Enerjik olarak modifiye edilmiş çimento - Energetically modified cement

Volkanik kayalardan yapılmış bir EMC (Luleå, İsveç, 2020)

Enerjik olarak modifiye edilmiş çimentolar (EMC'ler) bir sınıftır çimentolar den imal edilmiş puzolanlar (Örneğin. külleri Uçur, volkanik kül, Pozzolana ), silis kumu, yüksek fırın cürufu veya Portland çimentosu (veya bu bileşenlerin karışımları).[1] "Enerjik olarak değiştirilmiş" terimi, mekanokimya hammaddeye uygulanan işlem, daha doğru bir şekilde "yüksek enerjili bilyalı öğütme" (HEBM) olarak sınıflandırılır. Bu, diğerleri arasında termodinamik malzemedeki dönüşümü artırmak için kimyasal reaktivite.[2] EMC'ler için kullanılan HEBM işlemi, özel bir titreşim öğütme keşfedildi İsveç ve sadece burada "EMC Aktivasyonu" adı verilen çimento esaslı malzemelere uygulanır.[3]

Enerjik olarak modifiye edilmiş çimentoların geniş bir kullanım alanı vardır. Örneğin, EMC'ler betonlar büyük için altyapı Birleşik Devletler'deki projeler, ABD somut standartlarını karşılamaktadır.[4]

Meşrulaştırma

Luleå Teknoloji Üniversitesi (LTU) kampüsü Luleå, İsveç

"Enerjik olarak modifiye edilmiş çimento" terimi, ilk olarak 1993 yılında keşfedilen özel bir yüksek yoğunluklu öğütme işlemi kullanılarak üretilen bir çimento sınıfını ifade etmek için basit bir termodinamik tanımlayıcı içerir. Luleå Teknoloji Üniversitesi (LTU) içinde İsveç.[5][6] Dönüştürme süreci, malzemeleri doğrudan ısıtmanın aksine, tamamen mekanik olarak başlatılır.[6][7][8] Mekanokimyasal dönüşümlerin mekanizmaları genellikle karmaşıktır ve "geleneksel" termal veya fotokimyasal mekanizmalardan farklıdır.[9][10] HEBM dönüşümünün etkileri, termodinamik nihayetinde değiştirilmiş bir Gibbs Enerji.[11] İşlem, dönüştürülen malzemelerin bağlama kapasitesini ve kimyasal reaktivite oranlarını arttırır.[3][12]

Enerjik olarak değiştirilmiş çimentoların "kendi kendini iyileştirme" özelliklerine ilişkin akademik çalışma ve araştırmalar LTU'da devam etmektedir.[13] Örneğin, EMC'ler, Elsa ō Sven Thysells stiftelse için konstruksiyonsteknisk forskning (Elsa & Sven Thysell İnşaat Mühendisliği Araştırma Vakfı) İsveç.[14]

"EMC" teriminin kullanımı

"Enerjik olarak değiştirilmiş çimento" terimi ilk olarak 1992'de Vladimir Ronin tarafından kullanıldı ve Ronin ve diğerleri tarafından bir makalede tanıtıldı. 1993 tarihli ve akademik Nordic Concrete Research grubunun resmi bir toplantısında sunuldu.[15] Süreç, Ronin ve aralarında Lennart Elfgren (şimdiki LTU Emeritus Profesörü) de dahil olmak üzere diğerleri tarafından geliştirildi.[16]

1996 yılında düzenlenen 45. Dünya Buluş, Araştırma ve İnovasyon Sergisi'nde Brüksel, Belçika, EMC Activation tarafından anılan altın madalya verildi EUREKA Avrupa hükümetlerarası (araştırma ve geliştirme) örgütü, "modifikasyon énergique de ciments".[17]

"Enerjik olarak değiştirilmiş" terimi başka bir yerde kullanılmıştır - örneğin 2017'de yakın zamanda - bu tür bir kullanım, burada tanımlanan EMC Aktivasyon yöntemi olduğunu göstermez.[18]

Genel Bakış

Yapılan iddialar şunları içerir:[4][19][20][21]

  • EMC, rengi işlenen malzemeye bağlı olan ince bir tozdur (tüm çimentolar için tipiktir).
  • EMC'nin amacı, Portland çimentosu gerekliliği harç veya Somut Kullanılan.
  • EMC Aktivasyonu kuru bir işlemdir. EMC'ler, Portland çimento üretiminde kullanılan enerjinin yalnızca bir kısmı kullanılarak üretilir.
  • EMC'ler termodinamik dönüşümleri için kimyasallara ihtiyaç duymaz.
  • Dönüştürülen hammaddelere bağlı olarak çeşitli EMC türleri vardır.
  • Kullanıcı gereksinimlerine bağlı olarak, teslim edilen kuru ürünler aynı zamanda Portland çimentosunun bir azınlık oranını da içerebilir.
  • Her EMC türü, mekanik yük ve mukavemet geliştirme dahil olmak üzere kendi performans özelliklerine sahiptir. EMC'lerden dökülen betonlar, önemli "kendi kendini iyileştirme" yetenekleri sağlayabilir.
  • En sık kullanılan EMC'ler uçucu kül ve doğal pozolanlardan yapılır. Bunlar nispeten bol malzemelerdir ve performans özellikleri Portland çimentosununkileri aşabilir.
  • EMC ürünleri bağımsız laboratuarlar tarafından kapsamlı bir şekilde test edilmiş ve aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok ABD DOTs tarafından kullanım için onaylanmıştır. Federal Karayolu İdaresi projeler.

EMC'ler "Düşük Karbonlu" çimentolar olarak

Portland Cement'in aksine, bir EMC'nin üretim bültenleri karbon dioksit her neyse. Bu EMC yapar "düşük karbonlu çimentolar ".[7]

EMC'nin CO'su için ilk alıntı yapılan iddialar2İndirgeme yetenekleri, dünya çapında Portland çimento üretiminin yılda 1,6 milyar ton olduğu 1999 yılında yapıldı.[19][22] 2011'den 2019'a kadar, dünya çapında Portland çimentosu üretimi yılda 3,6'dan 4,1 milyar tona çıktı.[23][Not 1] Enerjik olarak değiştirilmiş çimentonun dünya çapında CO azaltımına katkıda bulunma potansiyeli2 olmuştur dışarıdan 2002 yılından beri tanınmaktadır ve halen devam etmektedir.[5][6][8]

2020 makalesinde Sıfır karbonlu çimento için temelin atılması, McKinsey & Co belirtilen:

"Geleneksel çimento, daha az karbon salan ve üretmek için daha az enerji gerektiren gelişmiş bir çeşitle - enerjik olarak değiştirilmiş çimento (EMC) ile rekabet edebilir. EMC, Teksas'taki çeşitli projeler için (geleneksel çimento ile birlikte) halihazırda kullanılmıştır".[24]

Üretim ve saha kullanımı

EMC'nin IH-10 (Eyaletler Arası Karayolu), Teksas, Amerika Birleşik Devletleri'nde uygulanması.

Üretim sırasında zararlı emisyon veya toksik kimyasal yok

EMC Aktivasyonu tamamen mekanik bir süreçtir. Bu nedenle, ısıtma veya yakma veya gerçekten herhangi bir kimyasal işlem içermez. Bu, bir EMC'nin üretimi sırasında hiç duman üretilmediği anlamına gelir.[19]

Kullanım Tarihi

EMC'ler 1992'den beri geniş bir kullanım yelpazesi için proje kullanımı için üretilmiştir.[4] 2010 yılına kadar, EMC içeren dökülen beton hacmi yaklaşık 4.500.000 idi cu yd (3,440,496 m3 ), büyük ölçüde ABD DOT projelerinde.[4] Bunu bir bağlama oturtmak için, bu, Hoover Barajı, bağlı elektrik santralleri ve bağlı işleri, toplam 4.360.000 cu · yds (3,333,459 m³ ) beton döküldü - San Francisco'dan New York City'ye ABD standart otoyoluna eşdeğer.[25]

İsveç'te Erken Kullanım

Uçucu külden yapılan EMC kullanan erken bir proje, Karungi, İsveç, 1999'da İsveçli inşaat firması ile Skanska. Karungi yol köprüsü, Karungi'nin sertliğine dayandı arktik iklim ve farklı yıllık ve günlük sıcaklık aralıkları.[19]

Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanım

Amerika Birleşik Devletleri'nde, enerjik olarak değiştirilmiş çimentolar, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi eyalet nakliye acentesi tarafından kullanılmak üzere onaylanmıştır PennDOT, TxDOT ve CalTrans.[21]

