Metakaolin - Metakaolin - Wikipedia

Metakaolin ... susuz kalsine kil mineralinin formu kaolinit. Kaolinit bakımından zengin olan mineraller, geleneksel olarak imalatında kullanılan çin kili veya kaolin olarak bilinir. porselen. Metakaolinin partikül boyutu, çimento parçacıklar, ama o kadar ince değil silika dumanı.

Kaolinit kaynakları

Metakaolinin kalitesi ve reaktivitesi, kullanılan ham maddenin özelliklerine büyük ölçüde bağlıdır. Metakaolin, aşağıdakileri içeren çeşitli birincil ve ikincil kaynaklardan üretilebilir kaolinit:

Metakaolin oluşturma

T-O kil minerali kaolinit ara katman katyonları veya ara katman suyu içermez. Dehidroksilasyon sıcaklığı, yapısal katman istifleme sırasına bağlıdır. 530 ile 570 ° C arasında düzensiz kaolinit dehidroksilatlar, 570 ile 630 ° C arasında kaolinit sıraladı. Dehidroksile düzensiz kaolinit daha yüksek puzolanik aktivite sipariş edilenden.[1] Kaolinin metakaoline dehidroksilasyonu bir endotermik kimyasal olarak bağlı hidroksil iyonlarını uzaklaştırmak için gereken büyük miktarda enerji nedeniyle proses. Dehidroksilasyon sıcaklık aralığının üzerinde, kaolinit, katman istiflenmesi nedeniyle bazı uzun menzilli düzeni koruyan karmaşık bir amorf yapı olan metakaolin'e dönüşür.[2] Oktahedral tabakanın alüminyumunun çoğu dörtyüzlü ve beş yüzlü olarak koordineli hale gelir.[3]Bir üretmek için puzolan (tamamlayıcı çimentolu malzeme) neredeyse tam dehidroksilasyon, aşırı ısınma olmadan, yani iyice kavrulmuş ancak yakılmamış olmalıdır. Bu bir amorf, yüksek derecede puzolanik durum, aşırı ısınma neden olabilir sinterleme reaktif olmayan ölü bir yanık oluşturmak için dayanıklı, kapsamak Mullit ve bir kusurlu Al-Si spinel.[4] Bildirilen optimum aktivasyon sıcaklıkları, çeşitli süreler için 550 ve 850 ° C arasında değişir, ancak 650-750 ° C aralığı en yaygın şekilde belirtilir.[5] Diğer kil mineralleri ile karşılaştırıldığında kaolinit, dehidroksilasyon ve yeniden kristalleşme arasında geniş bir sıcaklık aralığı gösterir, bu da metakaolin oluşumunu ve termal olarak aktive edilmiş kaolin killerinin puzolan olarak kullanımını çok destekler. Ayrıca, oktahedral katman doğrudan ara katmana maruz kaldığından (örneğin smektitler gibi T-O-T kil minerallerine kıyasla), yapısal düzensizliğe ısıtma ile daha kolay ulaşılır.

Yüksek reaktivite metakaolin

Yüksek reaktivite metakaolin (HRM) yüksek oranda işlenmiş bir reaktiftir alüminosilikat puzolan ile reaksiyona giren ince bölünmüş bir malzeme sönmüş kireç normal sıcaklıkta ve nem varlığında güçlü bir yavaş sertleşen çimento oluşturmak için. Genellikle 650-700 ° C arasında saflaştırılmış kaolinitin dışarıdan ateşlenen bir ortamda kalsine edilmesiyle oluşur döner fırın. Sıradan hidrasyondaki hızlanmadan HRM'nin sorumlu olduğu da bildirildi. portland çimentosu (OPC) ve en büyük etkisi 24 saat içinde görülüyor. Ayrıca betonun bozulmasını da azaltır. Alkali Silika Reaksiyonu (ASR), özellikle agrega olarak geri dönüştürülmüş kırılmış cam veya cam tozları kullanıldığında yararlıdır.[6] Metakaolin ile bağlanabilen sönmüş kireç miktarı, modifiye Chapelle testi.[7][8]

Adsorpsiyon özellikleri

Metakaolinlerin adsorpsiyon yüzey özellikleri şu şekilde sağlanabilir: ters gaz kromatografisi analizi.[9]

