CS231365B1 - Method of determination of pucolane activity of silicate materials - Google Patents
Method of determination of pucolane activity of silicate materials Download PDFInfo
- Publication number
- CS231365B1 CS231365B1 CS825070A CS507082A CS231365B1 CS 231365 B1 CS231365 B1 CS 231365B1 CS 825070 A CS825070 A CS 825070A CS 507082 A CS507082 A CS 507082A CS 231365 B1 CS231365 B1 CS 231365B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- reaction
- solution
- acid
- determination
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 15
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 38
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 19
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 claims description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- PYRZPBDTPRQYKG-UHFFFAOYSA-N cyclopentene-1-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CCCC1 PYRZPBDTPRQYKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 5
- -1 aluminate hydrates Chemical class 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 1
- UFLSLGGVXPPUDQ-UHFFFAOYSA-N dicalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[Ca++].[Ca++] UFLSLGGVXPPUDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011429 hydraulic mortar Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- NQSJDHNNJIQPNW-UHFFFAOYSA-K trisodium;trichloride Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Cl-].[Cl-].[Cl-] NQSJDHNNJIQPNW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000005335 volcanic glass Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu stanovení pucolánové aktivity silikátových materiálů důležitých pro stavební výrobu a vhodného pro provozní laboratoře·The invention relates to a method for determining pozzolanic activity of silicate materials important for construction production and suitable for operational laboratories.
V různých odvětvích stavebního průmyslu, zejména při výrobě a použití maltovin a stavebních prvků, se účinně uplatňují přirozené i umělé silikáty vykazující pucolánovou aktivitu, to je schopnost reagovat v přítomnosti vody již za normální teploty s hydroxidem vápenatým za vzniku kalciumsilikáthydrátů, případně kaleiumalumináthydrátů, které způsobují tuhnutí a tvrdnutí hydraulických maltovin.Natural and artificial pozzolanic silicates, i.e. the ability to react with calcium hydroxide in the presence of water at normal temperature to form calcium silicate or kaleium aluminate hydrates, are effective in various sectors of the construction industry, particularly in the production and use of mortars and building elements. solidification and hardening of hydraulic mortars.
V přírodě se vyskytující křemičitany těchto vlastnosti se označují společným názvem pucolány a patří sem například některá sopečná skla, jako tufy, perlity a další látky» například spongility. Z umělých křemičitanů jde především o vedlejší produkty a průmyslové odpady, z nichž na prvém místě jsou strusky a elektrárenské popílky, dále křemičité úlety z různých výroben a jiné. Převážná většina těchto surovin má rozsáhlé použití v průmyslu stavebních hmot jako součást různých pojiv. Tak lze například spongility či popílky vhodných vlastností přidávat do směsných cementů obdobně jako strusku. Elektrárenské popílky mají uplatnění v silničním stavitelství, při výrobě plynosilikátů a podobně· Těmito aktivními přísadami se zvyšuje celkový objem výroby maltovin i stavebních prvků a v případě elektrárenských popílků se současně užitečně likviduje obtížný průmyslový odpad, jehož pravidelné odstraňování je nákladné a činí problémy péči o zlepšování životního prostředí.Naturally occurring silicates of these properties are referred to by the common name pozzolans, and include, for example, some volcanic glasses such as tuffs, perlite and other substances, such as spongility. The artificial silicates are mainly by-products and industrial wastes, of which the first place is slag and power ash, as well as siliceous fumes from various plants and others. The vast majority of these raw materials are widely used in the building materials industry as part of various binders. Thus, for example, spongility or fly ash of suitable properties can be added to mixed cements similarly to slag. Power plant fly ash is used in road construction, in the production of gas silicates, etc. · These active ingredients increase the total production volume of mortar and building elements, and in the case of power plant fly ash at the same time useful industrial waste is disposed of. of the environment.
Širšímu využití popílků a ostatních pucolánů mohou účinně. pomoci detailnější znalosti jejich složení a vlastností.The wider use of fly ash and other pozzolans can effectively. to help in more detailed knowledge of their composition and properties.
231 365231 365
Kriteria pro posouzení těchto materiálů nejsou jednotná a přihlížejí к rozmanitosti jejich použití. Nejčastěji jsou požadovány jednoduché a rychlé zkoušky, kterých však .je к dispozici poměrně málo a většinou vystihují jen některé vlastnosti zkoušeného vzorku.The criteria for assessing these materials are not uniform and take into account the diversity of their use. Simple and rapid tests are most often required, but relatively little is available, and in most cases reflect only some of the properties of the test sample.
