The influence of chosen environmental hazards on hydrophobic properties of fine dispersional limestone
E. Vogt 1  
,   A. Horak 1,   E. Wolak 1,   U. Kanik 1
 
More details
Hide details
1
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Kraków
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2015;31(2):157–172
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The paper concerns the results of researches carried out on the changes of hydrophobic properties of fine dispersional limestone caused by chosen corrode substances. The researches were conducted on two grain fractions of fine dispersional limestone, which grain diameter in accordance with the manufacturer’s data (Limestone Mine Czatkowice) equals less than 80 μm for lime meal and 100–400 μm for lime sand accordingly and also on a meal hydrophobized in the limestone and margiel quarry of cement plant in Małogoszcz. Raw materials and hydrophobized ones with the use of stearic acid, silicone preparation and bituminous preparation were tested. The acetic acid, ammonia hydroxide, sodium sulphate were used as aggressive substances. The researches proved the influence of these substances on an absorbability and a compressibility changes of studied materials. The absorbability was measured as changes of the material humidity during the storage in wet conditions. The compressibility was calculated on the base of the results of densimetric measurements such as loose and packed bulk density obtained with the use of measuring cylinder. A small changes in the compressibility coefficient values obtained for corroded materials in the comparison with values obtained for initial materials show that the cohesive properties of both kinds of material are similar. The majority of modified (hydrophobized) materials obtained after corrode process worse waterproof properties than initial materials, but they were still characterised by higher hydrophobization degree than corroded raw materials. No repeaTable results were obtained in the case of meal. It was probably caused by a higher reactivity of this material, connected with its little grain diameter. The measurements performed had the preliminary character.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wpływ wybranych zagrożeń środowiskowych na właściwości hydrofobowe drobnodyspersyjnego wapienia
wapień drobnodyspersyjny, wapień hydrofobowy, korozja chemiczna, zanieczyszczenie środowiska
Przedstawiono wyniki badań zmiany hydrofobowych właściwości drobnodyspersyjnego wapienia pod wpływem wybranych czynników korozyjnych. Badano dwie frakcje ziarnowe drobnodyspersyjnego wapienia, o średnicy ziaren zgodnie z danymi producenta (Kopalnia Wapienia Czatkowice) wynoszącej odpowiednio: dla mączki wapiennej poniżej 80 μm oraz piasku wapiennego z przedziału 100–400 μm. Badano również mączkę wapienną hydrofobizowaną w kamieniołomie wapieni i margli cementowni w Małogoszczy. Badano materiały surowe oraz hydrofobizowane za pomocą kwasu stearynowego, preparatu silikonowego oraz preparatu bitumicznego. Jako substancji agresywnych (korodotwórczych) użyto roztworów: kwasu etanowego, zasady amonowej, siarczanu VI sodu. Określono wpływ tych substancji na zmianę nasiąkliwości i ściśliwości badanych materiałów. Miarą nasiąkliwości była zmiana wilgotności materiałów podczas procesu wilgotnego składowania. Ściśliwość obliczano na podstawie pomiarów densymetrycznych: gęstości nasypowej swobodnej i upakowanej, oznaczanych za pomocą cylindra miarowego. Niewielkie zmiany wartości współczynników ściśliwości uzyskane dla materiałów skorodowanych w porównaniu do wartości uzyskanych dla materiałów wyjściowych świadczą o podobnych właściwościach kohezyjnych obu rodzajów materiałów. Większość modyfikowanych (hydrofobowych) materiałów po procesie korodowania uzyskiwała gorsze właściwości wodoodporne niż materiały wyjściowe, ale w dalszym ciągu charakteryzowała się wyższym stopniem hydrofobowości niż skorodowane materiały surowe. Dla mączki wapiennej nie uzyskano powtarzalnych wyników, co najprawdopodobniej spowodowane jest większą reaktywnością tego materiału związaną z małą średnicą ziaren. Przeprowadzone badania miały charakter wstępny.
 
REFERENCES (58)
1.
 