Amerika Birleşik Devletleri'nde uçucu külden türetilen EMC'den yapılmış betonlar kullanılarak otoyol köprüleri ve yüzlerce millik otoyol asfaltlama inşa edilmiştir.[4] Bu projeler, Eyaletlerarası 10.[4] Bu projelerde EMC, dökülen betondaki Portland çimentosunun en az% 50'sini değiştirdi.[26] Bu, enerjik modifikasyonun kullanılmadığı projelerde tipik uçucu kül miktarından yaklaşık 2,5 kat daha fazladır.[27] Bağımsız test verileri, tüm projelerde 28 günlük güç geliştirme gereksinimlerinin aşıldığını gösterdi.[26]

Diğer bir proje de yolcu terminallerinin genişletilmesiydi. Houston Limanı Enerjik olarak modifiye edilmiş çimentonun yüksek direnç gösteren betonlar verebildiği Teksas, klorür - ve sülfat İyon geçirgenliği (yani, deniz suları ) bir faktördü.[4]

EMC'lerden yapılan beton ve harçların özellikleri

Diyagram: Beton dayanıklılığını test etmek için "Bache yöntemi".[28][Not 2]

Son kullanım için özel tasarım

EMC'lerden yapılan harç ve betonların performansı özel olarak tasarlanabilir. Örneğin, EMC betonları genel uygulamadan (güç ve dayanıklılık için) hızlı ve ultra hızlı sertleşmeye kadar değişebilir. yüksek dayanımlı betonlar (örneğin, 24 saatte 70 MPa / 10.150 psi'nin üzerinde ve 28 günde 200 MPa / 29.000 psi'nin üzerinde).[20] Bu, enerjik olarak modifiye edilmiş çimentoların verimini sağlar Yüksek Performanslı Betonlar.

EMC betonlarının ve harçların dayanıklılığı

EMC Aktivasyonuna tabi tutulan herhangi bir çimentolu malzeme, EMC Aktivasyonu ile işlenmiş Portland çimentosu da dahil olmak üzere, muhtemelen daha iyi bir dayanıklılığa sahip olacaktır.[20] Puzolanik EMC'lerle ilgili olarak, puzolanik EMC'lerden yapılan betonlar, Portland çimentosundan yapılan betonlara göre daha dayanıklıdır.[29]

Portland çimentosunun EMC aktivasyonu ile işlenmesi, yüksek performanslı betonlar (HPC'ler). Bu HPC'ler yüksek mukavemetli, oldukça dayanıklı olacak ve işlenmemiş Portland çimentosundan yapılan HPC'lerin aksine daha fazla mukavemet gelişimi sergileyecektir.[20] Portland çimentosunun EMC Aktivasyon süreci ile işlenmesi, mukavemet gelişimini yaklaşık% 50 artırabilir ve ayrıca genel kabul görmüş yöntemlere göre ölçüldüğü üzere dayanıklılığı önemli ölçüde artırabilir.[20][28]

Tuzlu su saldırısına karşı gelişmiş direnç

Katkısız sıradan Portland çimentosundan yapılan beton, tuzlu sulara karşı nispeten bozulmuş bir dirence sahiptir.[28] Buna karşılık, EMC'ler yüksek dirençler sergiler. klorür ve sülfat düşük ile birlikte iyon saldırısı alkali-silika reaktiviteleri (ASR).[26] Örneğin, dayanıklılık testleri "Bache yöntemine" göre yapılmıştır (diyagrama bakınız). 28 günlük kürlemeden sonra 180,3 ve 128,4 MPa (26,150 ve 18,622 psi) basınç dayanımına sahip HPC'den yapılan numuneler daha sonra Bache yöntemi kullanılarak test edildi. Örnekler, (a) EMC (her ikisi de EMC Aktivasyonuna tabi tutulmuş Portland çimentosu ve silis dumanı içerir) ve (b) Portland çimentosundan yapılmıştır. Ortaya çıkan kütle kaybı, dayanıklılığı belirlemek için grafiğe döküldü. Karşılaştırma olarak, test sonuçları şunları gösterdi:

  • Referans Portland çimento betonu ise "Bache'nin yüksek mukavemetli beton için kendi gözlemleri doğrultusunda, yaklaşık 16 Bache yöntemi döngüsünden sonra toplam yıkıma" sahipken;[20][28]
  • EMC yüksek performanslı beton, 80 Bache döngüsünün tüm test süresi boyunca "tutarlı bir yüksek düzeyde dayanıklılık" gösterdi, örneğin "betonda pratik olarak hiç ölçeklenme gözlemlenmedi".[20]

Başka bir deyişle, Portland çimentosunun EMC Aktivasyon süreci ile işlenmesi, genel kabul görmüş yöntemlere göre ölçüldüğü üzere, mukavemet gelişimini yaklaşık% 50 artırabilir ve ayrıca dayanıklılığı önemli ölçüde artırabilir.[20]

EMC Betonlarının düşük sızabilirliği

Sızdırılabilirlik testleri 2001 yılında İsveç'te İsveç'te bir İsveç enerji üretim şirketi adına uçucu külden yapılan bir EMC'den yapılan beton üzerinde gerçekleştirildi. Bu testler, dökme betonun "çevreyle ilgili tüm metaller" açısından "düşük yüzeye özgü sızabilirlik gösterdiğini" doğruladı.[30][31]  

Volkanik malzemeler gibi Pozzolanlar kullanan EMC'ler

EMC'nin "kendi kendini iyileştirme" eğilimini göstermek ...

  • FOTOĞRAF A [32]

  • FOTOĞRAF B

Müdahale olmadan, 4,5 ay sonra çatlaklar tamamen kendi kendine doldu [Not 3]

Puzolanik EMC'lerin kendi kendini iyileştirme özellikleri

Doğal puzolanik reaksiyonlar, bu malzemeleri içeren harç ve betonların "kendi kendine iyileşmesine" neden olabilir.[33][34][35] EMC Aktivasyon süreci, bu puzolanik reaksiyonların oluşma olasılığını artırabilir.[36][37] Aynı eğilim, çeşitli destekleyici yapılarda not edildi ve incelendi. Aya Sofya için inşa edilmiş Bizans imparator Justinianus (şimdi, İstanbul, Türkiye ).[38] Orada, çoğu Roma çimentolarında olduğu gibi, yüksek miktarlarda Pozzolana neden olduğu stres etkilerine karşı artan bir direnç olduğu düşünülen şeyi vermek için kullanıldı. depremler.[39]

Puzolanik malzemelerden yapılan EMC'ler "biyomimetik "geliştikçe fotoğraflanabilen kendi kendini iyileştirme yetenekleri (resim ekine bakın).[32]

California Pozzolans kullanan EMC'ler

Portland çimentosunun en az% 50'si ile değiştirilerek yapılan EMC'ler, yüksek hacimli uygulamalarda tutarlı alan sonuçları vermiştir.[26] Bu aynı zamanda doğal puzolanlardan (örneğin volkanik kül) yapılan EMC için de geçerlidir.[40]

Güney Kaliforniya'dan volkanik kül yatakları bağımsız olarak test edildi; % 50 Portland çimentosu ikamesinde ortaya çıkan betonlar, ilgili ABD standardı.[41] 28. günde basınç dayanımı 4.180 idi psi / 28.8 MPa (N / mm²). 56 günlük mukavemet, 4.500 psi (31.1 MPa) beton için gereksinimleri aştı, hatta tarafından tavsiye edilen güvenlik marjı hesaba katılıyor. Amerikan Beton Enstitüsü.[42] Bu şekilde yapılan beton işlenebilir ve yeterince güçlüydü,% 75 standardını aşıyordu. puzolanik aktivite hem 7 gün hem de 28 günde.[41] Betondaki puzolanların yüzey düzgünlüğü de artmıştır.[41]

Puzolanik reaksiyonlara etkisi

Volkanik kül yatakları Güney Kaliforniya, AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ.