Nejdůležitějším ukazatelem použitelnosti daného silikátu pro uvedené účely je Jeho pucolánová aktivita,, způsobené přítomností aktivního oxidu hlinitého, především ^však obsahem aktivního oxidu křemičitého v amorfní formě, který na rozdíl od krystalických forem reaguje poměrně rychle s roztoky některých silných kyselin i zásad vhodné koncentrace. Na těchte vlastnostech jsou také založeny chemické, případně fýzikálně chemické metody stanovení obsahu aktivního oxidu křemičitého, přímé i nepřímé. Řada metod spočívá na stanovení úbytku hydroxidu vápenatého po stanovené době Jeho reakce se zkoušeným pucolánem v přítomnosti přebytku vody, případně postupně během například 28 dní, a to za laboratorní nebo zvýšené teploty. Sledování průběhu této reakce v časové závislosti umožní posoudit hodnotu nejen celkové, ale i počáteční aktivity, kterážto vlastnost má pro uživatele příslušného materiálu zásadní důležitost. Většina metod je založena na sledování rozpouštění pucolánu v roztocích některých silných kyselin nebo zásad, přičemž se převážně stanovuje množství kyseliny křemičité přešlé za danou dobu do roztoku.The most important indicator of the usefulness of a given silicate for this purpose is its pozzolanic activity due to the presence of active alumina, but mainly the content of active silica in amorphous form, which, unlike crystalline forms, reacts relatively quickly with solutions of some strong acids and bases of appropriate concentration. Chemical or physically-chemical methods of determining the active silica content, both direct and indirect, are also based on these properties. A number of methods rely on determining the loss of calcium hydroxide after a specified time of its reaction with test pozzolan in the presence of excess water, possibly gradually over, for example, 28 days, at room or elevated temperature. Monitoring the progress of this reaction over time will allow to assess not only the total but also the initial activity, which property is of critical importance to the user of the material in question. Most methods are based on monitoring the dissolution of pozzolan in solutions of some strong acids or bases, predominantly determining the amount of silicic acid passed over a given time into solution.
Jedna z poměrně mála rychlých a přitom dosti průkazných metod spočívá ve sledování kinetiky rozpouštění navážky zkoušeného vzorku ve směsi kyselin dusičné a fluorovodíkové s následujícím stanovením nerozpuštěného zbytku. Teploměrem se sleduje průběh exotermické reakce v časové závislosti; z poměru rozpouštěcího tepla uvolněného za 5 minut a za 60 minut se určí počáteční pucolánová aktivita, zjištěný nerozpuštěný podíl po jednohodinovém rozpouštění lze považovat za přibližný obsah stabilních, inertních složek.One of the relatively few rapid and yet quite significant methods consists in monitoring the dissolution kinetics of the test sample in a mixture of nitric and hydrofluoric acids, followed by determination of the undissolved residue. The thermometer monitors the course of the exothermic reaction over time; the initial pozzolanic activity is determined from the ratio of dissolution heat released in 5 minutes and 60 minutes, the observed insoluble fraction after 1 hour dissolution can be considered to be an approximate content of stable, inert components.
Tato zkouška má však podstatnou nevýhodu v malé specifičnosti, poněvadž podle ní se jako aktivní projeví všechny alkalické látky reagující s přebytkem kyseliny, například magnesit,However, this test has a significant disadvantage of low specificity since all alkaline substances reacting with an excess of acid, such as magnesite, will be active,
-3231 365 kalcit a jiné,které neobsíOiují vůbec žádný aktivní oxid křemičitý ani oxid hlirdtýnneoozpuštěný zbytek může být niininiáání,ale pucolánové aktivita zkoušeného mteriálu je nulová.Je však známo,že z aktivity pucolánu nelze bezprostředně usuzovat na vývoj a hodnoty pevrootí z něho připraveného pojivá i když tyto pevnooti jsou obsahiem pu®olanicky aktivních složek značně ovlivňovány .Zcela spolehlivá a úplně'údaje o efektu aktivnich.složek obsažených'v pucolanu.při dlouhodobém hydratačním procesu probíhajícím v pojivu mohou podat pouze metody kombinojící.sledování chemických změn ve zkoušená směsi se zkouškami pevnc^sí v průběhu alespoň jednoho roku.-3231 365 calcite and others that do not contain any active silica or nitrous oxide dissolved in the residue may be low in quantity, but the pozzolanic activity of the test material is zero. Although these solids are largely influenced by the content of puolalanically active ingredients. Completely reliable and complete data on the effect of pucolane active ingredients. In the long-term hydration process in the binder, only methods combining the following of chemical changes in the test mixture can be administered. solid state tests during at least one year.