2.
Benavente i in. 2006 – Benavente, D., Garcia del Curab, M.A., Garcia-Guinead, J., Sanchez-Morald, S. i Ordonez, S., 2006. Role of pore structure in salt crystallization in unsaturated porous stone. Journal of Crystal Growth 260, s. 532–544.
 
3.
Biczók, I. 1972. Concrete corrosion and concrete protection. Budapest, Haus of The Hungarian Academy Kiadoě.
 
4.
Buczek, B. i Vogt, E. 2006. Hydrofobizacja pyłu wapiennego dla potrzeb górnictwa węglowego. Ecological Chemistry and Engineering 13/S4, s. 391–398.
 
5.
Buczek, B. i Vogt, E. 2013. Zastosowanie modyfikatora silikonowego do hydrofobizacji pyłu wapiennego. PL.396668.
 
6.
Carr, R. 1965. Classifying Flow Properties of Solids. Chem. Eng. 72, 3, s. 68–72.
 
7.
Cashdollar, M. i Sapko, J. 2006. Explosion hazards of coal dust in the presence of methane in Handbook for methane control in mining. DHHS (NIOSH) Publication 127, chapter 12.
 
8.
Ciesielczyk i in. 2006 – Ciesielczyk, F., Krysztafkiewicz, A. i Jesionowski, T. 2006. Sedimentation and wettability of synthetic magnesium silicates. Physicochemical Problems of Mineral Processing 40, s. 255–263.
 
9.
Czarnecki i in. 1996 – Czarnecki, L., Broniewski, T. i Henning, O. 1996. Chemia w budownictwie. Warszawa, Arkady.
 
10.
Czarnecki L., 2010. Polymer concretes. Cement Wapno Beton 15, 2, s. 63–85.
 
11.
Domasłowski i in. 1998 – Domasłowski, W., Kęsy-Lewandowska, M. i Łukaszewicz, J.W. 1998. Badania nad konserwacją murów. Toruń, Uniw. M. Kopernika.
 
12.
Domka i in. 2003 – Domka, L., Wąsicki, A. i Kozak, M. 2003. The microstructure and mechanical properties of new HDPE-chalk composites. Physicochemical Problems of Mineral Processing 37, s. 141–147.
 
13.
 
14.
Ecosil, Specifications, EPRO Services, Waterproofing Systems, http://www.eproserv.com/pb/pdf..., maj 2014.
 
15.
Eskin, D. i Voropayev, S. 2001. Engineering estimation of opposed jet milling efficiency. Minerals Engineering 14, 10, s. 1161–1175.
 
16.
Frances i in. 2001 – Frances, C., Le Bolay, N., Belaroui, K. i Pons, M.N. 2001. Particle morphology of ground gibbsite in different grinding environments. International Journal of Mineral Processing 61, s. 41–56.
 
17.
Getty Conservation Institute. 2006. The hieroglyphics of copán, Honduras, Study results and conservation proposals, a project report, The Getty Conservation Institute, Los Angeles, http://hdl.handle.net/10020/gc..., maj 2014.
 
18.
Gibson, L.T. i Watt, C.M. 2010. Acetic and formic acids emitted from wood samples and their effect on selected materials in museum environments. Corrosion Science 52, 1, s. 172–178.
 
19.
Grossi i in. 2003 – Grossi, C.M., Esbert, R.M., Diaz-Pache, F. i Alonso, F.J. 2003. Soiling of building stones in urban environments. Building and Environment 38, s. 147–159.
 
20.
Grzeszczyk, S. i Podkowa, P. 2010.Wpływ mączki wapiennej na właściwości samozagęszczających się betonów. Cement Wapno Beton 15, 6, s. 340–347.
 
21.
Grzywacz, C.M. 2006. Monitoring for gaseous pollutants in museum environments. Getty Center Drive, Los Angeles.
 
22.
Handbook Index Tables. Handbook of powder characteristics tester. Hosokawa Micron Corporation. Reprinted from Carr R., 1965 Chem. Eng. 18, 166–167, with approval of Mr. R. Carr and the copyright owner McGraw-Hill Incorporated, New York, 10036, U.S.A.
 