EMC Aktivasyonu, puzolanın kimyasal yakınlık puzolanik reaksiyonlar için.[36][37] Bu, işlenmemiş puzolanlardan daha yüksek ikame oranlarında elde edilen betonun daha hızlı ve daha fazla mukavemet gelişimine yol açar.[26][40] Bu dönüştürülmüş (şimdi oldukça reaktif puzolanlar), tipik olarak bir dizi hidratlanmış ürünü nihai hedefleri olarak gören bilinen puzolanik reaksiyon yollarını kullanarak daha fazla fayda gösterir. Bir NMR EMC'ler üzerine yapılan çalışma, EMC Aktivasyonunun "ince tabaka oluşumuna neden olduğu sonucuna varmıştır. SiO2 etrafındaki katmanlar C3S "puzolanik reaksiyonu hızlandıran ve hidratlanmış ürünlerin daha geniş ağlarının büyümesini destekleyen" kristaller.[43]

Basit bir ifadeyle, betonda puzolan kullanılarak, gözenekli (reaktif) Portlandit, sıradan çimento kullanılarak üretilen gözenekli ve yumuşak nispeten reaktif kalsiyum karbonat yerine sert ve geçirimsiz (nispeten reaktif olmayan) bileşiklere dönüştürülebilir.[44] Puzolanik kimyanın son ürünlerinin çoğu, yüzeyde 7.0'dan daha büyük bir sertlik sergiler. Mohs ölçeği. "Kendi kendini iyileştirme" yetenekleri, gelişmiş saha uygulama dayanıklılıklarına da katkıda bulunabilir. mekanik gerilmeler Mevcut olabilir.

Daha ayrıntılı olarak, puzolanik betonun faydaları, betonda (EMC'li betonlar dahil), Portland çimentosunun su ile birleşerek, mekanizmaları hala tam olmayan karmaşık bir kimyasal reaksiyonlar dizisi yoluyla taş benzeri bir malzeme üretmek için bir anlayışla başlar. anladım. Bu kimyasal süreç denen mineral hidrasyon betonda iki çimentolama bileşiği oluşturur: kalsiyum silikat hidrat (C-S-H) ve kalsiyum hidroksit (Ca (OH)2). Bu reaksiyon aşağıdaki gibi üç şekilde not edilebilir:[45]

  • Standart gösterim:
  • Dengeli:

Altta yatan hidrasyon reaksiyonu iki ürün oluşturur:

  1. Betona gücünü ve boyutsal kararlılığını veren kalsiyum silikat hidrat (C-S-H). Çimento hamurundaki C-S-H'nin kristal yapısı henüz tam olarak çözülmemiştir ve bununla ilgili hala devam eden tartışmalar vardır. nano yapı.[46]
  2. Kalsiyum hidroksit (Ca (OH)2), beton kimyasında aynı zamanda Portlandit. Kalsiyum silikat hidrat ile karşılaştırıldığında Portlandit nispeten gözenekli, geçirgen ve yumuşak (2 ila 3, açık Mohs ölçeği ).[47] Aynı zamanda mezhep esnek bölünme pul.[48] Portlandit, bir betonun asidik saldırıya karşı direncini tehlikeye atabilecek alkali bir çözelti elde etmek için suda çözünür.[29]

Portlandit, puzolanik çimento esaslı malzemeler olmadan Portland çimentosu ile yapılan betonun yaklaşık% 25'ini oluşturur.[44] Bu tip betonda, Portlanditi çözünmez hale dönüştürmek için karbondioksit yavaşça emilir. kalsiyum karbonat (CaCO3), adı verilen bir süreçte karbonatlaşma:[44]

Mineral formunda kalsiyum karbonat, nasıl oluştuğuna bağlı olarak geniş bir sertlik aralığı sergileyebilir. Kalsiyum karbonat en yumuşak haliyle betonda şu şekilde oluşabilir: tebeşir (sertlik 1.0 açık Mohs ölçeği ). Portlandit gibi, mineral formdaki kalsiyum karbonat da gözenekli, geçirgen olabilir ve asit saldırısına karşı zayıf bir dirençle karbondioksit salmasına neden olabilir.

EMC'ler de dahil olmak üzere puzolanik betonlar, hidratasyon süreci devam ederken yumuşak ve gözenekli Portlandit'i tüketmeye devam ederek onu ek olarak sertleşmiş betona dönüştürür. kalsiyum silikat hidrat (C-S-H) kalsiyum karbonat yerine.[44] Bu, daha yoğun, daha az geçirgen ve daha dayanıklı bir beton ile sonuçlanır.[44] Bu tepki bir asit-baz reaksiyonu Portlandit ile Silisik asit (H4SiO4) aşağıdaki gibi temsil edilebilir:[49]

 [Not 4]

Ayrıca, birçok puzolan içerir alüminat (Al (OH)4−) Portlandit ve su ile reaksiyona girerek aşağıdakileri oluşturacak:

Puzolanik çimento kimyası (yüksek alüminatlı çimento kimyası ile birlikte) karmaşıktır ve kendiliğinden yukarıdaki yollar tarafından kısıtlanmamaktadır. Örneğin, strätlingite, bir betonun mukavemetine katkıda bulunabilecek aşağıdaki denklem dahil olmak üzere çeşitli şekillerde oluşturulabilir:[52]

C2AH8 + 2CSH + AH3 + 3H → C2KÜL8 (çimento kimyager notasyonu) [53]

Puzolanların betonun kimyasındaki rolü tam olarak anlaşılamamıştır. Örneğin, strätlingite yarı kararlı Yüksek sıcaklık ve su içerikli bir ortamda (betonun erken kürlenme aşamalarında üretilebilen) kendi başına stabil kalsiyum alüminyum granat verebilir (yukarıdaki ilk madde noktasına bakın).[54] Bu, aşağıdaki denkleme göre gösterilebilir:

3C2AH8 → 2C3AH6 + AH3 + 9H (çimento kimyası notasyonu) [55]

İlk mermi noktasına göre, kalsiyum alüminyum granat eklenmesi kendi başına sorunlu olmasa da, bunun yerine yukarıdaki yolla üretilirse, betonda mikro çatlama ve mukavemet kaybı meydana gelebilir.[56] Ancak beton karışımına yüksek reaktiviteli pozolanların eklenmesi böyle bir dönüşüm reaksiyonunu engeller.[57] Özetle, puzolanlar sertleştirilmiş malzemeler oluşturmak için bir dizi kimyasal yol sağlarken, "yüksek reaktiviteli" puzolanlar yüksek fırın cürufu (GGBFS) ayrıca belirli yolları stabilize edebilir. Bu bağlamda, uçucu külden yapılan EMC'lerin ABD standardı ASTM C989'a göre "120 Cüruf" (yani, GGBFS) içeren betonlarla aynı özellikleri karşılayan betonlar ürettiği gösterilmiştir.[26][58]

Portlandit, düşük sıcaklıklara, nemli koşullara ve yoğuşmaya maruz kaldığında, sülfat neden olacak iyonlar çiçeklenme; puzolanik kimya, çiçeklenmeyi azaltmak için mevcut Portlandit miktarını azaltır.[59]

EMC Aktivasyonu

Amorfizasyon: HEBM sırasında çarpma anının tasviri.[60]

EMC Aktivasyonunun amacı, cihaza temel bir yıkıma neden olmaktır. Kristal yapı işlemek için işlenen malzemenin amorf.[36] Bu değişiklik işlenen malzemenin kimyasal reaktivitesini artırsa da hiçbir kimyasal reaksiyona neden olmaz. sırasında EMC Aktivasyon süreci.

Mekanokimyanın kendisi, "mekanik enerjinin etkisiyle üretilen tüm agregasyon durumlarındaki maddelerin kimyasal ve fiziko-kimyasal dönüşümü" ile ilgilenen bir kimya dalı olarak tanımlanabilir. [61] IUPAC terimin standart bir tanımını taşımaz mekanokimyayerine bir "mekanokimyasal reaksiyon"mekanik enerjinin doğrudan absorpsiyonu ile indüklenen" kimyasal bir reaksiyon olarak "," kesme, gerdirme ve öğütme, reaktif alanların mekanik-kimyasal üretimi için tipik yöntemlerdir ".[62][63]

Daha dar bir ifadeyle, "mekanik aktivasyon", ilk olarak 1942'de "bir maddenin reaksiyon kabiliyetinde bir artışı içeren bir süreç" olarak tanımlanan bir terimdi. kimyasal olarak değişmeden kalan." [64] Daha dar bir ifadeyle EMC Aktivasyonu, çimentolu malzemelere yüksek enerjili bilyalı frezeleme (HEBM) uygulamasıyla sınırlı özel bir mekanik aktivasyon şeklidir. EMC Activation, bundan daha dar anlamda, titreşimli frezeleme kullanır ve o zaman bile, yalnızca kendi öğütme ortamı.[36]

Termodinamik Gerekçe

Daha özel olarak HEBM, bir malzemenin kimyasal reaktivitesini artırarak kimyasal reaktivitesini artırmak olarak tanımlanabilir. potansiyel enerji. EMC Aktivasyonunda, aktarılan mekanik enerji, malzemenin kristal yapısının tahrip edilmesinden kaynaklanan kafes kusurları olarak malzemede depolanır. Dolayısıyla süreç, katı maddeleri termodinamik ve yapısal olarak daha fazla hale getirir. kararsız Gibbs enerjisinde bir artış olarak artan reaktivite için bir açıklamaya izin verir:[65]

  nerede, sıcaklık için , şartlar ve işlenmiş ve işlenmemiş malzemedeki ilgili Gibbs değerleridir.