Beton uygulaması

Diğerlerinin çoğunun iki katı reaktiviteye sahip olduğu düşünülmektedir. puzolanlar metakaolin değerlidir karışım beton / çimento uygulamaları için. Değiştiriliyor portland çimentosu % 8–20 (ağırlıkça) metakaolin ile Somut aşağıdakiler dahil olmak üzere uygun mühendislik özellikleri sergileyen karışım: dolgu etkisi, OPC'nin hızlanması hidrasyon, ve puzolanik reaksiyon. Dolgu etkisi hemen ortaya çıkarken, puzolanik reaksiyonun etkisi 3 ila 14 gün arasında ortaya çıkar.[10]

Avantajlar

  • Arttırılmış basınç ve eğilme mukavemetleri
  • Azaltılmış geçirgenlik (klorür geçirgenliği dahil)
  • İçin azaltılmış potansiyel çiçeklenme Kalsiyum, su ile yüzeye taşındığında, yüzeyde beyaz bir tortu olarak çöken kalsiyum karbonat oluşturmak için atmosferden karbondioksit ile birleştiği zaman oluşur.
  • Kimyasal saldırıya karşı artan direnç
  • Daha fazla dayanıklılık
  • Azaltılmış etkiler alkali-silika reaktivitesi (ASR)
  • Geliştirilmiş işlenebilirlik ve beton bitirme
  • Betonu daha yoğun hale getiren "partikül paketleme" nedeniyle azaltılmış büzülme
  • Betonun rengini açarak renk iyileştirildi, bu da daha açık entegre rengi tonlamayı mümkün kıldı.

Kullanımlar

  • Yüksek performans, yüksek mukavemet ve hafif beton
  • Prekast ve dökülmüş kalıp beton
  • Fibercement ve ferrocement ürünleri
  • Cam elyaf takviyeli beton
  • Mutfak tezgahı, sanat heykelleri (örneğin bkz. Albert Vrana )
  • Harç ve sıva

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Kakali, G .; Perraki T .; Tsivilis S .; Badogiannis E. (2001). "Kaolinin ısıl işlemi: mineralojinin puzolanik aktivite üzerindeki etkisi". Uygulamalı Kil Bilimi. 20 (1–2): 73–80. doi:10.1016 / s0169-1317 (01) 00040-0.
  2. ^ Bellotto, M .; Gualtieri A .; Artioli A .; Clark S.M. (1995). "Kaolinit-mullit reaksiyon dizisinin kinetik çalışması". Minerallerin Fiziği ve Kimyası. 22: 207–217. doi:10.1007 / bf00202254.
  3. ^ Fernandez, R .; Martirena F .; Scrivener K.L. (2011). "Kil minerallerinin puzolanik aktivitesinin kaynağı: Kaolinit, illit ve montmorillonit arasında bir karşılaştırma". Çimento ve Beton Araştırmaları. 41: 113–122. doi:10.1016 / j.cemconres.2010.09.013.
  4. ^ "Yüksek Reaktivite Metakaolin (HRM)". Advanced Cement Technologies, LLC. Metakaolin. Alındı 7 Mayıs 2010.
  5. ^ Snellings, R .; Mertens G .; Elsen J. (2012). "Tamamlayıcı çimentolu malzemeler". Mineraloji ve Jeokimya İncelemeleri. 74: 211–278. doi:10.2138 / rmg.2012.74.6.
  6. ^ "Yüksek Reaktivite Metakaolin (HRM)". Alkali-Silika Reaksiyonu (ASR). Metakaolin. Alındı 22 Ekim 2010.
  7. ^ modifiye Chapelle testi,
  8. ^ Ferraz, E .; et al. (2015). "Değiştirilmiş Chapelle testinin Fransız standardına göre metakaolinlerin puzolanik aktivitesi: Doğrudan bir metodoloji". Acta Geodynamica et Geometerialia Yönleri. 12: 289–298. doi:10.13168 / AGG.2015.0026.
  9. ^ Gamelas, J .; Ferraz, E .; Rocha, F. (2014). "Kalsine kaolinitik killerin yüzey özelliklerine bir bakış: öğütme etkisi". Kolloidler ve Yüzeyler A: Fizikokimyasal ve Mühendislik Yönleri. 455: 49–57. doi:10.1016 / j.colsurfa.2014.04.038.
  10. ^ dolgu etkisi,