Uvedené. nedostatky odstraňuje způsob stanovení pucolánové aktivity podle ^lólezUu jehož podstatou je,že se do reakčního roztoku, tvořeného silnou anorganickou kУsθliocu,otpř. kyse linou chlorovodíkovou nebo dusičnou ,vpraví nejprve navážka tuhého vzorku v práškovité foimě,pak zředěná kyselina fluorovodíková o . koncennraci c/HF/s· 1 až 12 moo/1 a nakonec roztok rozpustné draselné soli^ výhodou ' okyselený nasycený roztok dusičnanu nebo chloridu drαtelnéhc,přčeemž se po každém přídavku měří změna teploty tměěi,způtobená každou ze tří proběhlých reakc^načež se provede kalibrace navážkami čistého amorfního oxidu křemičitého.iodle dalšího , význaku vynálezu je možno, navážku tuhého vzorku v práškovité formě vnášet přímo do směsi kyseliny níž je, silná anorganická kyselina o konncnnraci c/H+/= 0 až 10 nd/1 a kyselina fluorovodíková o koncentraci c/HF/- 0,1 až 10 mol/1 a po proběhlé reakci se přidá roztok rozpustné draselné soli, v výhodou nasycený roztok dusičnanu drtselnáhs,přčeemž se po každém přidavku změří změna teploty směěi,způsobená každou z pro běhlých reakcí.Listed. deficiencies and method for the determination of pozzolanic activity by ^ lólezUu which is characterized in that to the reaction solution, consisting of the strong inorganic kУ θliocu, otpř. alkyl emanate hydrochloric or nitric acid, is introduced first, the portion of the solid sample in powder foimě then diluted hydrofluoric acid. a c / HF concentration of 1 to 12 molar / l and finally a soluble potassium salt solution, preferably an acidified saturated solution of nitrate or trisodium chloride, after which each change in darkness temperature, caused by each of the three reactions carried out, is measured. Calibration by Pure Amorphous Silica Dioxide In accordance with a further feature of the invention, the solid sample in powder form may be introduced directly into the mixture of acid, strong inorganic acid having a c / H + / = 0-10 nd / l concentration and hydrofluoric acid. a concentration of c / HF / 0.1 to 10 mol / l, and after the reaction, a solution of a soluble potassium salt, preferably a saturated solution of potassium nitrate, is added, after which the temperature change caused by each of the running reactions is measured after each addition.
Základní výhoda způsobu podle vynálezu - spočívá v tom,že umožňuje dostatečně spolehlivé posouzení předloženého maaeriálu jedním nebo několika rychlými měřeními za použžií jednoduchého zařízení.První - teplotní* impuls je při tomto způsobu stanovení pucoiánové aktivity silikátových materiálů přímo úměrný obsahu alkalicky reagujících složek,druhý teplotní impuls je , úměrný obsahu látek reagujících jistou ' rychlootí s kyselinou fluorovodíkovou, což je především aktivní.. oxid hlinitý a oxid křemčitt,přččemž měěření této - rychlosti umožňuje určit tzv. počáteční pucolánovou aktivitu vzorku a konečně třetí teplotní impuls umožní specifické zjištění obsahu do roztoku přešlého aktivního oxidu křemčitého. V případě,že zkoušený roztok je alkalicky reagu^cí látkou pucolanicky zcela oeаtkevnO,teplotoí impuls první reakce je velmi výrazný,zatímco druhé dva teplotní impulsy jsou zcela nepatrné nebo nulové.Jeeli pucolanicky aktivní složkouThe basic advantage of the method according to the invention is that it allows a sufficiently reliable assessment of the present material by one or more rapid measurements using a simple device. The first temperature temperature impulse is proportional to the content of alkaline reactants in this method of determining the pozzolanic activity of silicate materials. The impulse is proportional to the content of substances reacting at certain speed with hydrofluoric acid, which is mainly active. alumina and silicon oxide, while measuring this rate allows to determine the so-called initial pozzolanic activity of the sample and finally the third temperature impulse allows specific detection of active silica. If the test solution is completely alkaline reactant, the temperature pulse of the first reaction is very pronounced, while the other two temperature pulses are completely negligible or zero.
