Dobijanje metakaolina termičkim tretmanom kaolinske gline

Abstract

U radu su prikazani rezultati istraživanja dobijanja metakaolina termičkim tretmanom domaće kaolinske gline. Polazna sirovina je bila kaolinska glina sa ležišta Vrbica (Aranđelovački basen), čiji je sadržaj kaolinita oko 80% i gubitak žarenjem 12,33%. Diferencijalnom termičkom analizom (DTA/TGA) utvrđeno je da do dehidroksilacije i transformacije kaolinita u metakaolinit dolazi u opsegu temperature 450-700°C. Proces kalcinacije je praćen termičkim tretmanom kaolinske gline u laboratorijskim uslovima na temperaturama 550, 600, 650 i 700°C, različito vreme: 15, 30, 60, 90, 120, 150 i 180 min. Kao glavni kvantitativni kriterijum za ocenu ponašanja kaolinita u procesu kalcinacije, korišćen je stepen dehidroksilacije materijala, Dtg. Optimalni parametri procesa kalcinacije, pri kojima je postignut stepen dehidroksilacije 0,97, jesu: temperatura 650°C i vreme zagrevanja 90 min. Transformacije kaolinita u metakaolinit potvrđene su rendgenskom strukturnom analizom i IR spektroskopijom polazne gline i termički tretiranih glina. Na difraktogramima termički tretiranih glina nisu uočeni karakteristični pikovi kaolinita, dok IR spektri pokazuju odsustvo karakterističnih veza kaolinita. Pucolanska aktivnost metakaolina, određena direktnom metodom, pri optimalnim uslovima kalcinacije iznosi 0,65 g Ca(OH)2 / g metakaolina. Na osnovu ovih istraživanja može se zaključiti da je kaolinska glina sa nalazišta Vrbica pogodna za proizvodnju metakaolina, odgovarajuće pucolanske aktivnosti, a koji se može primenjivati u svojstvu dopunskog cementnog materijala u sistemima na bazi cementa.

The metakaolin was produced by thermal treatment (calcination) of the starting high-quality kaolin clay from Serbia. The optimal calcination parameters, for which nearly complete dehydroxylation of the material was achieved, are: temperature 650°C and heating time of 90 min. The conversion of the kaolinite to metakaolinite was confirmed by XRD and IR analyses of the starting and thermally treated kaolin samples. The pozzolanic activity was determined by Chapelle test. The obtained value 0.65 g Ca(OH)2/g of metakaolin indicates that produced metakaolin may be used as supplementary cementitious material.