1
Spis treści
ROZDZIAŁ I. WSTĘP ... 4
ROZDZIAŁ II. CZĘŚĆ LITERATUROWA ... 6
1. Fizykochemiczna charakterystyka szkieł krzemianowych ... 6
1.2. Szkło – definicja i jego budowa wewnętrzna ... 6
2. Fizykochemiczna charakterystyka szkieł glinokrzemianowych ... 8
2.1. Żużel wielkopiecowy ... 9
2.1.1. Granulowany żużel wielkopiecowy ... 6
2.1.2. Skład chemiczny, fazowy i właściwości fizyczne żużli wielkopiecowych .. 10
2.2. Popiół lotny ... 13
2.2.1. Definicje i klasyfikacje popiołów lotnych ... 13
2.2.2.Właściwości fizyczne popiołów lotnych ... 14
2.2.3. Skład chemiczny popiołów lotnych ... 16
3. Alkaliczna aktywacja szkieł glinokrzemianowych ... 18
3.1. Hydratacja szkieł glinokrzemianowych ... 18
3.2. Alkaliczna aktywacja szkieł glinokrzemianowych ... 22
3.2.1. Alkaliczna aktywacja granulowanego żużla wielkopiecowego ... 22
3.2.2. Alkaliczna aktywacja popiołu lotnego ... 24
3.3. Struktura i mikrostruktura spoiw żużlowo-alkalicznych ... 26
4. Produkty hydratacji szkieł glinokrzemianowych ... 28
4.1. C-S-H ... 28
4.1.1. Powstawanie i występowanie C-S-H ... 29
4.1.2. Struktura C-S-H ... 30
4.1.3. Właściwości C-S-H ... 34
4.2. C-A-S-H ... 38
4.2.1. Powstawanie i występowanie C-A-S-H ... 38
4.2.2. Struktura C-A-S-H ... 39
4.2.3. Właściwości fazy C-A-S-H ... 39
4.3. N-A-S-H ... 40
4.3.1. Powstawanie i występowanie N-A-S-H ... 40
4.3.2. Struktura N-A-S-H ... 43
2
5. Metale ciężkie ... 46
5.1. Występowanie, właściwości i zastosowanie wybranych metali ciężkich ... 47
5.1.1. Cynk ... 47
5.1.2. Ołów ... 47
5.1.3. Kadm ... 48
5.1.4. Chrom ……… .... 49
5.2. Związki wybranych metali ciężkich ... 49
5.1.1. Związki ołowiu ... 49
5.1.2. Związki kadmu ... 49
5.1.3. Związki cynku ... 50
5.1.4. Związki chromu ... 50
5.3. Wpływ metali ciężkich i ich związków na organizmy żywe i środowisko naturalne ... 50
6. Immobilizacja metali ciężkich przez materiały budowlane ... 53
6.1. Charakterystyka procesu immobilizacji ... 53
6.1.1. Immobilizacja w zaczynie cementowym ... 54
6.1.1.2. Immobilizacja metali ciężkich przez C-S-H ... 57
6.1.2. Immobilizacja w spoiwach żużlowo-alkalicznych ... 58
7. Ługowalność metali ciężkich z materiałów budowlanych ... 60
7.1. Metoda TANK ... 60
7.2. Metoda DEV-S4 ... 60
7.3. Metoda ML ……… ... 61
7.4. Metoda AFNOR X 31-210 ... 61
7.5. Metoda FLOW-AROUND ... 61
ROZDZIAŁ III. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA ... 62
8. Cel i teza pracy ... 62
9. Wyniki badań i ich dyskusja ... 63
9.1. Program badań ... 63
9.2. Aparatura i metodyka pomiarowa ... 64
9.3. Materiał badawczy ... 66
9.3.1. Wyjściowe reagenty ... 66
9.3.2. Synteza C-S-H, C-A-S-H, N-A-S-H ... 66
10. Charakterystyka C-S-H, C-A-S-H i N-A-S-H ... 68
10.1. Badania składu fazowego metodą rentgenowskiej analizy fazowej ... 68
10.2. Badania spektroskopowe w podczerwieni ... 73
10.2.1. Badania spektroskopowe w podczerwieni dla żeli C-S-H, C-A-S-H i N-A-S-H ... 73
10.3. Obserwacje mikrostruktury ... 78
10.4. Badania termiczne DTA ... 83
11.5. Podsumowanie wyników badań strukturalnych i mikrostrukturalnych faz C-S-H, C-A-S-H i N-A-S-H ... 88
3
11. Immobilizacja jonów metali ciężkich przez fazy C-S-H, C-A-S-H i N-A-S-H ... 89
11.1. Synteza C-S-H, C-A-S-H i N-A-S-H z jonami metali ciężkich ... 89
11.2. Badanie struktury i mikrostruktury faz C-S-H, C-A-S-H i N-A-S-H zawierających jony metali ciężkich ... 91
11.2.1. C-S-H zawierająca metale ciężkie ... 91
11.2.2. C-A-S-H zawierająca metale ciężkie ... 107
11.2.3. N-A-S-H zawierająca metale ciężkie ... 117
11.3. Badania strukturalne metodą magnetycznego rezonansu jądrowego NMR ... 132
12. Badanie stopnia immobilizacji metali ciężkich w fazach C-S-H, C-A-S-H i N-A-S-H... 144 12.1. C-S-H ... 146 12.2. C-A-S-H ... 148 12.3. N-A-S-H ……….. 150 13. Podsumowanie ... 152 14. Wnioski………....……….……...157 IV. LITERATURA …………...…...158