231 ЗВ5231 ЗВ5
- 4 exid hlinitý, je druhý teplotní impuls výraznější a třetí teplotní impuls, určující pouze obsah aktivního oxidu křemičitého· v roztoku, je zanedbatelný. Je-li aktivní složkou jak oxid hlinitý, tak i oxid křemičitý, je druhý i třetí teplotní impuls výrazný. Poměr těchto obou složek se určí kalibračním měřením. Jako standard pro kvantitativní vyhodnocení výsledků měření slouží suchý gel amorfního oxidu křemičitého, jehož navážky se zpracují zcela stejným postupem jako zkoušené vzorky pucolánů.- 4 aluminum oxide, the second temperature pulse is more pronounced and the third temperature pulse, determining only the active silica content of the solution, is negligible. If the active ingredient is both alumina and silica, the second and third temperature impulses are significant. The ratio of the two components is determined by calibration measurement. A dry amorphous silica gel is used as a standard for the quantitative evaluation of the measurement results, the batches of which are processed in exactly the same way as the test samples of pozzolans.
Ze známých zařízení lze к tomuto způsobu stanovení pucolánové aktivity silikátových materiálů po některých úpravách použít reakční roztokové kalorimetry pro stanovení rozpouštěcích tepel. Tyto však mají většinou složitou konstrukci, která neumožňuje jejich využití к rychlým chemickým rozborům a zkouškám, vyžadujícím zařízení s možností snadné a rychlé výměny reakčních roztoků a vzorků. Je známo zařízení, které tent· požadavek splňuje, avšak jeho reakční část, tvořená třemi ponornými pipetkami, nevýhodně zvyšuje tepelnou kapacitu měřeného systému.From known devices, reaction solution calorimeters can be used for determining the pozzolanic activity of silicate materials after some treatments to determine the dissolution heat. However, these are generally of a complex design which do not allow their use for rapid chemical analyzes and tests requiring equipment with the possibility of quick and easy exchange of reaction solutions and samples. A device which meets this requirement is known, but its reaction part, consisting of three dip pipettes, disadvantageously increases the heat capacity of the system to be measured.
Je proto výhodné použít tohoto zařízení s upravenou reakční částí, která obsahuje jedinou ponornou pipetku, z níž lze postupně dávkovat dva roztoky různých činidel o různém objemu·It is therefore advantageous to use this apparatus with a modified reaction portion which comprises a single dip pipette from which two solutions of different reagents of different volumes may be successively dispensed.
Toto uspořádání umožňuje velice snadné měření, které pedle povahy zkoušeného vzorku netrvá déle než 10 až 30 minut, takže za jednu pracovní směnu lze provést několik desítek stanovení .This arrangement makes it very easy to measure, which takes no more than 10 to 30 minutes for the nature of the sample to be tested, so that several dozen determinations can be made per shift.
Způsob stanovení podle vynálezu se provádí na zařízení znázorněném na připojeném výkrese, kde je naznačen schematický řez zařízením v nárysu. Zařízení je tvořeno reakční kádinkou 1 z plastického materiálu, která Je vložena v Dewarově nádobě 2, umístěné ve vodní lázni J. V reakční kádince 1 je reakční roztok Д, v němž je míchadlo j>. V téže vodní lázni J je umístěna odměrná baňka 6 s reakčním roztokem Ί_ zředěné kyseliny · Nad Dewarovou nádobou 2 je vysunovatelné víko 8 s isolační vzduchovou mezerou 2. a se zabudovaným teplotním čidlem LQ, například termistorem. Ve vysunovatelném víku 8 je otvor Ц pro dávkovač 12 tuhých vzorků 13 uzavřený vodotěsným víčkem ϋ a opatřený pístem 1Д. V druhém otvoru 16 vysunovatelného víka 8The determination method according to the invention is carried out on the device shown in the attached drawing, where a schematic sectional view of the device in front view is shown. The apparatus consists of a reaction beaker 1 of plastic material which is placed in a Dewar vessel 2, placed in a water bath J. In reaction beaker 1, there is a reaction solution D in which the stirrer 6 is. A volumetric flask 6 with a dilute acid reaction solution 6 is disposed in the same water bath. Above the Dewar vessel 2 there is a removable lid 8 with an insulating air gap 2 and a built-in temperature sensor 10, for example a thermistor. In the retractable lid 8, the opening Ц for the solids dispenser 12 is closed by a watertight lid ϋ and provided with a piston 1Д. In the second opening 16 of the retractable lid 8
231 365 je zabudována ponorná pipetka . 17 s výtokovou trubičkou 18..Ve vodní lázni 3 jsou dále umístěny dvě zásobní láhve.19 a 20 s roztoky činidel 21 a 22· Zásobní láhve 19 a 20 jsou spojeny trubičkami 23 a 24 .s neznázorněiým zdrojem. tlakového vzduchu. V zásobních lahvích 19 a 20 jsou dále plnicí trubičky 25 a 26 sahající vždy jedním koncem ke dnu každé zásobní láhve 19 a 20, zatímco jejich druhé konce jsou volitelně hluboko zasunuty do ponorné pipetky 17. Horní konec 27 ponorné pipetky 17 je spojen s neznázorněiým zdrojem tlakového vzduchu.231 365 is a built-in pipette. In addition, two reservoir bottles 19 and 20 with reagent solutions 21 and 22 are placed in the water bath 3. The reservoir bottles 19 and 20 are connected by tubes 23 and 24 to a source (not shown). of compressed air. Further, in the storage bottles 19 and 20 there are filling tubes 25 and 26 extending one end to the bottom of each storage bottle 19 and 20, while the other ends thereof are optionally deeply inserted into the dip pipette 17. The upper end 27 of the dip pipette 17 is connected to a source not shown. of compressed air.
