Noi tipuri de sisteme cimentoide si lianti cu valoare adaugata – lianti de tip geopolimeri – GEOCIM

Componenta Consortiului

• Coordonator:  CEPROCIM S.A.

   

  Commercial reg. no: J40/250/1991;Unic registering code: R 449620; CIF: RO 449620;Subscribed and payed-up capital: 1805617,50 lei

  ROMANIA, 6 Bucharest, #6 blvd. Preciziei, code 062203 phone: +(4021) 318 88 84; 318 88 90;318 88 93. fax:+(4021) 318 88 76; 318 88 94. https://www.ceprocim.ro office@ceprocim.ro;res@ceprocim.ro

  Director proiect: ing. Ionela Petre, ionela.petre@ceprocim.ro

• Partener P1: Universitatea POLITEHNICA Bucuresti “ Facultatea de Chimie Industriala”

  
  Responsabil P1: s.l.dr.ing. Stefania Stoleriu, s.stoleriu@oxy.pub.ro

• Partener P2: Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti

  

  Responsabil P2: prof.dr.ing. Ion Robu,irobu2004@yahoo.fr

• Partener P3: Fundatia pentru Stiinta si Ingineria Materialelor „Serban Solacolu”

  

  Responsabil P3: dr.ing. Vasilica Dima v.dima@oxy.pub.ro

Rezumatul Proiectului

Cererea de materiale de constructii pe baza de ciment de inalta performanta a crescut in intreaga lume si se prevede ca aceasta cerere va creste in continuare in prima parte a secolului XXI. Din considerente economice si de mediu se practica pe scara larga inlocuirea partiala a cimentului portland (consum energetic cca.120 kWh/t ciment;emisii CO₂ cca.700 kg/t ciment) cu diverse adaosuri, cu proprietati adecvate, care sa aiba, totodata si o influenta favorabila asupra caracteristicilor de performanta ale liantilor rezultati.

Metacaolinul, obtinut prin tratarea termica controlata a caolinului, este cel mai recent adaos mineral introdus in industria constructiilor din beton. Datorita dezordinii structurale si naturii amorfe, determinate de transformarile structurale ce au loc in procesul de calcinare a caolinului, metacaolinul prezinta o inalta reactivitate, ceea ce permite utilizarea acestuia in scopul obtinerii unor sisteme cimentoide noi, de inalta performanta: rezistente mecanice, durabilitate, capacitate de stabilizare a deseurilor cu continut de metale grele.

Proiectul isi propune realizarea a doua tipuri de noi sisteme cimentoide, de inalta performanta pe baza de metacaolin si anume: mortarele/betoanele cu metacaolin, utilizat ca substituent partial al cimentului portland, datorita calitatii de puzzolana inalt reactiva precum si geopolimerii, noi tipuri de cimenturi silicatice, situate in alte domenii compozitionale decat cimentul portland, pe baza de puzzolane (in cazul de fata metacaolin) activate alcalin.

Obiective generale si rezultate estimate a fi obtinute

Obiectivul principal al proiectului este realizarea de noi sisteme cimentoide, de inalta performanta, in conditiile reducerii consumurilor energetice si respectiv de asigurare a protectiei mediului. Pentru aceasta se vor aborda doua directii de utilizare a metacaolinului si anume:

• ca adaos puzzolanic, substituent partial al cimentului Portland
• la obtinerea geopolimerilor – noi tipuri de cimenturi silicatice situate in alte domenii compozitionale decat cimentul portland.

Rezultatele estimate a fi obtinute în cadrul proiectului vor permite lărgirea gamei sortimentale a lianţilor de tip cimentoid, prin realizarea unor produse cu caracteristici performante, constituind un important aport ştiinţific în domenii compoziţionale noi. Prin realizarea obiectivelor proiectului se estimează următoarele rezultate:

• Obţinerea de date tehnico-stiinţifice referitoare la parametrii calitativi şi metodele de procesare/investigare în vederea obţinerii/caracterizării noilor sisteme cimentoide, pe bază de metacaolinit
• Obţinerea de sisteme liante performante, pe bază de ciment portland şi metacaolinit, utilizat ca adaos puzzolanic
• Obţinerea unor lianţi de tip geopolimeri – sisteme cimentoide cu caracteristici performante, pe bază de metacaolinit activat alcalin
• Cunoaşterea mecanismului de hidratare/întărire a lianţilor pe bază de metacaolinit, în vederea corelării acestuia cu caracteristicile de performanţă ale sistemului liant
• Urmarirea comportarii la punerea in opera a materialelor cimentoide performante cu adaos de metacaolinit

