Basic HTML Version
8
Keramický zpravodaj 29 (6) (2013)
3.1. Termická analýza (TA)
Pomocí termické analýzy bylo zjištěno, že všechna vápna
byla částečně hydratována
(4-8 %) a zároveň i částečně
karbonatována (okolo 1 %). DTG pík pro CaCO
3
byl při-
psán zpětné karbonataci vápna za vyšších teplot, jelikož při
termické analýze dochází k rozkladu CaCO
3
a uvolnění CO
2
již při teplotách okolo 600 °C, viz Obr. 3. Úroveň hydrata-
ce vzorků vápna byla kolem 5 %, což lze již považovat za
hodnotu, která může ovlivňovat reaktivitu a další měřené
charakteristiky. Přítomnost karbonátových a hydratovaných
složek byla očekávána zejména u vápen pocházejících z tra-
dičního způsobu výroby, kde je delší čas na chladnutí vsázky
a menší možnost kontroly okolního prostředí. Nelze ale ani
vyloučit, že během transportu a skladování došlo k hašení
vápna vzdušnou vlhkostí.
3.2 Rtuťová porozimetrie (MIP)
Otevřená pórovitost vzorků páleného vápna byla okolo 49
až 52 %, viz Tabulka 3. Tyto hodnoty ukazují, že vybrané
vápna patří do kategorie měkce páleného vápna, pro které
Oates [6] uvádí rozmezí 45 až 55 % otevřené pórovitosti.
Obrázek 4 ukazuje distribuci pórů vybraných vzorků pále-
ného vápna. Většina vzorků má majoritní podíl pórů v roz-
mezí od 200 do 600 nm. Výjimkou je pálené kusové vápno
TVITII-1, kde byl vzorek odebrán přímo z klenby tradiční vá-
penné pece. Toto může být případ, kdy bylo vápno lokálně
tvrdě vypáleno. Mimo vliv teploty výpalu byla porézní struk-
tura ovlivněna také přítomností nedopalu popř. hydratací.
3.3 Plynová adsorpce, měrná a objemová hmotnost
Výsledky měrné a objemové hmotnosti a analýzy specific-
kého povrchu BET, které byly určeny na vybraných vzorcích
páleného vápna, jsou uvedeny v tabulce 3. Vápna z průmy-
slové výroby měla vyšší specifický povrch, což také odpoví-
dá rychlejší reaktivitě. Měrná a objemová hmotnost všech
vzorků vápen je srovnatelná a odpovídá svým zařazením tj.
měkce páleným vápnům [6]. Objemová hmotnost byla od-
vozena na základě určené pórovitosti a měrné hmotnosti
vzorků.
3.4 Reaktivita
Reaktivita měřená na vybraných vzorcích vápna je uvedena
v tabulce 5. Pouze vápno TVIT II-1 z klenby tradičního výpa-
lu může být klasifikováno jako středně pálené (t
60
pro střed-
ně pálená vána je v rozmezí 3-9 min [6]). Zbytek vzorků
jsou měkce pálená vápna. Průmyslově vyrobená vápna jsou
nejrychleji reaktivní. Pro srovnání je uvedena tabulka 4, kde
jsou pro jednotlivé vzorky vápen uvedeny reaktivity dle cí-
le výroby.
3.5 Kvalitativní posouzení pomocí SEM
Úlomky kusového vápna byly v elektronovém mikroskopu
zkoumány ve třech pozicích řezu kolmém na povrch kame-
ne, který byl vystaven výpalu v peci. Počáteční pozice by-
la přímo povrch a jeho bezprostřední okolí, další pozice byla
cca 2-3 mm pod povrchem a třetí pozice byla cca 5-6 mm pod
povrchem. Uvedené obrázky (Obr. 5) jsou všechny první po-
zice, tedy z řezu povrchem. Jednotlivé rozdíly mezi částicemi
Obr. 3
Derivace váhových změn vybraných vzorků páleného
vápna. Ca(OH)
2
, pík je kolem 400 °C, CaCO
3
pík je těsně
nad 600 °C
Obr. 4
Distribuce pórů vybraných vzorků páleného vápna
určená pomocí MIP
Tab. 3
Vlastnosti vybraných vzorků vápna (veličiny určené na základě metod: TA – termogravimetrická analýza, MIP – intruzivní
rtuťová porozimetrie, BET – model pro vyjádření plochy povrchu na základě plynové adsorpce, GP – plynová pyknometrie)
TA
MIP
BET
GP
Reaktivita
Ca(OH)
2
[%] CaCO
3
[%] porozita
[%]
specifický
povrch
[m
2
/g]
měrná
hm.
[kg/m
3
]
objemová
hm.
[kg/m
3
]
t
60 °C
[min]
T
max
[ °C]
CVit 3
4,3
1,0
50,9
2,89
3190
1570
0,3
78,0
TVit II-1
7,1
1,0
50,9
1,65
3150
1550
5,3
72,7
CCS 1
3,0
1,0
54,5
2,08
3300
1500
0,4
79,1
TCS I-1
5,9
0,9
49,2
1,55
3230
1640
2,4
79,5
TCS I-2
7,4
1,1
49,9
1,36
3180
1590
2,5
78,9
TCS II-1
5,8
1,1
52,2
1,41
3200
1530
3,0
78,7
Tab. 4
Typická doba reaktivity průmyslových produktů odpovídá zaměření výroby
CVIT1
CVIT2
CVIT3
CCS1
CCS2
t
60
[min]
3–4
6–8
< 1
0–1
5–15
Výroba
Měkce pálené
vápno
Tvrdě pálené
vápno
Měkce pálené
vápno
Rychlá reaktivita,
nízký obsah CO
2
Pomalá reaktivita,
nízký obsah CO
2