Způsob stanovení pucolánové aktivity silikátového matriálu na popsaném zařízení je následujjcí:The method of determining the pozzolanic activity of the silicate material on the described apparatus is as follows:
Do reakční kádinky 1 umístěné v Dewarwě nádobě 2 ve vodní lázni. 3. se odměří odměrnou baňkou 6 . přesné moossví 100,0 ml vytemperované zředěné kyseliny dusičné o konccirtraci 2 moo/litr jako reakcn^ho roztoku 7. Teplota vodní lázně 3. se nemá .lišit více než o 0,5OC od teploty laboratoře, kterou je výhodné udržovat konntantní, nejlépe na 23 - 1°C. Do dávkovače 12 se naváží 1 g tuhého vzorku 13, uzavře se vodotěsiým víčkem 14 a dávkovač 12 se vsune do otvoru 11 vysunovatelného víka 8. Ponorná pipetka 17 s výtokovou trubičkou 18 se naplní roztokem . prvého činidla 21,* kterým je zředěná kyselina fluorovodíková,- a to z polyetylenové zásobní láhve 19 přetaakem vzduchu vedeného trubičkou 23, čímž činidlo 21 přetéká plnicí trubičkou. 23 do ponorné pipetky 17. Tato trubička 23 je vertikálně posunovaaelná a. volitelná hloubka zasunutí jejího konce v pipetce určuje objem roztoku činidla 21. v ponorné pipetce 17. Jakmile přitékající roztok činidla 21 dosáhne ke konci plnicí trubičky 23_ v ponorné pipetce 17, uvolní se ručně nebo elektromechanicky přetlak vzduchu a přebytečný roztok činidla 21 nad nastavený objem přeteče samospádem z ponorné pipetky 17 do zásobní láhve 19. Nato se spustí vysunovoteloé víko 8 a zapne míchadlo 5,. Na neznazorněný Weeastooeův můstek se přivede vhodné napětí, například 1 V. Nnznázorněný digitální miiivootmti? . se nastaví na nulu a pisátko ^znázorněného zapisovače o vhodně zvolené citlivosti se .posune na kraj záznamového papíru. Pak se tuhý vzorek 13 zvolna vytlačí i s vodotěsným víčkem 14 z dávkovače 12 do reakčního roztoku 4 zředěné kyše231 385 liny dusičné v koncentraci 0,5 až 6 mol/litr v reakční kádince 1, na digitálním displeji milivoltmetru se odečte maximální dosažená hodnota a zapíše například na papír zapisovače, který zaznamenává průběh celé reakce v časové závislosti. Pas se opět nastaví nula na číslicovém voltmetru i na zapisovači a elektrickým dmychadélkem připojeným к hornímu konci 27 ponorné pipetky 17 nebo mechanicky se vstřikne 10 ml roztoku prvního činidla 20 a to zředěné kyseliny fluorovodíkové (1+1) z ponorné pipetky 17 do reakční směsi v reakční kádince 1 a stejným způsobem se zapíše průběh této reakce. Nato se naplní ponorná pipetka 17 druhým činidlem 22 a to nasyceným roztokem dusičnanu draselného v roztoku zředěné kyseliny dusičné o koncentraci 0,2 mol/litr a nechá se opět asi jednu minutu temperovat. Na digitálním milivoltmetru i na zapisovači se nastaví nula a do reakční směsi se vstřikne 10 ml druhého činidla 22. to je roztoku draselné soli. К teplotnímu impulsu na registračním záznamu se opět připíší odpovídající údaje v mV z digitálního displeje, zejména hodnota v okamžiku vstřiku druhého činidla 22 a dosažené maximum.In a reaction beaker 1 located in a Dewarwa vessel 2 in a water bath. 3. Measure with a graduated flask 6. accurate moossví tempered 100.0 ml of dilute nitric acid of 2 moo konccirtraci / liter as a reaction solution through the seventh-temperature water bath 3. The .lišit should not more than 0.5 ° C from room temperature, which is preferable to maintain konntantní, preferably at 23-1 ° C. Weigh 1 g of solid sample 13 into the dispenser 12, close it with a watertight lid 14 and insert the dispenser 12 into the opening 11 of the retractable lid 8. The immersion pipette 17 with the discharge tube 18 is filled with solution. of the first reagent 21, which is dilute hydrofluoric acid, from the polyethylene storage bottle 19 via the overflow of air guided through the tube 23, whereby the reagent 21 overflows through the feed tube. This tube 23 is vertically displaceable and the selectable insertion depth of its end in the pipette determines the volume of the reagent solution 21 in the immersion pipette 17. Once the inflowing reagent solution 21 reaches the end of the filling tube 23 in the immersion pipette 17, it is released. manually or electromechanically, the excess air pressure and excess reagent solution 21 over the set volume overflow by gravity from the dip pipette 17 into the storage bottle 19. Then, the lid 8 is lowered and the stirrer 5 is turned on. A