Reaktivita křemene v systému K2O-CaO-SiO2-H2O

Bc. Petrana Bochňová

Master's thesis

Quartz reactivity in the K2O-CaO-SiO2-H2O system

Abstract:

Alkali-silica reaction takes place between alkalis and reactive aggregate in the presence of moisture. It is a frequent cause of loss of concrete strength. By default, alkali-silica reactivity is studied by means of mortar bar tests. This thesis deals with the proposal of alternative methodology for determination of quartz reactivity by autoclave tests, where the loss of quartz content reflects its reactivity. Crystal and three types of rock containing quartz with different crystallinity– chert, sandstone and cataclasite were examined. Autoclaving was carried out for foud variuos periods and at three various temperatures. Two under sieve fractions, 0.500 and 0.100 mm, were chosen, and, as a supplement, the under sieve fraction of 0.040 mm was used for the chert and crystal. The crystallinity of quartz and the phase composition of the samples was examined. The results confirmed different quartz reactivity in studied rocks and fractions. The largest quartz losses were recorded for the chert sample below 0.04 mm without KCl and with KCl after 6 h of autoclaving. Relatively large decreases also occurred in the sandstone fraction below 0.100 mm and crystal after 6h. In the pontentially less reactive rocks were larger decreases of quartz content due to the shortages of the procedures.

Abstract:

Alkalicko-silikátová reakcia prebieha medzi alkáliami a reaktívnym kamenivom za prítomnosti vlhkosti. Býva častým dôvodom predčasnej straty pevnosti betónu. Štandardne sa študuje pomocou trámčekových testov. Táto práca sa venuje návrhu alternatívnej metodiky stanovenia reaktivity kremeňa pomocou autoklávových experimentov, kde je sledovaný úbytok kremeňa, ako potvrdenie jeho reaktívnosti. Skúmané boli krištáľ a 3 horninové druhy obsahujúce kremeň, respektíve chalcedón, o rôznej kryštalinite: silicit, pieskovec a kataklazit. Autoklávovanie prebehlo pri štyroch rôznych časoch a troch teplotách. Boli zvolené 2 frakcie, (pod 0,500 mm a pod 0,100 mm) a ako doplnková u silicitu a krištáľu frakcia pod 0,040 mm. Ďalej bola skúmaná kryštalinita kremeňa, ktorá bola najvyššia v prípade krištáľu a potom klesala v poradí pieskovec, katakaklazit a silicit, a fázové zloženie vzoriek. Výsledky dokázali rozdiely v reaktívnosti kremeňa študovaných vzoriek, najväčšie úbytky boli zaznamenané pri vzorke silicitu pod 0,040 mm bez KCl a s KCl po 6h autoklávovania. Väčšie úbytky sa objavili aj v prípade frakcie pod 0,100 mm pieskovca a krištáľu po 6h. Vyššie úbytky u teoreticky menej reaktívnych hornín boli pravdepodobne spôsobené nedokonalosťami použitých postupov.

Keywords

kremeň, portlandit, rtg-difrakcia, kryštalinita, alkalicko-silikátová reaktivita, autokláv, quartz, portlandite, X-ray diffraction, crystallinity, alkali-silica reactivity, autoclave

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Dalibor Všianský, Ph.D.
• Reader: doc. Ing. Karel Dvořák, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Geology / Geology