О химии образования таумасита

РЕФЕРАТ. Изучены деформации расширения образцов цементно-песчаных растворов, содержащих 0—25 % известняка. Они выдерживались в воде и в растворе сульфата магния в течение 2,5 лет при комнатной температуре и 7 °C. Образец, содержащий 25 % известняка и выдерживавшийся в растворе сульфата при 7 °C, разрушился в течение 6 месяцев; на его поверхности образовались отложения таумасита. Расширение остальных образцов, вызванное образованием эттрингита, не сопровождалось появлением трещин. 

В серии параллельных экспериментов на «чистых» системах таумасит был получен при комнатной температуре. При этом ИК-спектры смесей, состоящих из силикагеля, кальцита и эттрингита, позволили предполагать существование промежуточной фазы, которая легко образуется при комнатной температуре и обнаруживается по появлению «плеча» в спектре при 1012—1027 см–1. Таумасит, как предполагается, образуется на следующей стадии в результате взаимодействия извести с промежуточной фазой. Реакция зависит от растворимости извести, которая возрастает при низкой температуре и в присутствии сахарозы.

Ключевые слова: таумасит, расширение, цементно-песчаные растворы, известняк, инфракрасная спектроскопия.

Keywords: thaumasite, expansion, cement mortars, limestone, infrared spectroscopy.

1. Введение 

Производство портландцемента, содержащего известняк, выгодно технически и экономически. Европейские стандарты 197-1 и египетские спецификации ESS 4756-1 допускают содержание известняка до 35 масс. % в цементах подтипов CEM II/A и CEM II/B. Однако в египетских строительных нормах для бетона [1], утвержденных впервые в 2014 году, допускается максимальное содержание известняка в цементе для строительного бетона, равное 10 %. Это ограничение наложили, чтобы исключить неконтролируемые злоупотребления, которые могли бы сократить срок службы бетона, в ходе выполнения небольших строительных проектов. В окрестностях монас­тыря св. Екатерины на Синайском полуострове зимой часто бывают заморозки, что может усилить таумаситную форму сульфатной атаки. В связи с этим были проведены специальные исследования для приобретения опыта по использованию портландцемента с добавкой известняка. Чтобы лучше понять химию образования таумасита, исследовали «чистые» сис­темы и строительные растворы [2—6]. 

2. Экспериментальная часть 

Цемент CEM I 32,5 R предоставлен Национальной цементной компанией в Каире, известняк — Египетской известняковой компанией [2]. Химический состав обоих материалов определяли с помощью рентгенофлуоресцентного анализа (см. таблицу). Фазовый состав цемента, рассчитанный по Боггу [7] на основании данных о химическом составе, был следующим (масс. %): C3S — 56,49, C2S — 16,48, C3A — 7,52 и C4AF — 11,26. 


Цементы с добавками известняка получали, смешивая в фарфоровой шаровой мельнице в течение 30 мин портландцемент CEM I 32,5 R с известняком, замещавшим 5, 10, 15 и 25 % массы исходного цемента. Удельная поверхность по Блейну полученных цементов составила соответственно 3286, 3342, 3474, 3595 и 3617 см2/г. 

Образцы растворов были приготовлены при соотношении цемент : песок, равном 1 : 2, и водоцементном соотношении, равном 0,46. Долговечность растворов исследовали на образцах-призмах размерами 25 × 25 × 285 мм. После укладки образцы в формах выдерживались в течение 1 сут изолированными от окружающей среды, затем их распалубили, разделили на параллельные серии, предназначенные для последующего хранения в воде и в 5 %-м растворе сульфата магния, при комнатной температуре и при 7 °C в течение 2,5 года. При хранении образцов периодически измеряли их длину; а жидкости, в которых выдерживались образцы, заменяли каждые 3 месяца. 

Образец, содержащий 25 % известняка и хранившийся 6 месяцев в сульфатном растворе при 7 °C, разрушился в ходе хранения, при этом образовался продукт белого цвета; остальные образцы расширились. Для выполнения анализов были отобраны пробы образовавшегося продукта, материала с поверх­ности разрушившегося образца и материала с поверхности образца того же состава, выдержанного в сульфатном растворе при комнатной температуре, который подвергся только расширению. Был проведен также анализ проб, отобранных с поверхности деформированных контрольных образцов, выдержанных в течение 6 месяцев в сульфатном растворе при комнатной температуре и при 7 °C. Пробы были обработаны изопропиловым спиртом, высушены в течение 24 ч при 50 °C и затем исследованы следующими методами:

• рентгеновской дифракции на дифрактометре X’PERT MPD Philips;

• спектроскопии ИК-пропускания с преобразованием Фурье на спектрометре FTIR 6300 Type А в диапазоне волновых чисел 400—4000 см–1,

• сканирующей электронной микроскопии на электронном микроскопе Quanta 250 FEG. 