En basit haliyle HEBM, bir malzemenin reaktivitesini artırmak için kristalin bağların yok olmasına neden olur.[66] Termodinamik perspektiften, sonraki herhangi bir kimyasal reaksiyon, hem daha düşük bir kimyasal enerji hem de daha kararlı bir fiziksel yapı içeren yeni bileşenler üretmek için aktive edilmiş malzemedeki (yani bir reaktif olarak) fazla enerji seviyesini azaltabilir. Tersine, önceden işlenmiş malzemeyi daha reaktif bir fiziksel duruma dönüştürmek için, HEBM işlemi sırasındaki düzensiz süreç, bir kristalleşme (ve dolayısıyla bir entropi artışı) kısmen hacim artışı (yığın yoğunluğunda azalma) sağlar. Bazen "rahatlama" olarak adlandırılan tersine bir süreç neredeyse anında gerçekleşebilir (10−7 10'a kadar−3 saniye) veya çok daha uzun sürebilir (ör. 106 saniye).[67] Sonuçta, genel olarak muhafaza termodinamik etki, böyle herhangi bir tersine çevirmek süreç, kendi başına ideal bir termodinamik son duruma erişmekten acizdir. Sonuç olarak, minerallerin mekanik aktivasyonu sırasında, tersine "gevşeme" süreçleri, oluşturulan Gibbs serbest enerjisini tamamen azaltamaz. Bu nedenle, kristal kafeste depolanan malzemede enerji kalır. kusurlar oluşturuldu.[68][69]

HEBM'nin Net Termodinamik Etkisi

Genel olarak, HEBM net bir termodinamik etki sağlar:[70][71][72]

  • Yapısal düzensizlik, hem entropi hem de entalpi artışı anlamına gelir ve böylece termodinamik modifikasyonlara göre kristal özelliklerini uyarır. Aktive edilmiş ürünün fazla entalpisinin sadece küçük bir kısmı (yaklaşık% 10) yüzey alanı genişlemesi olarak hesaplanabilir.
  • Bunun yerine, aşırı entalpi ve değiştirilmiş özelliklerin ana kısmı, çoğunlukla malzemenin kafesinde termodinamik olarak kararsız durumların gelişimine atanabilir (ve parçacık boyutunda bir azalma olarak değil).
  • Aktive edilen sistem kararsız olduğu için, aktivasyon süreci tersine çevrilebilir - bunun sonucunda deaktivasyon, yeniden kristalleşme, entropi kaybı ve sistemin enerji çıkışı olur. Bu ters ("gevşeme") süreci termodinamik bir dengeye devam eder, ancak sonuçta asla ideal bir yapıya (yani hatasız bir yapıya) ulaşamaz.
  • Entalpi de böyle bir "aktivasyon" işlem faktörlerinin daha eksiksiz bir açıklaması, Gibbs-Helmholtz denklemi, aktifleştirilmiş ve aktive edilmemiş katı hal arasındaki Gibbs serbest enerjisi gösterilebilir:
   nerede, entalpi değişimidir ve entropideki değişim.

Sonuçta Oluşan Kristal Bozukluk

Kristal düzensizliğinin düşük olduğu yerde, çok küçüktür (önemsiz değilse). Aksine, oldukça deforme olmuş ve düzensiz kristallerde, Aktivasyon sürecinde oluşan sürtünme vb. nedenlerle işlem sırasında oluşan ısıyı bir kenara bırakırsak, aktive edilen malzemede tutulan fazla Gibbs serbest enerjisi, ikiye bağlı olarak gerekçelendirilebilir. değişiklikler, yani () belirli yüzey alanı; ve () kusur yapısı.[73][72] EMC Aktivasyonu gibi başarılı HEBM süreçlerinde:[74][75]

  • benzer (), böyle bir aktive edilmiş ürünün fazla enerjisinin sadece yaklaşık% 10'u yüzey alanındaki bir değişiklik olarak hesaplanabilir.
  • benzer (), verilen enerjinin neredeyse tamamı, işlenen malzemedeki gerçek yapısal kusurlarda bulunur.

EMC Aktivasyonu için bir yaklaşım

Görece düşük değeri () yüksek değerine karşı () HEBM'yi genel öğütme veya "frezelemeden" daha fazla ayırt etmeye hizmet eder (bunun yerine tek amacın işlenen malzemelerin yüzey alanını artırmaktır), böylece entropideki değişim için bir açıklama sağlar Elde edilen malzemenin elastik enerji ("gevşemesi" yıllar alabilen kafes kusurlarında depolanmış) biçimindeki "fazla Gibbs enerjisi ve entalpi kaynağı".[73] Entalpi gelince Böyle bir etkinleştirme işlemi sırasında toplam değişikliğe genel bir bakış sağlamak için dört tanımlayıcı türetilebilir:[74][76][77]

  nerede:
  • bir ölçüsüdür çıkık yoğunluğu;
  • yeni fazların bir ölçüsüdür (polimorfik dönüşüm);
  • amorf malzeme oluşumunun bir ölçüsüdür;
  • belirli bir yüzey alanı ölçüsüdür.

Çünkü EMC Aktivasyon sürecinde zorlanan işin büyük bir kısmı açıya gider () yukarıda, önemsizdir. Bu nedenle, entalpi değişiminin ana fonksiyonları yaklaşık olarak:

EMC Etkinleştirmede, yukarıdaki terimler ve gözlenen fiziksel yapıdaki değişikliklerin doğası nedeniyle özellikle belirgin olarak görülmektedir.[36] Bu nedenle, entalpi değişim EMC Aktivasyonu sırasında meydana gelen şuna yaklaşılabilir:[76][77]

      yani   
nerede:

Düşük sıcaklık reaktivitesi

Yukarıdaki termodinamik yapıdan, EMC Aktivasyonu son derece yüksek amorf büyük olarak gerekçelendirilebilecek aşama ve ayrıca büyük artırmak.[36][76][77] EMC Aktivasyonunun faydalarının büyük EMC'nin reaktivitesinin sıcaklığa daha az bağlı olduğu anlamına gelir. Herhangi bir reaksiyonun termodinamik ivmesi açısından, bir reaktantın genel değil bağımlı, buna karşılık gelen bir yükseklik ile HEBM geçirmiş bir malzeme anlamına gelir. daha düşük bir sıcaklıkta reaksiyona girebilir ("aktive" reaktan, sıcaklığa bağlı fonksiyona daha az bağımlı hale getirildiği için ilerlemesi için). Ayrıca, bir EMC'nin reaksiyonu son derece küçük ölçeklerde fiziksel mekanizmalar sergileyebilir. SiO2 EMC Aktivasyonunun uygun reaksiyon bölgelerinin oranını artırdığı önerisiyle bir reaksiyonun yoluna yardım etmek için "katmanları".[43] Başka yerlerde yapılan çalışmalar, HEBM'nin sonraki bir reaksiyonun ilerlemesi için gereken sıcaklığı önemli ölçüde düşürebileceğini (üç kat azalmaya kadar), böylece genel reaksiyon dinamiklerinin önemli bir bileşeninin "nanokristalin veya amorf fazda" başlatıldığını belirledi. Kimyasal bir reaksiyonun meydana gelmesine neden olmak için gereken "görünür aktivasyon enerjisinin alışılmadık derecede düşük veya hatta negatif değerleri".[78]

Genel olarak, EMC'ler bir kimyasal yolun ileriye doğru ilerlemesi için muhtemelen daha az sıcaklığa bağımlıdır (yukarıdaki Puzolanik reaksiyonlarla ilgili bölüme bakın), bu da EMC'lerin neden sağladığını açıklayabilir. kendini iyileştirme düşük arktik sıcaklıklarda bile faydalar.[79][80]

Fiziksel Gerekçelendirme (Amorfizasyon)

Büyük değişiklikler , daha özel olarak sonuç değerlerinde ve EMC Aktivasyonunun etkinliğine dair bir fikir verir. Kristalli malzemenin yüksek basınç koşullarında amorfizasyonu "oldukça alışılmadık bir fenomendir" çünkü basit bir nedenden ötürü "çoğu malzeme, yüksek basınç koşullarında şekilsizden kristale ters dönüşümü deneyimlemektedir".[81] Amorfizasyon, nispeten yüksek bir Gibbs serbest enerjisi içeren, bir malzemenin kafes elemanının oldukça bozulmuş bir "periyodikliğini" temsil eder.[68][70] Aslında, amorfizasyon, bir yarı erimiş durum.[69][71]

