... 9.6.1.6. Sprawdzenie zawartoci cementu .................................. 9.6.1.7. Sprawdzenie wskanika w/c ........................................... 9.6.1.8. Sprawdzenie zawartoci zaprawy ................................... 9.6.1.9. Sprawdzenie zawartoci cz¹stek o rednicy poni¿ej 0,125 mm ......................................... 9.6.1.10. Uwzglêdnienie wilgotnoci kruszywa ............................ 9.6.2. Projektowanie mieszanki betonowej, w której przewidziano u¿ycie domieszki w postaci plastyfikatora i uwzglêdniono rzeczywist¹ wytrzyma³oæ cementu ..................... 9.6.2.1. Przyjêcie podstawowych za³o¿eñ do projektowania ........ 9.6.2.2. Jakociowy dobór sk³adników .......................................... 238 239 239 241 241 243 244 245 246 246 246 247 247 247 248 248 248 248 250 250 251 251 251 252 252 252 253 253 253 9 9.6.2.3. Przyjêcie parametrów w równaniu Bolomeya i obliczenie wskanika w/c ............................................. 9.6.2.4. Przyjêcie pozosta³ych paramerów i obliczenie iloci sk³adników mieszanki betonowej .... 9.6.2.5. Obliczenie iloci kruszywa ¿wirowego oraz piasku wchodz¹cych w sk³ad mieszanki kruszywa ................... 9.6.2.6. Sprawdzenie zawartoci cementu .................................. 9.6.2.7. Sprawdzenie wskanika w/c ........................................... 9.6.2.8. Sprawdzenie zawartoci zaprawy................................... 9.6.2.9. Sprawdzenie zawartoci cz¹stek o rednicy poni¿ej 0,125 mm ......................................... 9.6.2.10. Uwzglêdnienie wilgotnoci kruszywa ........................... 9.6.3. Omówienie wyników projektowania (podrozdz. 9.6.1 i 9.6.2) .................................................................. 9.7. Ogólne zasady wprowadzania dodatków do sk³adu betonów zwyk³ych ..................................................................... 9.8. Badanie w³aciwoci mieszanki betonowej ............................................... 9.8.1. Ocena konsystencji .......................................................................... 9.8.2. Ocena zawartoci powietrza w mieszance betonowej .................... 9.9. Badanie wytrzyma³oci betonu na ciskanie ocena klasy wytrzyma³oci betonu ............................................................ Literatura ............................................................................................................ 10 254 254 255 255 255 256 256 256 256 257 259 259 261 262 264