Реакции, имеющие отношение к образованию таумасита, были исследованы на различных «чистых» системах [2, 6]; пример одной такой системы описан в данной статье. Силикагель, химически чистый кальцит и синтезированный эттрингит смешивали в молярном соотношении 1,0 : 1,0 : 0,3 [2]. Промышленный силикагель (E-Merch, Германия) предварительно был тонко измельчен; эттрингит получили как продукт взаимодействия гидроксида кальция с химически чистым гидратом сульфата алюминия в водной среде при комнатной температуре.

Твердые компоненты смешали с 50 мл воды и хранили в закрытых пластиковых емкостях при комнатной температуре, а также в холодильнике при 7 °C в течение 28 сут и 3 месяцев. Затем твердое вещество отфильтровали, промыли изопропиловым спиртом, высушили при температуре 50 °С в течение 24 ч и сняли его спектры ИК-пропускания.

Таумасит приготовили при комнатной температуре и при 7 °C по методу Штрабля [8] следующим образом: холодный раствор сахарозы и извести смешивали с раствором, содержащим  Na2SiO3 · 5H2O, Na2SO4 и Na2CO3 в стехиометрических соотношениях. Смесь хранили при комнатной температуре в течение 10 месяцев и перемешивали через определенные промежутки времени. Затем твердое вещество отфильтровали, промыли дистиллированной водой и изопропиловым спиртом, высушили при 50 °C в течение 24 ч, после чего исследовали методами рентгенофазового анализа, спектроскопии ИК-пропускания и сканирующей электронной микроскопии.

3. Результаты

3.1 Поведение при расширении. Расширение образцов с 0—25 % известняка, выдержанных в воде при комнатной температуре и при 7 °C, не превысило 0,1 %. Расширение образцов, выдержанных в растворе сульфата магния при комнатной температуре, достигло 0,7 % без образования трещин; у образцов, выдержанных при 7 °C в течение 2,5 года, максимальное значение расширения составило 0,4 % (рис. 1). Деформации увеличивались с ростом содержания известняка в образцах. Только образцы с 25 % известняка, выдержанные при 7 °C, разрушились через 6 месяцев; при этом образовался продукт белого цвета (рис. 2). 


Рис. 1. Расширение образцов, содержащих цемент CEM I 32.5 R и 0—25 масс. % известняка, выдерживавшихся в растворе сульфата магния при 7 °C.


Рис. 2. Разрушившийся образец с 25 % известняка после выдержки в растворе сульфата магния при 7 °C в течение 6 месяцев 

3.2 Фазовый анализ. Как уже отмечено, контрольные образцы цементного теста, выдержанные в сульфатном растворе при комнатной температуре и при 7 °C, и образцы с 25 % известняка, выдержанные при комнатной температуре, расширялись без разрушения. Пробы, отобранные с поверхности образцов через 6 месяцев, показали присутствие эттрингита с различным содержанием гипса. Эти образцы были условно отнесены к «эттрингитовой группе». Рентгеновская дифрактограмма пробы материала с поверх­ности контрольного образца, выдержанного при 7 °C, приведена на рис. 3, а, в качестве примера. На рис. 3, б, для сравнения приведена дифрактограмма синтезированного эттрингита. 


Рис. 3. Дифрактограммы эттрингита (E), синтезированного в лаборатории (а), и пробы, отобранной с поверхности кон­трольного образца, выдержанного в растворе сульфата магния в течение 6 месяцев при комнатной температуре (б) (G — гипс, CH — портландит, Q — кварц, Cc — кальцит)

Дифрактограммы таумасита, синтезированного в лабораторных условиях при комнатной температуре и при 7 °C, идентичны; одна из них приведена на рис. 4, а. Фаза таумасита идентифицирована на дифракто­грамме белого продукта, который отслоился от разрушившегося образца, содержавшего 25 % известняка (рис 4, б). Слабые рефлексы таумасита наряду с рефлексами эттрингита присутствуют на дифрактограмме пробы, отобранной с поверхности разрушившегося образца (рис. 4, в). Эти образцы отнесены к «таумаситовой группе».