Tüm anlatılanlar, diğer HEBM süreçlerinde olduğu gibi, EMC Aktivasyonu, işlenmekte olan malzemenin nano ölçeğinde ortaya çıkan son derece şiddetli ve yıkıcı faktörler nedeniyle kristalin yıkıma neden olur.[82] Kısa süreli ve oldukça odaksal olmasına rağmen, süreçler yüksek bir frekansta tekrarlanır: bu nedenle, bu faktörlerin gerekli faz değişikliğine neden olmak için Dünya'nın derinlerinde bulunan basınçları ve sıcaklıkları taklit ettiği düşünülmektedir.[2] Örneğin, Peter Thiessen geliştirdi magma-plazma modeli yerelleştirilmiş sıcaklıkları varsayar - 10'dan yüksek3 Kelvin — anlık bir heyecan uyandırmak için çeşitli çarpma noktalarında üretilebilir plazma malzemedeki durum, fırlatılmasıyla karakterize elektronlar ve fotonlar uyarılmış parçaların oluşumu ile birlikte (yukarıdaki şemaya bakınız).[83] EMC Aktivasyonunun önemli bir bileşeni olan lokalize crack oluşumundan elde edilen deneysel veriler, bu bölgedeki sıcaklıkları 1975 kadar uzun zaman önce doğrulamıştır.[84]

Titreşimli Bilyalı Değirmenler (VBM'ler)

EMC aktivasyonu için kullanılan HEBM yöntemi, titreşimli bilyalı değirmendir (VBM).[36] Bir VBM, kapalı bir bölmeyi dakikada yüzlerce devire kadar titreştirmek için dikey bir eksantrik tahrik mekanizması kullanır. Oda, adı verilen özel nesnelerle birlikte işlenen malzeme ile doldurulur. öğütme ortamı. En basit biçimlerinde, bu tür ortamlar, özel olarak hazırlanmış basit toplar olabilir. seramik. Pratik açıdan, EMC Activation, gerekli mekanokimyasal dönüşümü elde etmek için farklı boyutlarda, şekillerde ve kompozitlerde bir dizi öğütme ortamı kullanır.[4]

Bir VBM'nin, bir VBM mekanizmasının özellikle açgözlü olduğunu yansıtarak, bir VBM'nin bir döner bilyalı değirmenin hızının 20 ila 30 katı oranında öğüteceği önerilmiştir.[85]

VBM Kinetiği

Basit bir ifadeyle, sıkıştırma kuvveti ikisi arasında hareket etmek özdeş VBM'deki çarpışan toplar şu şekilde ifade edilebilir:[86]

     nerede,
nerede, her iki topun da kütlesi, yarıçap, mutlak çarpma hızı ve Gencin modülü topların malzemesinin.[86]


Görüldüğü gibi çarpma hızındaki artış artar . Öğütme ortamının boyutu ve kütlesi de katkıda bulunur. payda terimi içerir öğütme ortamı için kullanılan malzemenin doğasının önemli bir faktör olduğu anlamına gelir ( sonuçta kare içine alınır , bu nedenle negatif değerinin önemi yoktur). Daha temel olarak, hızlı titreşim nedeniyle öğütme ortamına yüksek bir ivme verilir, bunun üzerine yük üzerindeki sürekli, kısa, keskin etkiler hızlı parçacık boyutunda küçülme ile sonuçlanır.[85] Ek olarak, yüksek basınçlar ve kesme gerilmeleri hem çarpma noktasında hem de darbenin kendisinden daha büyük basınçlar üretebilen şok dalgalarının iletimi sırasında gerekli faz geçişini amorf bir duruma kolaylaştırır.[82]

Örneğin, iki bilyeli bir çarpışmanın temas süresi 20 μs'ye kadar kısa olabilir ve 3,3'lük bir basınç oluşturur. GPa yukarı doğru ve ilişkili ortam sıcaklığı artışı 20 Kelvin.[82] Etki süresinin kısa olması nedeniyle, değişim oranı itme önemlidir - yalnızca 1-100 μs süreli, ancak yukarı doğru 10 GPa basınçla ve binlerce Kelvin dereceye kadar oldukça lokalize ve odak sıcaklığına (yani nano ölçekte) sahip bir şok dalgası üretir.[82] Bunu bağlama oturtmak için, 10GPa'lık bir basınç yaklaşık 1.000 kilometre deniz suyuna eşittir. Başka bir örnek olarak, 2,5 cm çapında 1 m / s hızda iki özdeş çelik bilyenin çarpması bir çarpışma oluşturacaktır. enerji yoğunluğu 10'dan fazla9 joule / m22,5 cm çapında ve 1 m / s hızda alümina küreler ile daha da fazla enerji yoğunluğu üretilir.[86] Çarpışmalar çok kısa bir zaman ölçeğinde meydana gelir ve bu nedenle "nispeten küçük temas alanı üzerindeki enerji salınım hızı çok yüksek olabilir".[86]

Ayrıca bakınız

EMC Aktivasyonuna Arka Plan Bilimi:

  • İletişim mekaniği - Birbirine temas eden katıların deformasyonunun incelenmesi
  • Kristallik - Bir katıdaki yapısal düzenin derecesi
  • Kristal yapı - Kristal bir malzemede atomların, iyonların veya moleküllerin sıralı düzenlemesi
  • Sertlik – Resistance to localized plastic deformation from mechanical indentation or abrasion
  • Kafes sabiti – Physical dimensions of unit cells in a crystal
  • Material mechanics – Behavior of solid objects subject to stresses and strains
  • Malzeme bilimi – Interdisciplinary field which deals with discovery and design of new materials, primarily of physical and chemical properties of solids
  • Mikroyapı – Very small scale structure of material
  • Peter Adolf Thiessen – German physical chemist
  • Yüzey mühendisliği - Katı yüzeylerin özelliklerinin değiştirilmesi
  • Yüzey metrolojisi – The measurement of small-scale features on surfaces
  • Triboloji - Göreli hareket halindeki etkileşimli yüzeylerin bilimi ve mühendisliği

Akademik:

Notlar

  1. ^ Two aspects: (BEN) 2011 Global Portland cement production was approximately 3.6 billion tonnes per Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırması (USGS) (2013) data, and is binding as a reasonably accurate assimilation, rather than an estimate per se. Note also, that by the same report, for 2012 it was estimated that Global Portland cement production would increase to 3.7 billion tonnes (a 100 million tonne increase, year-on-year), when in fact the actual figure for 2012 was 3.8 billion tonnes.  (II) 2011 Estimate of Global total CO2 production: 33.376 billion tonnes (without international transport). Source: E.U. Avrupa Komisyonu, Ortak Araştırma Merkezi (JRC)/PBL Hollanda Çevresel Değerlendirme Ajansı. Emission Database for Global Atmospheric Research (EDGAR), release version 4.2. The 2009–2011 trends were estimated for energy-related sectors based on fossil fuel consumption for 2009–2011 from the BP Review of World Energy 2011 (BP, 2012), for cement production based on preliminary data from USGS (2012), except for China for which use was made of Çin Ulusal İstatistik Bürosu (NBS) (2009, 2010, 2011).
    [As of May 2013. See, EDGAR, external link section].
  2. ^ The "Bache method" for testing concrete durability simulates daily temperature variations in salamura. Test 1 veya Test 2 may be used, or performed sequentially over 48hrs. The method induces saturation by 7.5% tuz water (i.e., higher concentration than sea waters ), followed by freezing or heating in a 24-hour cycle to simulate high günlük temperature ranges. The chosen cycle is repeated ad nausem to determine the mass-loss. Hence, the Bache method is generally accepted as one of the most severe testing procedures for concrete as an analogue for durability.
  3. ^ The large photo depicts a concrete test-beam made from an EMC undergoing RILEM 3-point bending at Luleå University of Technology in Sweden (Feb., 2013). This treatment induces cracks to test for "self-healing" propensities. Concrete (total cmt: 350 kg/m³) containing 40% Portland cement and 60% EMC made from fly ash was used. PHOTO A: Cracks of average width 150-200 μm were induced after circa 3-weeks' water-curing. PHOTO B: Without any intervention, the high volume pozzolan concrete exhibited the gradual filling-in of the cracks with newly-synthesized CSH gel (a product of the ongoing pozzolanic reaction). These were completely filled-in after ~4.5 months. During the observation period, continuous strength-development was also recorded by virtue of the ongoing pozzolanic reaction. This, together with the observed "self healing" properties, have a positive impact on concrete durability. All photos Dr. V. Ronin and The Nordic Concrete Federation.
  4. ^ Further notes on pozzolanic chemistry: (Bir) The ratio Ca/Si (or C/S) and the number of water molecules can vary, to vary C-S-H stoichiometry. (B) Often, crystalline hydrates are formed for example when tricalcium aluminiate reacts with dissolved kalsiyum sülfat to form crystalline hydrates (3CaO·(Al,Fe)2Ö3·CaSO4· NH2O, general simplified formula). Buna bir AFm ("alumina, ferric oxide, monosulphate") phase. (C) AFm evre aslında is not exclusive. On the one hand while sülfatlar, together with other anions such as karbonatlar veya klorürler can add to the AFm phase, they can also cause an AFt phase where etrenjit is formed (6CaO·Al2Ö3·3SO3·32H2O veya C6S3H32). (D) Generally, the AFm phase is important in the further hydration process, whereas the AFt phase can be the cause of concrete failure known as DEF. DEF can be a particular problem in non-pozzolanic concretes (see, for ex., Folliard, K., et al., Preventing ASR/DEF in New Concrete: Final Report, TXDOT & U.S. FHWA:Doc. FHWA/TX-06/0-4085-5, Rev. 06/2006). (E) It is thought that pozzolanic chemical pathways utilising Ca2+ ions cause the AFt route to be relatively suppressed.

