The Role of Aluminum in Calcium Silicate Hydrate Phases of Hydrated Portland Cement Blends
Independent Research Fund Denmark
Aarhus Universitet
Calcium-silikat-hydrater (C-S-H) er den vigtigste styrkegivende komponent i hærdnet Portland cement, hvor C-S-H dannes som en amorf fase. Produktionen af Portland cement udgør en væsentlig del af den menneskeskabte CO2 udledning (5 – 7%). I forsøg på at reducere CO2 udledningen udvikles der nye cement-blandinger, hvor cementen er delvist erstattet med andre reaktive materialer. Disse ’supplerende cement materialer’ (SCM) har ofte et højt indhold af aluminium (Al), hvilket forårsager en betydelig indbygning af Al gæst-ioner i C-S-H fasen. Projektets formål er at lokalisere Al i C-S-H strukturen og kvantitativt bestemme mængden af Al i disse sites som funktion af C-S-H fasens sammensætning (Ca/Si forhold) og substitutionsgrad (Al/Si forhold). Dette vil ske ved hjælp af faststof NMR spektroskopi, og resultaterne herfra vil blive indbygget i termodynamiske modelleringsteknikker, som anvendes til at forudsige, hvilke faser der er stabile produkter i hydratiserede Portland cement blandinger. Det har hidtil ikke været muligt at inddrage mængden af Al i C-S-H fasen i disse beregninger, som cementindustrien anvender i deres udvikling af nye produkter. Den ny viden om Al i C-S-H strukturen og den forbedrede termodynamiske beregningsmetode vil skabe et bedre grundlag for at udvikle nye cementblandinger med lavere CO2 emission. Metoden vil blive testet og anvendt på industrielle Portland cement – SCM blandinger fra Aalborg Portland A/S og FLSmidth A/S, som begge er tilknyttet projektet.
Research Projects (Max 10 MDKK) / DFF-Forskningsprojekt1 / grant