Рис. 4. Дифрактограммы таумасита (T), синтезированного в лаборатории при комнатной температуре (а); и продукта, отслоившегося от разрушившегося цементного образца, который содержал 25 % известняка (б); пробы, отобранной с поверхности разрушившегося образца, который хранился в растворе сульфата магния в течение 6 месяцев при 7 °C (в) (E — эттрингит, CH — портландит, Q — кварц, Cc — кальцит)

ИК-спектры и фото образцов таумаситовой и эттрингитовой групп приведены далее. 

3.3. Эттрингитовая группа. ИК-спектр пробы с поверхности контрольного образца, выдержанного при 7 °C и расширявшегося без образования трещин, и ИК-спектр эттрингита приведены на рис. 5. Полоса около 3640 см–1 в спектрах свидетельствует о присутствии портландита. Полосы валентных и деформационных колебаний воды проявляются приблизительно при 3420 и 1640 см–1 соответственно. Наличие карбонатов обнаруживается по присутствию полосы с максимумом около 1430 см–1 и более слабой полосы с максимумом около 870 см–1  [9]. По-видимому, карбонизация затрагивает эттрингит гораздо меньше, чем цементный образец. Валентные колебания атомов в сульфатной группе проявляются в ИК-спектре образца при 1104 см–1 (рис. 5, а), а в спектре эттрингита — при 1119 см–1 (рис. 5, б). Колебаниями атомов в группах AlOH в эттрингите обусловлена полоса при 850 см–1.  


Рис. 5. ИК-спектры пробы, отобранной с поверхности контрольного образца, выдержанного в течение 6 месяцев в растворе сульфата магния при 7 °C (а) и эттрингита, синтезированного в лаборатории (б)

Что касается колебаний силикатных фрагментов в контрольном образце, то силанольное плечо, как правило, присутствующее приблизительно при 3700—3740 см–1, обнаруживается с трудом. Максимум полосы антисимметричных валентных колебаний силоксановых связей (Si—O—Si), который в ИК-спектре силикагеля расположен при 1086 см–1 [9], смещен до 1004 см–1, а максимум полосы, обусловленной симметричными валентными колебаниями групп атомов со связями Si—O, находящийся в спектре силикагеля при 800 см–1, — до 778 см–1

Фото контрольных образцов, выдержанных в сульфатном растворе при 7 °C и при комнатной температуре, схожи между собой; на них видны хорошо различимые кристаллы эттрингита длиной 5 мкм (рис. 6). На фото образца, который содержал 25 % известняка, был выдержан при комнатной температуре и при этом не разрушился, видны участки разупорядоченного геля с внедренными в него тонкими иглами (рис. 7, а), а также скопления кристаллов эттрингита (рис. 7, б). 


Рис. 6. Электронные микрофотографии поверхности контрольного образца, выдержанного в растворе сульфата магния  в течение 6 месяцев при 7 °C 


Рис. 7. Электронные микрофотографии поверхности образца с 25 % известняка, выдержанного в течение 6 месяцев в растворе сульфата магния при комнатной температуре, на участке разупорядоченного геля с внедренными в него тонкими иглами (а) и участке скопления кристаллов эттрингита (б)

3.4. Таумаситовая группа. На рис. 8, а, приведен спектр ИК-пропускания таумасита, синтезированного при комнатной температуре; спектр таумасита, синтезированного при 7 °C, имеет аналогичный вид. В спектре помимо обычных полос, характерных для молекул воды, наблюдаются основные полосы, принадлежащие карбонатам (1419 и  871 см–1). Полоса с максимумом при 1071 см–1, вероятно, представляет собой смещенную «силоксановую» полосу; этим смещением отражается прошедшее не до конца взаимодействие связей Si—O—Si силикагеля с гидроксильными группами. Полоса, наблюдаемая при 994 см–1, относится к фазе C—S—H [10], не преобразованной в таумасит. Октаэдрическая конфигурация  кремния идентифицируется по полосам с максимумами при 769 и 499 см–1; положение этих полос согласуется с литературными данными, характеризующими состояние кремния в таумасите и стишовите [11, 12], и с положением полос в спектрах образцов природного таумасита при 750 и 500 см–1 [13].


