Hidrate çimento hamurundaki kalsiyumun çözünme kinetiği

Abstract

Bu çalışmada hidrate çimento hamurundaki (HÇH) kalsiyumun asitli ortamda çözünme reaksiyonu çimento türü, asit türü, asit derişimi ve sıcaklık parametreleri değiştirilerek incelenmiştir. Birden fazla olayın sınırlayıcı olabildiği katı-sıvı heterojen reaksiyonları için türetilmiş model kinetik denklemler esas alınarak, çözünen kalsiyum kesrinin (a) fonksiyonu olan değerlerin zamana, karşı değişim grafikleri hazırlanmış ve bu değişim grafiklerinden çözünme reaksiyonunun difüzyon kontrollü gerçekleştiği belirlenmiştir. Bulguların değerlendirilmesi sonucunda; - Hidrate çimento hamurundaki kalsiyumun asitli ortamda çözünme reaksiyonunun oluşan katı ürün gözeneklerinde reaktif difüzyonu ile kontrollü gerçekleştiği, - Tepkime hızının reaktif asit derişiminin fonksiyonu olduğu, model hız denklem ve asit türüne göre mertebenin 1 ile 2 arasında değiştiği, - Oluşan katı ürün gözenekliliğinin çimento türü ile değiştiği, - Asit derişiminden bağımsız gözlenen aktivasyon enerjisinin reaktif ve model hız denklem türüne göre değiştiği, - Tüm reaksiyonlar için gözlenen aktivasyon enerjisinin 19,50 kJ/mol (4,66 kcal/mol) değerinden küçük olduğu belirlenmiştir.

In this study the dissolution reaction of calcium in hidrated cement paste, in acid medium, was investigated by changing parameters of cement type, acid type, acid concentration and temperature. The values of calcium dissolve fraction (a) function is calculated on the basis of model kinetic equations which were derivated for solid-liquid heterogeneous reactions. The graphs of these values versus to time were prepared and from these graphs it is determined that the dissolve reaction is diffusion controlled. After evaluating the results; - The dissolution reaction of calcium in hidrated cement paste in acid medium was observed reactive diffusion controlled in pores of formed solid product. - Reaction rate was function of reactive acid concentration and the order with according to model kinetic equation and acid type was between 1 and 2. - It is noticed that, porosity of formed solid product changes due to cement type. - It is also determined that, observed activation energy is independent of acid concentration, changes due to reactive and model kinetic equation type. - It is found that the observed activation energy for all reactions was lower than 19,50 kJ/mol (4,66 kcal/mol).