suitable voltage, for example 1 V, is applied to a Weeastooe bridge (not shown), such as a digital miiivootmti (not shown)? . is set to zero and the stylus of the illustrated recorder of a suitably selected sensitivity is moved to the edge of the recording paper. Then, the solid sample 13 is slowly pushed with the waterproof cap 14 from the dispenser 12 into the reaction solution 4 of the diluted acidic acid liquor at a concentration of 0.5 to 6 mol / liter in the reaction beaker 1, the maximum reading is read on a digital millivoltmeter display. on a recorder paper that records the course of the entire reaction in time. The waist is reset to zero on both the digital voltmeter and the recorder and by an electric blower connected to the upper end 27 of the dip pipette 17 or mechanically injected with 10 ml of the first reagent 20 solution (1 + 1) from dip pipette 17 into the reaction mixture. of reaction beaker 1 and the course of this reaction is recorded in the same way. Subsequently, the immersion pipette 17 is filled with the second reagent 22, a saturated solution of potassium nitrate in a dilute nitric acid solution of 0.2 mol / liter, and allowed to cool again for about one minute. Zero is set on the digital millimeter and recorder and 10 ml of second reagent 22 is injected into the reaction mixture. Again, the corresponding mV readings from the digital display, in particular the value at the time of injection of the second reagent 22 and the maximum reached, are added to the temperature pulse on the registration record.
Pak se provede kalibrační měření pomocí alespoň dvou navážek například 0,3 a 0,8 g čistého amorfního oxidu křemičitého SiOg, v němž se předem stanoví obsah vody jako ztráta žíháním. Tyto navážky se zpracují zcela stejným postupem jak bylo uvedeno pro 1 g tuhého vzorku 12. Při těchto kalibracích je první teplotní impuls zanedbatelný a udává v podstatě smáčecí teplo. Druhý teplotní impuls je úměrný obsahu oxidu křemičitého reagujícího v kyselém prostředí se zředěnáu kyselinou fluorovodíkovou podle rovnice niceA calibration measurement is then carried out by means of at least two weighings, for example 0.3 and 0.8 g of pure amorphous silica SiO2, in which the water content is predetermined as the loss on ignition. These weights are processed in exactly the same manner as described for 1 g of solid sample 12. In these calibrations, the first temperature pulse is negligible and gives essentially wetting heat. The second temperature impulse is proportional to the content of silica reacting in the acid medium diluted with hydrofluoric acid according to the equation
a třetí impuls je pak zcela specifický pro obsah oxidu křemi—and the third impulse is then completely specific for the silica content—
Ze zjištěných hodnot výšek teplotních impulsů reakcí (A) i (B) pro navážky amorfního oxidu křemičitého při kalibračních experimentech se sestrojí kalibrační graf závislosti teplotníchFrom the measured values of temperature impulses of reactions (A) and (B) for the loading of amorphous silica during calibration experiments, a calibration graph of temperature dependence is constructed.
-7 231 365 impulsů na přítomni množství oxidu křemičitého v mg. Při vyhodnocování výsledků rozboru pucolanických matteiálů se pak z tohoto kalibračního grafu odečte mnc^^í aktivního oxidu křemičitého v mg v navážce vzorku 1 g a přepoččtá na procenta. Z reakce (B) s draselnou solí vypočítaný obsah aktivního oxidu křemičitého se porovná s hodnotou zjištěnou méně specifickou reakcí (A)· Pokud tato reakce (A) poskytuje pro oxid křemičitý výsledky vyšši než při stanovení podíle reakce (B), je to nutno přičíst na vrub přížomnému oxidu hliniémnu v aktivní formě, který se při reakci (B) neuppatní.-7,231,365 pulses per mg silica present. When evaluating the results of the pozzolanic material analysis, the quantity of active silica in mg in a sample of 1 g of sample is then subtracted from this calibration graph and converted to a percentage. From the reaction (B) with potassium salt, the calculated active silica content is compared with the value found by the less specific reaction (A). If this reaction (A) gives results for silica higher than the determination of the reaction (B), to active alumina in the active form, which is not applicable in reaction (B).