Рис. 8. Спектры ИК-пропускания таумасита, синтезированного в лаборатории при комнатной температуре (а) и пробы, отобранной с поверхности разрушившегося образца, выдержанного в течение 6 месяцев в растворе сульфата магния при 7 °C (б)

В спектре ИК-пропускания материала, отобранного с поверхности содержащего известняк разрушившегося цементного образца (рис. 8, б) присутствует полоса при 3690 см–1. Это значение находится между соответствующими волновыми числами для ОН-групп портландита и для силанольных групп. В этом спектре присутствует «плечо» при 1012 см–1. Аналогичное «плечо» наблюдалось в диапазоне волновых чисел 1012—1030 см–1 в спектрах всех систем, содержащих эттрингит и источник кремния, после выдержки при комнатной температуре и при 7 °C [2, 6]. Полоса около 1020 см–1, по данным работы [14], относится к структуре 6-координированного кремния в стишовите; другие исследователи относят ее к антисимметричным валентным колебаниям силокса­новых связей (Si—O—Si) с искаженными углами в приповерхностных частях образцов [15]. Наши недавние работы [6, 16] показывают, что плечо, появляющееся около 1023 см–1, возможно, принадлежит промежуточной фазе карбонизированного силикагеля, который появляется до образования таумасита и может содержать 6-координированный кремний. Слабая полоса при 769 см–1 как отмечено выше, имеет такое же происхождение, как и вторая полоса, относящаяся к колебаниям силоксановых связей в спектре силикагеля (800 см–1), но смещена по сравнению с ней в направлении к волновому чис­лу, характерному для полосы в спектре таумасита (750 см–1). Вторая частота, обыч­но приписываемая 6-координированному кремнию (500 см–1), в спектре данного образца наблюдается при 499 см–1

ИК-спектр таумасита, отслоившегося от разрушившегося образца с 25 % известняка (рис. 9), в основном согласуется с литературными данными [13]. Кроме полос, обусловленных колебаниями атомов в молекулах воды, а также полосы сульфат-ионов при 1104 см–1, особенностью спектра является смещение максимума «карбонатной» полосы от 1430 см–1 (это значение характерно для кальцита) к 1398 см–1 для таумасита. Такое смещение может быть обусловлено искажением структуры карбонат-ионов. 


Рис. 9. Спектр ИК-пропускания таумасита, отслоившегося от поверхности разрушившегося образца с 25 % известняка, выдержанного в течение 6 месяцев в растворе сульфата магния при 7 °C

Отметим, что в спектре таумасита отсут­ствуют полосы, принадлежащие C—S—H (в области 990—970 см–1) и предполагаемой промежуточной фазе (в области 1012—1030 см–1). Хорошо видны две полосы, отнесенные к кремнекислородным октаэдрам (при 751 и 497 см–1).

Морфология таумаситового отложения, отслоившегося от разрушившегося цементного образца (рис. 10) представлена настолько тонкими иглами, что по внешнему виду они напоминают волокна. Аналогичный вид имеет синтезированный таумасит, наблюдаемый под электронным микроскопом. На фото разрушившегося образца (выдержанного при 7 °C), содержащего 25 % известняка, видна более четкая игольчатая структура, внедренная в матрицу геля (рис. 11). 


Рис. 10. Электронная фотография таумаситового отложения, отслоившегося от разрушившегося цементного раствора


Рис. 11. Электронная фотография таумасита, образовавшегося на поверхности разрушившегося образца, содержащего 25 % известняка и выдержанного в течение 6 месяцев в растворе сульфата магния при 7 °C

3.5. Чистая система. ИК-спектр силикагеля, используемого в синтезе, приведен на рис. 12, а. В нем присутствуют характерная полоса силоксановых связей при 1086 см–1, а также полоса колебаний групп атомов со связями Si—O при 803 см–1


Рис. 12. Спектры ИК-пропускания силикагеля (а) и смеси силикагеля, кальцита и эттрингита, выдержанной в водной среде в течение 28 сут при комнатной температуре (б)

На рис. 12, б, приведен спектр смеси, состоящей из силикагеля, кальцита и эттрингита, выдержанной в водной среде в течение 28 сут при комнатной температуре. В спектре присутствуют следующие представляющие интерес полосы:

1) полоса при 1131 см–1, отнесенная  к сульфат-ионам;

2) сохранившаяся полоса при 1086 см–1, отнесенная  к силоксановым связям;

3) полоса при 1027 см–1, отнесенная  к промежуточной фазе;

4) полосы при 752 и 658 см–1.