Referanslar

  1. ^ Mark Anthony Benvenuto (24 February 2015). Endüstriyel Kimya: İleri Düzey Öğrenciler İçin. De Gruyter. s. 134–. ISBN  978-3-11-035170-5.
  2. ^ a b Tole, Ilda; Habermehl-Cwirzen, Karin; Cwirzen, Andrzej (1 August 2019). "Mechanochemical activation of natural clay minerals: an alternative to produce sustainable cementitious binders – review". Mineraloji ve Petroloji. Springer. 113 (4): 449–462. Bibcode:2019MinPe.113..449T. doi:10.1007/s00710-019-00666-y.
  3. ^ a b Jean-Pierre Bournazel; Yves Malier (1998). PRO 4: International RILEM Conference on Concrete: From Material to Structure. RILEM Publications. s. 101–. ISBN  978-2-912143-04-4.
  4. ^ a b c d e f g h Ronin, V; Elfgren, L (2010). An Industrially Proven Solution for Sustainable Pavements of High-Volume Pozzolan Concrete – Using Energetically Modified Cement, EMC (PDF). Washington DC, United States: Transportation Research Board of the National Academies.
  5. ^ a b Humpreys, K.; Mahasenan, M. (2002). Toward a Sustainable Cement Industry Substudy 8: Climate Change. Geneva, Swtizerland: World Business Council for Sustainable Development (WBCSD).
  6. ^ a b c Harvey, D (2013). Energy and the New Reality 1 – Energy Efficiency and the Demand for Energy Services. Taylor ve Francis. ISBN  9781136542718.
  7. ^ a b Kumar, R; Kumar, S; Mehrotra, S (2007). "Towards sustainable solutions for fly ash through mechanical Activation". Resources Conservation and Recycling. London: Elsevier Ltd. 52 (2): 157–179. doi:10.1016/j.resconrec.2007.06.007. ISSN  0921-3449.
  8. ^ a b Hasanbeigi, A; Price, L; Hat; Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL Paper LBNL-5434E (2013). "Emerging Energy-efficiency and CO2 Emission-reduction Technologies for Cement and Concrete Production". Yenilenebilir ve Sürdürülebilir Enerji İncelemeleri. London: Elsevier Ltd. 16 (8): 6220–6238. doi:10.1016/j.rser.2012.07.019. ISSN  1364-0321.
  9. ^ Hickenboth, Charles R.; Moore, Jeffrey S .; White, Scott R.; Sottos, Nancy R.; Baudry1, Jerome; Wilson, Scott R. (2007). "Biasing Reaction Pathways with Mechanical Force". Doğa. 446 (7134): 423–427. Bibcode:2007Natur.446..423H. doi:10.1038/nature05681. PMID  17377579. S2CID  4427747.(abonelik gereklidir)
  10. ^ Carlier L. & al., Greener pharmacy using solvent-free synthesis: investigation of the mechanism in the case of dibenzophenazine, Powder Technol. 2013, 240, 41-47.
  11. ^ Živanović, D; Andrić, L; Sekulić, Ž; Milošević, S (1999). "Mechanical Activation of Mica". In Stojanović, B.D.; Skorokhod, V.V.; Nikolić, M.V. (eds.). Advanced Science and Technology of Sintering. Springer. pp. 211–217. doi:10.1007/978-1-4419-8666-5_29. ISBN  978-1-4613-4661-6.
  12. ^ Danny Harvey (12 August 2010). Energy and the New Reality 1:Energy Efficiency and the Demand for Energy Services. Routledge. s. 385–. ISBN  978-1-136-54272-5.
  13. ^ Eflgren, L.; Future Infrastructure Forum, Cambridge University (28 March 2013). "Future Infrastructure Forum: Scandinavian Points of View". Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  14. ^ "Stipendieutdelning" (isveççe). Luleå tekniska universitet. Alındı 24 Mart 2014.
  15. ^ Ronin, V.; Jonasson, J.E. (1993). "New concrete technology with the use of energetically modified cement (EMC)". Proceedings: Nordic Concrete Research Meeting, Göteborg, Sweden. Oslo, Norway: Norsk Betongforening (Nordic concrete research): 53–55. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  16. ^ LTU website. "Professor Lennart Elfgren". ltu.se.
  17. ^ EUREKA. "EUREKA Gold Award for EMC Cement" (PDF).
  18. ^ Krishnaraj, L; Reddy, YBS; Madhusudhan, N; Ravichandran, PT (2017). "Effect of energetically modified Fly Ash on the durability properties of cement mortar" (PDF). Rasayan Journal of Chemistry. 10 (2): 423–428. doi:10.7324/RJC.2017.1021682.
  19. ^ a b c d Hedlund, H; Ronin, V; Jonasson, J-E; Elfgren, L (1999). "Grönare Betong" [Green Cement]. 91 (7). Stockholm, Sweden: Förlags AB Bygg & teknik: 12–13. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  20. ^ a b c d e f g h Elfgren, L; Justnes, H; Ronin, V (2004). High Performance Concretes With Energetically Modified Cement (EMC) (PDF). Kassel, Almanya: Kassel University Press GmbH. s. 93–102.
  21. ^ a b United States Federal Highway Administration (FHWA). "EMC Cement Presentation January 18, 2011". Washington DC.
  22. ^ "Cement Data Sheet" (PDF). Birleşik Devletler Jeoloji Araştırmaları. USGS. 2001. Alındı 14 Ağustos 2020.
  23. ^ "Cement Data Sheet" (PDF). Birleşik Devletler Jeoloji Araştırmaları. USGS. 2020. Alındı 10 Ağustos 2020.
  24. ^ Czigler, T; Reiter, S; Somers, K (May 2020). "Laying the foundation for zero-carbon cement" (PDF). McKinsey & Co. Arşivlenen orijinal 24 Ağustos 2020. Alındı 24 Ağustos 2020.
  25. ^ USBR. "Hoover Dam Frequently Asked Questions and Answers". ABD Islah Bürosu. Alındı 10 Ağustos 2020.
  26. ^ a b c d e f EMC Cement BV. Summary of CemPozz® (Fly Ash) Performance in Concrete (PDF). EMC Cement BV, 2012.
  27. ^ Schneider, M .; Romer M., Tschudin M. Bolio C.; Tschudin, M.; Bolio, H. (2011). "Sustainable cement production – present and future". Çimento ve Beton Araştırmaları. 41 (7): 642–650. doi:10.1016/j.cemconres.2011.03.019.
  28. ^ a b c d Bache, M (1983). "Densified cement/ultra fine particle-based materials". Proceedings of the Second International Conference on Superplasticizers in Concrete.
  29. ^ a b Chappex, T.; Scrivener K. (2012). "Alkali fixation of C-S-H in blended cement pastes and its relation to alkali silica reaction". Çimento ve Beton Araştırmaları. 42 (8): 1049–1054. doi:10.1016/j.cemconres.2012.03.010.
  30. ^ Private study, Luleå University of Technology (2001) "Diffusionstest för cementstabiliserad flygaska", LTU Rapport AT0134:01, 2001-09-03
  31. ^ Ronin, V; Jonasson, J-E; Hedlund, H (1999). "Ecologically effective performance Portland cement-based binders", proceedings in Sandefjord, Norway 20–24 June 1999. Norway: Norsk Betongforening. pp. 1144–1153.
  32. ^ a b Ronin, V; Emborg, M; Elfgren, L (2014). "Self-Healing Performance and Microstructure Aspects of Concrete Using Energetically Modified Cement with a High Volume of Pozzolans". Nordic Concrete Research. 51: 129–142.
  33. ^ Yang, Y; Lepech, M. D.; Yang, E.; Li, V. C. (2009). "Autogenous healing of engineered cementitious composites under wet-dry cycles". Çimento ve Beton Araştırmaları. 39 (5): 382–390. doi:10.1016 / j.cemconres.2009.01.013. ISSN  0008-8846.