Responsabilitatile tehnice ale partenerilor in cadrul proiectului

CO – S.C. CEPROCIM S.A. in calitate de conducator de proiect va efectua urmatoarele activitati:

• Studiul aprofundat al literaturii de specialitate privind parametrii calitativi şi metodele de procesare/investigare în vederea obţinerii/caracterizării noilor sisteme cimentoide
• Stabilirea conditiilor de obtinere a metacaolinitului
• Elaborarea reţetelor compoziţionale de lianţi pe bază de ciment portland şi metacaolinit (utilizat ca adaos puzzolanic)
• Obţinerea metacaolinitului în instalaţia de calcinare
• Realizarea în condiţii de laborator a sistemelor cimentoide pe bază de ciment portland şi metacaolinit (utilizat ca adaos puzzolanic)
• Caracterizarea sistemelor cimentoide realizate din punct de vedere al parametrilor calitativi
• Evaluarea efectului adaosului de metacaolinit asupra proprietatilor fizice, chimice si mecanice ale materialelor cimentoide
• Stabilirea substantelor cu rol activator
• Elaborarea retetelor compozitionale de lianti pe baza de metacaolinit si substante cu rol activator
• Stabilirea parametrilor de procesare a noilor tipuri de sisteme cimentoide
• Realizarea în condiţii de laborator a sistemelor cimentoide de tip geopolimeri, pe baza de metacaolinit activate alcalin
• Caracterizarea noilor sisteme cimentoide de tip geopolimeri din punct de vedere al parametrilor calitativi (determinari chimice si fizico-mecanice)
• Stabilirea corelatiei intre parametrii de procesare si proprietatile sistemelor cimentoide de tip geopolimer
• Cercetarea proceselor de hidratare si intarire a liantilor pe baza de metacaolinit
  • elemente de mecanism si cinetica a hidratarii materialelor cimentoide
  • faze hidratate
• Evaluarea efectului adaosului de metacaolin asupra hidratarii si intaririi materialelor cimentoide
• Stabilirea retetelor optime si a metodei de procesare pentru realizarea unor materiale cimentoide performante
• Evaluarea efectului adaosului de metacaolinit din materialele cimentoide realizate, la punerea in opera a acestora
• Definitivarea conditiilor de obtinere a noilor tipuri de materiale cimentoide
• Diseminarea si publicarea rezultatelor pe scara larga
• Elaborarea rapoartelor de cercetare

P1 – Universitatea POLITEHNICA Bucuresti – Facultatea de Chimie Industriala in calitate de partener va efectua urmatoarele activitati:

• Studiul aprofundat al literaturii de specialitate privind materialele cimentoide in care metacaolinitul este utilizat ca adaos puzzolanic
• Determinari necesare stabilirii conditiilor de obtinere a metacaolinitului
• Caracterizarea noilor sisteme cimentoide de tip geopolimer (SEM, RX, porozitate etc.)
• Cercetarea proceselor de hidratare si intarire a pastelor noilor materiale cimentoide:
  • fazele hidratate
  • micro/nano structura pietrei de liant
  • porozitatea pietrei de liant
• Comunicarea rezultatelor obtinute prin participare la manifestari stiintifice nationale/internationale
• Elaborare raport de cercetare

P2 – UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI in calitate de partener va efectua urmatoarele activitati:

• Caracterizarea sistemelor cimentoide realizate din punct de vedere al caracteristicilor de durabilitate
• Urmarirea comportarii in betoane a materialelor cimentoide performante cu adaos de metacaolinit prin determinari de:
  • lucrabilitate
  • densitate
  • aer oclus
  • rezistente mecanice
  • contractie axiala
  • porozitate aparenta
  • gelivitate
• Elaborare raport de cercetare

P3 – FUNDATIA PENTRU STIINTA SI INGINERIA MATERIALELOR – „SERBAN SOLACOLU” in calitate de partener va efectua activitati de diseminare prin organizare de Workshop-uri.

Etape de realizare

• Etapa I – Studiu privind realizarea noilor sisteme cimentoide pe bază de metacaolin (decembrie 2007)
• Etapa II – Experimentări în condiţii de laborator privind obţinerea noilor sisteme cimentoide pe bază de metacaolin utilizat ca adaos puzzolanic, substituent parţial al cimentului Portland (iunie 2008)
• Etapa III- Experimentări în condiţii de laborator privind obţinerea noilor sisteme cimentoide de tip geopolimeri, pe bază de metacaolin activat alcalin (ianuarie 2009)
• Etapa IV – Studiu privind mecanismul de hidratare/întărire a lianţilor pe bază de metacaolin. Cercetari privind comportarea la punerea in opera a materialelor cimentoide performante cu adaos de metacaolin (decembrie 2009)