4. Обсуждение результатов

Использование цемента с добавкой известняка в строительстве в условиях холодного климата и воздействия сульфатов вызывает возражения из-за образования таумасита и связанного с этим негативного влияния такого цемента на долговечность бетона [17—19]. Случаи, когда таумасит образуется в конструкциях, эксплуатируемых при температуре 20 °C и выше, отмечаются гораздо реже [20—25].

Таумасит трудно обнаружить методом рентгенодифракционного анализа из-за сходства его дифрактограммы с дифракто­граммой эттрингита. Одинаковый игольчатый габитус обеих солей вызывает путаницу при их идентификации, основанной на внешнем виде кристаллов. 

Более информативной при идентификации таумасита является спектроскопия ИК- пропус­кания. Преимущество этого метода заключается в том, что он основан на интерпретации колебательных частот функциональных групп, входящих в состав как аморфных, так и крис­таллических соединений. 

Несмотря на опубликованные ИК-спектры таумасита с полосами при 638—765 и  887—935 см–1 [11, 12] и обнаружение 6-координированного кремния в таумасите по полосам при 745—767, 669—673 и  499—501 см–1 в спектрах ИК-пропускания [13], в литературе все еще имеются разногласия по этому поводу. Некоторые авторы используют полосы при 752—764 см–1 и 501 см–1, другие — полосу при 669 см–1. Полосы в области 935—990 см–1 интерпретируют как колебания SiO4 в геле C—S—H [26—28]. Полосу при 1070—1075 см–1 относят к колебаниям атомов в группах или с 4-координированным кремнием (SiO4) [13], или с 6-координированным [28—30], или же вообще не принимают ее во внимание [27]. Выраженную полосу при 1029 см–1, появляющуюся в условиях «таумаситовой атаки», не относят к какой-либо функциональной группе [31].

Данные, приведенные в этой статье, представляют собой часть результатов большого исследования систем, имеющих отношение к образованию таумасита [2—6]. Наиболее важным итогом этой серии экс­периментов является обнаружение «плеча» приблизительно при 1012—1030 см–1, указывающего на образование промежуточной фазы из карбонизированного силикагеля, предшествующее образованию таумасита [6, 16]; эта фаза исчезает в присутствии извести с переходом в таумасит при низкой температуре или в присутствии гидросиликата кальция при комнатной температуре. Чтобы определить состояние кремния в этой фазе, необходимы дополнительные исследования. Типичные полосы таумасита относятся к колебаниям атомов в кремнекислородных октаэдрах приблизительно при 752 и 500 см–1, иногда при 658 см–1

Координация 6 для кремния, имеющая место в таумасите, — пример гипервалентности кремния [32]. Этот феномен имеет место при увеличенном положительном заряде на атоме кремния, возникающем в присутствии сильных нуклеофильных лигандов с высоким отрицательным зарядом. В увеличении координационного состояния принимают участие вакантные d-орбитали кремния. В качестве лиганда в цементном тесте выступает гидроксильный ион OH; при этом имеет место тип гибридизации sp3d2. Данный процесс связан с растворением SiO2, инициированным катализатором, который способен к хемосорбции на поверхности SiO2 и может увеличивать координационное число кремния [33]; это приводит к разрыву силоксановых связей и ослаблению связей Si—O. В щелочных средах (в частности, в цементном тесте) катализатором является гидроксильная группа [34]. Растворение SiO2 поэтому сильно зависит от рН.

Было установлено, что образование таумасита активизируется в присутствии эттрингита, который облегчает формирование промежуточной фазы [2, 4—6, 16]. Взаимодействие этой фазы с кальцием имеет место с увеличением растворимости извести — при низкой температуре или в присутствии сахарозы. В данной работе таумасит был получен при комнатной температуре благодаря увеличению растворимости извести при добавлении сахарозы. Согласно литературным данным, поверхность эттрингита может выступать в качестве поверхности зародыше­образования таумасита [35]. О роли кальция в образовании таумасита сообщалось в работах [36, 37] и в публикациях по результатам нашего недавнего исследования [6, 16]. 

