Wpływ zeolitu na hydratację cementu i jego właściwości
W niniejszej rozprawie przeprowadzono badania, mające na celu wyjaśnienie wpływu klinoptilolitu naturalnego na hydratację cementu i jego właściwości. Analiza danych literaturowych z ostatnich lat wskazuje, że prace badawcze współczesnych naukowców nad zeolitami, skoncentrowane były na opisie struktury i właściwości sorpcyjnych klinoptilolitu naturalnego w aspekcie jego zastosowania m.in. w katalizie i ochronie środowiska. Kilka publikacji zostało poświęconych tematowi aktywności pucolanowej zeolitu oraz jego wpływu na wytrzymałość i mrozoodporność betonu. Brak badań modelowych z udziałem zeolitu, zwłaszcza w zakresie hydratacji cementu i jego składników fazowych – w szczególności alitu w jej początkowym okresie - spowodował wybór tematu pracy doktorskiej, która obejmuje wpływ dodatku zeolitu na proces hydratacji alitu i cementu oraz na wybrane właściwości specjalne cementu m.in. odporność na korozję siarczanową.
Poznanie zjawisk zachodzących pomiędzy alitem, a zeolitem ma na celu umożliwienie lepszego zrozumienia procesów zachodzących w rzeczywistych układach cement — zeolit. Wydaje się to istotne, ponieważ cement portlandzki jest mieszaniną faz o różnych mechanizmach i kinetykach reakcji, które dodatkowo oddziałują na siebie w trakcie hydratacji, a jedną z decydujących ról pełni właśnie alit. Analiza procesów zachodzących w takim układzie jest kluczowa dla prawidłowego projektowania produkcji i użytkowania kompozytów cementowych, których udział w rynku materiałów jest duży i wciąż wzrasta. Uzyskane wyniki badań pozwoliły wskazać kierunek zastosowania zeolitu jako cennego dodatku mineralnego do cementów typu CEM II/B-P oraz CEM IV A i B.
In this doctoral thesis, a study to clarify the impact of natural clinoptilolite on cement hydration and its properties were conducted. Analysis of the literature data from recent years shows, that modern scientists research, were mostly focused on describing the structure and sorption properties of natural clinoptilolite, in terms of its use in catalysis and environmental protection. Several publications have been devoted to the topic of pozzolanic activity of the zeolite and its effects on strength and frost resistance of concrete. Lack of model tests involving zeolite, especially in the topic of cement hydration and its phase components - in particular alite, in period of initial hydration - resulted in selection of the topic dissertation, which includes the effect of zeolite on the hydration of alite and cement, as well as on specific properties of cement, mainly sulphate corrosion resistance.
Understanding the phenomena occurring between alite and zeolite is necessary for a better understanding of the processes observed in real cement - zeolite systems. It seems to be important, because Portland cement is a mixture of phases with different reaction mechanisms and kinetics, which also can interact with each other during hydration, and one of the pivotal roles acts alite. Analysis of the processes occurring in such a system is essential for the proper design of the production and use of cement composites, whose share of the materials market is large and still growing. The results helped indicate the direction of potential application of zeolite as a valuable mineral additive to cement CEM II / B-P and CEM IV A and B.