  34. ^ Li, V., C.; Herbert, E. (2012). "Robust Self-Healing Concrete for Sustainable Infrastructure" (PDF). Journal of Advanced Concrete Technology. Japan Concrete Institute. 10 (6): 207–218. doi:10.3151/jact.10.207.
  35. ^ Van Tittelboom, K .; De Belie, N. (2013). "Self-Healing in Cementitious Materials—A Review". Malzemeler. 6 (6): 2182–2217. Bibcode:2013Mate....6.2182V. doi:10.3390/ma6062182. ISSN  1996-1944. PMC  5458958. PMID  28809268.
  36. ^ a b c d e f g Justnes, H; Elfgren, L; Ronin, V (2005). "Mechanism for performance of energetically modified cement versus corresponding blended cement". Çimento ve Beton Araştırmaları. Elsevier (London) and Pergamon Press (Oxford). 35 (2): 315–323. doi:10.1016/j.cemconres.2004.05.022. ISSN  0008-8846.
  37. ^ a b Patent abstract for granted patent "Process for Producing Blended Cements with Reduced Carbon Dioxide Emissions" (Pub. No.:WO/2004/041746; International Application No.: PCT/SE2003001009; Pub. Date: 21.05.2004; International Filing Date: 16.06.2003)
  38. ^ Moropoulou, A.; Çakmak, A .; Labropoulos, K.C.; Van Grieken, R.; Torfs, K. (January 2004). "Accelerated microstructural evolution of a calcium-silicate-hydrate (C-S-H) phase in pozzolanic pastes using fine siliceous sources: Comparison with historic pozzolanic mortars". Çimento ve Beton Araştırmaları. 34 (1): 1–6. doi:10.1016/S0008-8846(03)00187-X.CS1 Maint: birden çok isim: yazarlar listesi (bağlantı)
  39. ^ Moropoulou, A; Cakmak, A., S., Biscontin, G., Bakolas, A., Zendri, E.; Biscontin, G.; Bakolas, A .; Zendri, E. (December 2002). "Advanced Byzantine cement based composites resisting earthquake stresses: the crushed brick/lime mortars of Justinian's Hagia Sophia". İnşaat ve Yapı Malzemeleri. 16 (8): 543. doi:10.1016/S0950-0618(02)00005-3. ISSN  0950-0618.CS1 Maint: birden çok isim: yazarlar listesi (bağlantı)
  40. ^ a b EMC Cement BV. Summary of CemPozz® (Natural Pozzolan) Performance in Concrete (PDF). EMC Cement BV, 2012.
  41. ^ a b c Stein, B (2012). A Summary of Technical Evaluations & Analytical Studies of Cempozz® Derived from Californian Natural Pozzolans (PDF). San Francisco, United States: Construction Materials Technology Research Associates, LLC.
  42. ^ ACI 318 "Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary"
  43. ^ a b Johansson, K; Larrson, C; Antzutkin, O; Forsling, W; Rao, KH; Ronin, V (1999). "Kinetics of the hydration reactions in the cement paste with mechanochemically modified cement 29Si magic-angle-spinning NMR study". Çimento ve Beton Araştırmaları. Bergama. 29 (10): 1575–81. doi:10.1016/S0008-8846(99)00135-0. Alındı 14 Ağustos 2020.
  44. ^ a b c d e Baroghel Bouny, V (1996). Bournazel, J. P.; Malier, Y. (eds.). Texture and Moisture Properties of Ordinary and High Performance Cementitious Materials (in PRO 4: Concrete: From Material to Structure). 144 at 156: RILEM. s. 360. ISBN  2-912143-04-7.CS1 Maint: konum (bağlantı)
  45. ^ "Cement hydration". Understanding Cement.
  46. ^ See, for ex., Thomas, Jeffrey J.; Jennings, Hamlin M. (January 2006). "A colloidal interpretation of chemical aging of the C-S-H gel and its effects on the properties of cement paste". Çimento ve Beton Araştırmaları. Elsevier. 36 (1): 30–38. doi:10.1016/j.cemconres.2004.10.022. ISSN  0008-8846.
  47. ^ Portlandite at Webmineral
  48. ^ Mineraloji El Kitabı
  49. ^ Mertens, G.; Snellings, R.; Van Balen, K.; Bicer-Simsir, B.; Verlooy, P.; Elsen, J. (March 2009). "Pozzolanic reactions of common natural zeolites with lime and parameters affecting their reactivity". Çimento ve Beton Araştırmaları. 39 (3): 233–240. doi:10.1016/j.cemconres.2008.11.008.CS1 Maint: birden çok isim: yazarlar listesi (bağlantı)
  50. ^ CA3Al2(SiO4)3 − x(OH)4 kat, ile hidroksit (OH) partially replacing silica (SiO4)
  51. ^ Webmineral.com. "Stratlingite Mineral Data". Alındı 6 Aralık 2013.. See, also, Ding, Jian; Fu, Yan; Beaudoin, J.J. (Ağustos 1995). "Strätlingite formation in high alumina cement – silica fume systems: Significance of sodium ions". Çimento ve Beton Araştırmaları. 25 (6): 1311–1319. doi:10.1016/0008-8846(95)00124-U.
  52. ^ Midgley, H.G.; Bhaskara Rao, P. (March 1978). "Formation of stratlingite, 2CaO.SiO2.Al2O3.8H2O, in relation to the hydration of high alumina cement". Çimento ve Beton Araştırmaları. 8 (2): 169–172. doi:10.1016/0008-8846(78)90005-4. ISSN  0008-8846.. See, also, Midgley, H.G. (March 1976). "Quantitative determination of phases in high alumina cement clinkers by X-ray diffraction". Çimento ve Beton Araştırmaları. 6 (2): 217–223. doi:10.1016/0008-8846(76)90119-8. ISSN  0008-8846.
  53. ^ Heikal, M.; Radwan, M M; Morsy, M S (2004). "Influence of curing temperature on the Physico-mechanical, Characteristics of Calcium Aluminate Cement with air cooled Slag or water cooled Slag" (PDF). Ceramics-Silikáty. 48 (4): 185–196.. See, also, Abd-El.Aziz, M.A.; Abd.El.Aleem, S.; Heikal, Mohamed (January 2012). "Physico-chemical and mechanical characteristics of pozzolanic cement pastes and mortars hydrated at different curing temperatures". İnşaat ve Yapı Malzemeleri. 26 (1): 310–316. doi:10.1016/j.conbuildmat.2011.06.026. ISSN  0950-0618.CS1 Maint: birden çok isim: yazarlar listesi (bağlantı)
  54. ^ Mostafa, Nasser Y.; Zaki, Z.I.; Abd Elkader, Omar H. (November 2012). "Chemical activation of calcium aluminate cement composites cured at elevated temperature". Çimento ve Beton Kompozitler. 34 (10): 1187–1193. doi:10.1016/j.cemconcomp.2012.08.002. ISSN  0958-9465.CS1 Maint: birden çok isim: yazarlar listesi (bağlantı)
  55. ^ Taylor, HFW, (1990) Cement chemistry, London: Academic Press, pp.319–23.
  56. ^ Matusinović, T; Šipušić, J; Vrbos, N (November 2003). "Porosity–strength relation in calcium aluminate cement pastes". Çimento ve Beton Araştırmaları. 33 (11): 1801–1806. doi:10.1016/S0008-8846(03)00201-1. ISSN  0008-8846.
  57. ^ See, for ex., Majumdar, A.J.; Singh, B. (November 1992). "Properties of some blended high-alumina cements". Çimento ve Beton Araştırmaları. 22 (6): 1101–1114. doi:10.1016/0008-8846(92)90040-3. ISSN  0008-8846.
  58. ^ ASTM International (2010). "ASTM C989: Standard Specification for Slag Cement for Use in Concrete and Mortars". Book of Standards Volume. 4 (2). doi:10.1520/c0989-10.
  59. ^ Nhar, H.; Watanabe, T .; Hashimoto, C. & Nagao, S. (2007). Efflorescence of Concrete Products for Interlocking Block Pavements (Ninth CANMET/ACI International Conference on Recent Advances in Concrete Technology: Editor, Malhotra, V., M., 1st ed.). Farmington Hills, Mich.: American Concrete Institute. s. 19–34. ISBN  9780870312359.