Настоящее исследование указывает на различие в морфологии эттрингита и таумасита. Эттрингит представлен хорошо сформированными иглами размером около 5 мкм, тогда как таумасит образует тончайшие иглы, напоминающие мягкое волокно. Остается открытым вопрос о влиянии на размеры таумаситовых волокон таких факторов, как концентрация сульфат-ионов и возраст образца.  

Выводы

• Таумасит образуется при повышенном содержании известняка при низкой температуре или в присутствии сахарозы. В данной работе таумасит синтезирован при комнатной температуре в растворе сахарозы.

• В системе эттрингит—кремнезем—кальцит до появления таумасита, по всей видимости, образуется промежуточная фаза, детектируемая в виде плеча приблизительно при 1012—1030 см–1.  

• Характеристические полосы 6-координированного кремния в таумасите находятся при 750 и 500 см–1.

• Образование кремния в 6-координированном состоянии происходит в результате нуклеофильной атаки гидроксильной группы портландита на силоксановые связи силикагеля.

• Морфологически таумасит проявляется в виде тончайших волокнистых иголок, тогда как эттрингит образует хорошо сформированные иглы. 



ЛИТЕРАТУРА

1. Egyptian Code of Practice for Design of Concrete Structures ECP 203:2007, Housing & Building National Research Center, 2009.

2. Osman Y.A.  Studies on the chemical and thermal stability of the thaumasite salt and its expansion behavior. Ph.D. Thesis. Helwan University, Cairo Egypt, 2015.

3. Ismail K. I. Investigations on the properties and performance of limestone Portland cement // Master Thesis. Helwan University, Cairo Egypt, 2015.  

4. Ghorab H.Y., Mabrouk M.R., Abd Elnaby S.F., Yousri K.M., et al. The suitability of Portland limestone cement for use in construction applications in Egypt // Intern. Conf. Non-Traditional Cement & Concrete 2014, Czech Republic. CEMENT INTERNATIONAL. 2014, N 6. 

5. Ghorab H.Y., Mabrouk M.R., Herfort D., Osman Y.A. Infrared investigation on systems related to the thaumasite formation at room temperature and 7 °C // Cement. Wapno. Beton. 2014. N 4. P. 252—261. 

6. Mohamed M.K. Investigations on the thaumasite formation in cement systems // M. Sc. Thesis. Helwan University Cairo Egypt, 2017. 

7. Bogue R.H. Calculation of the compounds in Portland cement // Industrial and Engineering Chemistry Analytical Edition. 1929. Vol. 1, N 4. P. 192—197. 

8. Struble L.J. Synthesis and characterization of ettringite and related phases // Proc. 8th Int. Cong. Chem. Cem. Rio de Janeiro, 1986, Vol. 6. P. 582—588.

9. Miller F.A., Wilkins C.H. Infrared spectra and characteristics frequencies of inorganic ions // Analytical Chemistry. 1952. Vol. 24. P. 8.

10. Fernandez L., Alonso C., Hidalgo A., Andrade C. The role of magnesium during the hydration of C3S and CSH formation. Scanning electron microscopy and mid-infrared studies // Advances in Cement Res. 2005. Vol. 17. P. 9—21. 

11. Monke H. Ein weiteres Mineral mit Silizium in 6er Koordination, Thaumasite // Naturwissenschaften. 1964. B. 51. S. 239.

12. Monke H. Mineralspektren II. Tafel 6.164. Berlin: Akademie-Verlag, 1966. 

13. Rospondek M., Lewandowska A. Mineralogical Society of Poland-Special papers //  2002. Vol. 20. P. 187—190.

14. Hofmeister A.M., Xu J., Akimoto S. Infrared spectroscopy of synthetic and natural stishovite // American Mineralogist. 1990. Vol. 75. P. 951—955.

15. Boccuzzi F., Coluccia S., Ghiotti G., Morterra C., et al. // J. Phys. Chem. 1987. Vol. 82. P. 1298.

16. Ghorab H.Y., Zahran F., Mohamed. M.K., Meawad A.S. On the durability of Portland limestone cement: effect of pH on the thaumasite formation // HBRC Journal (accepted).

17. Department of the Environment, Transport and the Regions. The thaumasite form of sulfate attack: Risk, diagnosis, remedial works and guidance on new construction // Rep.  of the Thaumasite Expert Group DETR. London, 1999.