Zaregistrovaný průběh reakce (A) v časové závislosti slouží k posouzení počáteční pucolánové aktivity tuhého vzorku 12.The registered course of reaction (A) over time serves to assess the initial pozzolanic activity of the solid sample 12.
se pomí^tr hodnoty tepelného zabarvení reakce po pěti minutách k celkovou reakčnímu impulsu v maximu. Čím Je tent© poměr bližší jedničce, tím Je počáteční pucolánové aktivita materiálu větší.The ratio of the thermal color of the reaction after five minutes to the total reaction pulse at the maximum is measured. The closer the ratio is to 1, the greater the initial pozzolanic activity of the material.
Reakční rychlost podstatně závisí na ^emmos! zkoušeného tuhého vzorku 12, takže ' tato mmření umožní současně po^(^i^c^i't i případnou nutnost mletí zkoušeného oateeiέlu.The reaction rate substantially depends on the emmol. of the test solid 12 so that these measurements simultaneously permit the possible necessity of grinding the test sample.
Je velmi užitečné rovněž stanovit ' rychlou termoihemiikou í .It is also very useful to determine rapid thermo-chemistry.
metodou celkový obsah oxidu křemičitého ve vzorku, a to po rozkladu vzorku ve· smmsi zředěné kyseliny chlorovodíkové a fluorovodíkové za tepla v polyethylenové láhvi se zpětným chladičem. Stanovení netrvá déle než 40 minut a Jeho výsledek Je velmi důležitý z hlediska komoPιenOtšího posouzení vlastností zkoušeného materiálu. Je-li ' celkový obsah oxidu křemičitého ve vzorku podstatně vyšší než obsah žkamOžtě aktivního oxidu křemičitého, může se při dlouhodobé reakci pucolánové .přísady s vápenatou složkou v již utuhlé.maltovinové směsi tato okamžitě nereagující část oxidu křemičitého SiO? postupně projevovat nepřízní^m o^íLí^v^iií^ii^o pevnc^sí.by the total silica content of the sample after decomposition of the sample in · smmsi of dilute hydrochloric and hydrofluoric acid in the hot polyethylene bottle with a reflux condenser. The determination takes no more than 40 minutes and its result is very important for a more comprehensive assessment of the properties of the test material. If the total silica content of the sample is substantially higher than that of the active silica, the non-reactive portion of SiO2 may be present in the already solidified clay mixture in the long-term reaction of the pozzolanic admixture with the calcium component. gradually exhibit an unfavorable strength.
Způsob podle vynálezu lze též aplikovat na řešení řady dalších problénů v silikátové chemii i k různým kontrolním zkouškám v praxi. Tento způsob může sloužit při stanovení poměru aktivního oxidu vápenatého a dikalcijOsSlikétu v hydvápně, při stanovení aktivity strusek i dalšíchThe method according to the invention can also be applied to solving a number of other problems in silicate chemistry and to various control tests in practice. This method can be used to determine the ratio of active calcium oxide to dicalcium oxide in the hydropower plant, to determine the activity of slags and other
231 3β5 silikátů, obecně к hodnocení jejich sklovitého amorfního stavu i stupně odskelnění, při zjišťování stupně aktivace různých pucolanických i jiných materiálů jakož i pro určení optimálních podmínek této aktivace, pro sledování vzniku a rozkladu různých fází při výzkumu žárovzdorných materiálů případně obecně silikátů za vyšších teplot, při výzkumu struktury a rekrystalisace skla, pro zjišťování aktivity kameniva pro výrobu betonu, pro kontrolu stejnorodosti keramické suroviny.231 3β5 silicates, generally to assess their vitreous amorphous state and degree of devitrification, to determine the degree of activation of various pozzolanic and other materials and to determine the optimal conditions of this activation, to monitor the formation and decomposition of various phases in refractory materials or , in research of structure and recrystallization of glass, for determination of aggregate activity for concrete production, for control of homogeneity of ceramic raw material.