  60. ^ Boldyrev, V.V.; Pavlov, S.V.; Goldberg, E.L. (Mart 1996). "Interrelation between fine grinding and mechanical activation". International Journal of Mineral Processing. 44-45: 181–185. doi:10.1016/0301-7516(95)00028-3.
  61. ^ Heinicke, G.; Hennig, H.-P.; Linke, E.; Steinike, U.; Thiessen, K.-P.; Meyer, K. (1984). "Tribochemistry: In Co-Operation with H.P. Hennig, et al" [and with a preface by Peter-Adolf Thiessen]. Acta Polymerica. Berlin : Akademie-Verlag. 36 (7): 400–401. doi:10.1002/actp.1985.010360721.
  62. ^ "IUPAC - Mechano-chemical reaction (MT07141)". goldbook.iupac.org. doi:10.1351/goldbook.mt07141. Alındı 2020-08-22.
  63. ^ Baláž, P; Achimovičová, M; Baláž, M; Billik, P; Cherkezova-Zheleva, Z; Criado, JM; Delogu, F; Dutková, E; Gaffet, E; Gotor, FJ; Kumar, R; Mitov, I; Rojac, T; Senna, M; Streletskii, A; Wieczorek-Ciurowa, Kr (2013). "Hallmarks of mechanochemistry: from nanoparticles to technology" (PDF). Chemical Society Yorumları. Royal Society Yayınları. 42 (18): 7571–637. doi:10.1039/c3cs35468g. PMID  23558752. S2CID  205853500. Alındı 22 Ağustos 2020.
  64. ^ Smekal, A. (April 1942). "Ritzvorgang und molekulare Festigkeit". Die Naturwissenschaften. 30 (14–15): 224–225. Bibcode:1942NW.....30..224S. doi:10.1007/BF01481226. S2CID  1036109.
  65. ^ Hüttig, Gustav F. (1943). "Zwischenzustände bei Reaktionen im festen Zustand und ihre Bedeutung für die Katalyse" (PDF). Heterogene Katalyse III: 318–577. doi:10.1007/978-3-642-52046-4_9. ISBN  978-3-642-52046-4. Alındı 21 Ağustos 2020.
  66. ^ Zelikman, AN; Voldman, GM; Beljajevskaja, LV (1975). Theory of hydrometallurgical processes. Metallurgija (In Russian).
  67. ^ Meyer, K (1968). Physikalisch-chemische Kristallographie. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. s. 337. DE OLDUĞU GİBİ  B0000BSNEK.
  68. ^ a b Pourghahramani, P; Forssberg, E (March 2007). "Effects of mechanical activation on the reduction behavior of hematite concentrate". International Journal of Mineral Processing. 82 (2): 96–105. doi:10.1016/J.MINPRO.2006.11.003.
  69. ^ a b Pourghahramani, P; Forssberg, E (March 2007). "Reduction kinetics of mechanically activated hematite concentrate with hydrogen gas using nonisothermal methods". Thermochimica Açta. 454 (2): 69–77. doi:10.1016/j.tca.2006.12.023.
  70. ^ a b Pourghahramani, P; Forssberg, E (May 2006). "Comparative study of microstructural characteristics and stored energy of mechanically activated hematite in different grinding environments". International Journal of Mineral Processing. 79 (2): 120–139. doi:10.1016/j.minpro.2006.01.010.
  71. ^ a b Pourghahramani, P; Forssberg, E (May 2006). "Microstructure characterization of mechanically activated hematite using XRD line broadening". International Journal of Mineral Processing. 79 (2): 106–119. doi:10.1016/j.minpro.2006.02.001.
  72. ^ a b Pourghahramani, P; Forssberg, E (September 2007). "Changes in the structure of hematite by extended dry grinding in relation to imposed stress energy". Toz Teknolojisi. 178 (1): 30–39. doi:10.1016/j.powtec.2007.04.003.
  73. ^ a b Pourghahramani, P (2007). "Mechanical Activation of Hematite Using Different Grinding Methods with Special Focus on Structural Changes and Reactivity" (PDF). Luleå University: 242. ISSN  1402-1544. Alındı 22 Ağustos 2020. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  74. ^ a b Tkáčová, K.; Baláž, P.; Mišura, B.; Vigdergauz, V.E.; Chanturiya, V.A. (Temmuz 1993). "Selective leaching of zinc from mechanically activated complex Cu-Pb-Zn concentrate". Hidrometalurji. 33 (3): 291–300. doi:10.1016/0304-386X(93)90068-O.
  75. ^ Baláž, P (2000). Extractive metallurgy of activated minerals. Amsterdam: Elsevier Science B.V. p. 292. ISBN  9780080531533. Alındı 21 Ağustos 2020.
  76. ^ a b c d e Tkáčová, K. (1989). Mechanical activation of minerals. Amsterdam: Elsevier. s. 170. ISBN  978-0444988287.
  77. ^ a b c d e Tromans, D.; Meech, J.A. (Kasım 2001). "Enhanced dissolution of minerals: stored energy, amorphism and mechanical activation". Mineral Mühendisliği. 14 (11): 1359–1377. doi:10.1016/S0892-6875(01)00151-0.
  78. ^ Nepapushev, A. A.; Kirakosyan, K. G.; Moskovskikh, D. O.; Kharatyan, S. L.; Rogachev, A. S.; Mukasyan, A. S. (2015). "Influence of high-energy ball milling on reaction kinetics in the Ni-Al system: An electrothermorgaphic study". International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 24 (1): 21–28. doi:10.3103/S1061386215010082. S2CID  136668210.
  79. ^ Ronin, V; Jonasson, JE (1994). Investigation of the effective winter concreting with the usage of energetically modified cement (EMC) - material science aspects, Report 1994:03, 24 pp (isveççe). Luleå University (LTU), Div. of Struct Eng.
  80. ^ Ronin, V; Jonasson, JE (1995). High strength and high performance concrete with use of EMC hardening at cold climate conditions. Proceedings of International Conference on Concrete under Severe Conditions, Sapporo, Japan, Luleå University (LTU), Div. of Struct Eng.
  81. ^ Handle, Philip H.; Loerting, Thomas (2015). "Temperature-induced amorphisation of hexagonal ice". Fiziksel Kimya Kimyasal Fizik. 17 (7): 5403–5412. Bibcode:2015PCCP...17.5403H. doi:10.1039/C4CP05587J. PMID  25613472. Alındı 21 Ağustos 2020.
  82. ^ a b c d Sobolev, K (2005). "Mechano-chemical modification of cement with high volumes of blast furnace slag". Çimento ve Beton Kompozitler. 27 (7–8): 848–853. doi:10.1016/j.cemconcomp.2005.03.010. Alındı 22 Ağustos 2020.
  83. ^ Weichert, R.; Schönert, K. (1974). "On the temperature rise at the tip of a fast running crack†". Katıların Mekaniği ve Fiziği Dergisi. 22 (2): 127–133. Bibcode:1974JMPSo..22..127W. doi:10.1016/0022-5096(74)90018-0.
  84. ^ Fuller, K. N. G.; Fox, P. G.; Field, J. E. (1975). "The Temperature Rise at the Tip of Fast-Moving Cracks in Glassy Polymers". Londra Kraliyet Cemiyeti Bildirileri. Seri A, Matematiksel ve Fiziksel Bilimler. 341 (1627): 537–557. Bibcode:1975RSPSA.341..537F. doi:10.1098/rspa.1975.0007. ISSN  0080-4630. JSTOR  78609. S2CID  137104796.
  85. ^ a b Krycer, I; Hersey, JA (1980). "A comparative study of comminution in rotary and vibratory ball mills" (PDF). Toz Teknolojisi. 27 (2): 137–141. doi:10.1016/0032-5910(80)85015-7.
  86. ^ a b c d Venkataraman, K.S.; Narayanan, K.S. (1998). "Energetics of collision between grinding media in ball mills and mechanochemical effects" (PDF). Toz Teknolojisi. 96 (3): 190–201. doi:10.1016/S0032-5910(97)03368-8.

Dış bağlantılar