18. Clark L.A. and BRE in consultation with the Thaumasite Expert Group. Thaumasite Expert Group Rep.: Rev. after three years experience. March 2002.

19. Hooton R.D., Nokken M., Thomas M.D.A. Portland-Limestone Cement: State of the Art Report and Gap Analysis for CSA A 3000. Cement Association of Canada SN 3053 2007. 

20. Sanchez de Rojas M.I., Sotolongo R., Frias M,, Marin F., et al. Decay of pavement mortar due to thaumasite formation // J. Chem. Techno. Biotechnol. 2009. Vol. 84. P. 320—325.

21. Hartshorn S.A., Sharp J.H., Swamy R.N. The thaumasite form of sulfate attack in Portland-limestone cement mortars stored in magnesium sulfate solution // Cement Concrete Composites. 2003. Vol. 25. P. 351—359.

22. Schmidt T., Lothenbach B., Scriviner K.L., Romer M., et al. Conditions for thaumasite formation // 12th Intern. Congress of Cement. Montreal, Canada, 2007. M 4-03.2.

23. Diamond S. Thaumasite in orange county, Southern California: an inquiry into the effect of low temperature // Cement Concrete Composites. 2003. Vol. 25. P. 1161—1164. 

24. Higgins D.D., Crammond N.J. Resistance of concrete containing ggbs to the thaumasite form of sulfate attack // First Intern. Conf. on Thaumasite in Cementitious Materials. Garston, UK, 2002, CRC London.

25. Borsoi A., Collepardi S., Coppola L., Troli R., et al. Sulfate attack on blended Portland cement / Ed. V.M. Malhotra. Fifth CANMET/ACI Intern. Conf. on Durability of Concrete. American Concrete Institute, Farmington Hill, USA, 2000. P. 417—432, ACI SP 192.

26. Li C., Yao Y., Wang L. Rapid quantitative identification of thaumasite // Materials science Forum. 2013. Vol. 743. P. 186—192.

27. Martinez-Ramirez S., Blanco-Varela M.T., Rapazote J. Thaumasite formation in sugary solutions: Effect of temperature and sucrose concentration // Construction and Building Materials. 2011. Vol. 25. P. 21—29.

28. Pipilikaki P., Papageorgiou D., Teas Ch., Chanitotakis E., et al. The effect of temperature on thaumasite formation // Cement and Concrete Composites. 2008. Vol. 30. P. 964—969.

29. Aguilera J., Blanco Varela M.T., Vazquez T. Procedure of synthesis of thaumasite // Cement and Concrete Res. 2001. Vol. 31. P. 1163—1168.

30. The thaumasite form of sulfate attack: Risk, diagnosis, remedial works and guidance on new construction // Rep. of the Thaumasite Expert Group DETR, London, 1999.

31. Gao X.J., Ma B.G., Ba H.J. Influence of cement types and mineral admixtures on the resistance of mortar to thaumasite form of sulfate attack // 12th Intern. Congress of Cement. Montreal, Canada, 2007. J4-06.4.

32. MacMillan Group meeting.: Hypervalent silicon: Bonding, properties and synthetic utility. Ian Storer, 2005.  

33. Nymark A.M. Oxidation of silicon powder in humid air // Master Thesis. Chemical Engineering and Biotechnology. Norwegian University of Science and Technology, 2012. 

34. Iler R.K. The chemistry of silica. Wiley-Interscience, 1979.

35. Koeler S., Heinz D., Urbonas L. Effect of ettringite on thaumasite formation // Cement and Concrete Res. 2006. Vol. 36. P. 697—706.

36. Bellmann F., Stark J. The role of calcium hydroxide in the formation of thaumasite // Cement and Concrete Res. 2008. Vol. 38. P. 1154—1161.

37. Nomura H., Sekihiro M., Yamashita S., Inokawa H. Investigation of thaumasite formation in mortar with limestone aggregate // 13th Intern. Congress on the Chemistry of Cement. Madrid, Spain, 2011. Area 8. P. 432.



Автор: Х.Й. Гораб, М. Ризк, Д. Херфорт, Й.А. Осман

Поделиться:  
Заказать этот номер журнала «Цемент и его применение» или подписаться с любого месяца можно по ссылке
Использование опубликованных на сайте новостных материалов допускается только с упоминанием источника (журнал «Цемент и его применение») и активной гиперссылкой на цитируемый материал.