Popsané zařízení lze použít obecně pro různé sériové rozbory, například pro rychlé stanovení obsahu síranů v popílku, cementech a podobně, stanovení hydratačního tepla cementu, stanovení obsahu celkového oxidu křemičitého v nejrůznějších minerálních surovinách, pro stanovení aktivní složky v páleném vápně, stanovení obsahu oxidu vápenatého ve vápnopopílkevé směsi, stanovení některých vlastností strusek i jejich chemického složení, stanovení smáčecích tepel různých práškových materiálů, což umožňuje výpočet jejich měrných povrchů a podobně.The described apparatus can be used in general for various serial analyzes, for example for rapid determination of sulphate content in fly ash, cements and the like, determination of cement hydration heat, determination of total silica content in various mineral raw materials, determination of active ingredient in quick lime, calcium content in the lime-sand mixture, determination of some properties of slags and their chemical composition, determination of wetting heat of various powdered materials, which allows calculation of their specific surfaces and the like.
Claims (2)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24800482A DD234191A3 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | METHOD OF DETERMINING THE PUZZLOLANACTIVITY OF SILICATE MATERIALS |
| CS825070A CS231365B1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | Method of determination of pucolane activity of silicate materials |
| SU837772856A SU1423962A1 (en) | 1982-07-02 | 1983-02-17 | Method of determining puzzolane activity of silicate materials |
| HU233883A HU192151B (en) | 1982-07-02 | 1983-06-28 | Method for determining puzzolanic activity of materials containing silicate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS825070A CS231365B1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | Method of determination of pucolane activity of silicate materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS507082A1 CS507082A1 (en) | 1984-03-20 |
| CS231365B1 true CS231365B1 (en) | 1984-11-19 |
Family
ID=5394862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS825070A CS231365B1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | Method of determination of pucolane activity of silicate materials |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS231365B1 (en) |
| DD (1) | DD234191A3 (en) |
| HU (1) | HU192151B (en) |
| SU (1) | SU1423962A1 (en) |
-
1982
- 1982-07-02 DD DD24800482A patent/DD234191A3/en not_active IP Right Cessation
- 1982-07-02 CS CS825070A patent/CS231365B1/en unknown
-
1983
- 1983-02-17 SU SU837772856A patent/SU1423962A1/en active
- 1983-06-28 HU HU233883A patent/HU192151B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS507082A1 (en) | 1984-03-20 |
| DD234191A3 (en) | 1986-03-26 |
| SU1423962A1 (en) | 1988-09-15 |
| HU192151B (en) | 1987-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lura et al. | Simultaneous measurements of heat of hydration and chemical shrinkage on hardening cement pastes | |
| Hu et al. | Estimation of reaction kinetics of geopolymers at early ages | |
| Parrott et al. | Monitoring Portland cement hydration: comparison of methods | |
| Justnes et al. | Total and external chemical shrinkage of low w/c ratio cement pastes | |
| Hobbs | Carbonation of concrete containing pfa | |
| Ramesh et al. | Quantification of impact of lime on mechanical behaviour of lime cement blended mortars for bedding joints in masonry systems | |
| Ge et al. | Characterization and performance prediction of cement-based materials using a simple isothermal calorimeter | |
| Zákoutský et al. | Effect of temperature on the early-stage hydration characteristics of Portland cement: A large-volume calorimetric study | |
| Livesey et al. | Measurement of the heat of hydration of cement | |
| Geiker | Characterisation of development of cement hydration using chemical shrinkage | |
| Justnes et al. | THE INFLUENCE OF CEMENT CHARACTERISTICS ON CHEMICAL | |
| Watt et al. | The composition and pozzolanic properties of pulverised fuel ashes | |
| Adams | The measurement of very early hydration reactions of portland cement clinker by a thermoelectric conduction calorimeter | |
| Mahler et al. | The volumetric contraction of dental gypsum materials on setting | |
| Riding et al. | Durability evaluation of ternary mix designs for extremely aggressive exposures | |
| HU192151B (en) | Method for determining puzzolanic activity of materials containing silicate | |
| Chatterjee et al. | Estimation of free Calcium Hydroxide present Hydrated Cements by Differential Thermo-gravimetric Analysis | |
| Banfill | Superplasticizers for Ciment Fondu. Part 2: Effects of temperature on the hydration reactions | |
| CN101008600A (en) | Quick determination method of water content of block | |
| Chandra et al. | Hydration and strength of neat Portland cement | |
| CS247068B2 (en) | Method for determination of solid substances activity | |
| Munyao | Effects of surface and subsurface mixing water of Nairobi, Machakos and Kajiado Counties on cement mortar performance | |
| SU1456889A1 (en) | Method of analyzing cement activity | |
| Fidjestøl et al. | Hydrogen evolution in concrete due to free silicon metal in microsilica | |
| Smith et al. | Self-Desiccation of Self-Levelling Flooring Products and Investigations of Different Moisture Measurement Methods |