23.
Hoła, J. i Matkowski, Z. 2009. Wybrane problemy dotyczące zabezpieczeń przeciwwilgociowych ścian w istniejących obiektach murowanych, Awarie budowlane. XXIV Konferencja Naukowo-Techniczna, Szczecin-Międzyzdroje, s. 73–92.
 
24.
Hu i in. 2009 – Hu, Z., Zen, X., Gong, J. i Deng, Y. 2009. Water resistance improvement of paper by super hydrophobic modification with microsized CaCO3 and fatty acid coating. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 351, 1–3, s. 65–70.
 
25.
Kozak, A. 2010. Wpływ naturalnego i przyspieszonego starzenia na właściwości ochronne powłok zabezpieczających beton przed karbonatyzacją. Ochrona przed Korozją 1, s. 14–17.
 
26.
Köster, Technical guideline, http://www.koester.pl/?p=102&c..., maj 2014.
 
27.
Krysztafkiewicz, A. i Jesionowski, T. 2003. Układy hybrydowe krzemionka-barwnik organiczny: otrzymanie i zastosowanie. Przemysł Chemiczny 82/8–9, s. 844–846.
 
28.
Lopez-Arce i in. 2008 – Lopez-Arce, P., Doehne, E., Greenshields, J., Benavente, D. i Young, D. 2008. Treatment of rising damp and salt decay: The historic masonry buildings of Adelaide, South Australia. Materials and Structures 42, 6, s. 827-848.
 
29.
Łukowski, P. 2003. Domieszki do zapraw i betonów. Polski Cement.
 
30.
Łukowski, P. 2005. Adhesion of polymer-cement concretes to the substrate. Cement Wapno Beton 10, 3, s. 142–147.
 
31.
Malicka-Soczka i in. 2010 – Malicka-Soczka, A., Domka, L. i Kozak, A. 2010. Kaolin modified with silane compounds as a filler used in rubber industry. Physicochemical Problems of Mineral Processing 44, s. 151–156.
 
32.
Małolepszy i in. 2000 – Małolepszy, J., Deja, J., Brylicki, W. i Gawlicki, M. 2000. Technologia betonu: metody badań. AGH, Kraków, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne.
 
33.
Man, C.K. i Teacoach, K.A., 2009. How does limestone rock dust prevent coal dust explosions in coal mines? Mining Engineering 61, 9, s. 69–73.
 
34.
Materials and Structures, 2008, 42 (6), 827–848.
 
35.
Medeiros i in. 2012 – Medeiros, M.H.F., Castro-Borges, P., Aleixo, D.M., Quarcioni, V.A., Marcondes, C.G.N. i Helene, P. 2012. Reducing water and chloride penetration through silicate treatments for concrete as a mean to control corrosion kinetics. International Journal of Electrochemical Science 7, s. 9682–9696.
 
36.
Ney, R. 2000. Surowce skalne: surowce węglanowe. Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków.
 
37.
Nita i in. 2012 – Nita, P., Wesołowski, M., Poświata, A. i Kowalska, D. 2013. Projektowe, wykonawcze i utrzymaniowe. Problemy współczesnych nawierzchni na lotniskach. 32, s. 159–177, Prace Naukowe Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa, Wyd. Inst. Tech. Wojsk Lotniczych.
 
38.
Pichniarczyk, P. 2000. Hydrofobizacja lekkich poryzowanych zaczynów z gipsu syntetycznego otrzymywanego w procesie odsiarczania spalin. Praca doktorska. AGH, Kraków.
 
39.
PN-EN ISO 3953, 1011. Proszki metaliczne, Oznaczanie gęstości nasypowej z usadem.
 
40.
PN-G-11020, 1994. Pył kamienny przeciwwybuchowy.
 
41.
Pogorzelski, J.A. 2001. Stan wilgotnościowy przegród budowlanych. Materiały Budowlane 4, s. 63–66, 88.
 
42.
Przesmycka, E. i Kwiatkowski, B. 2002. Stan zachowania i problemy konserwacji obiektów zabytkowych z kamienia wapiennego. Przegląd Budowlany 73, 3, s. 11–15.
 
43.
Rokiel, M. 2006. Poradnik. Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce. Warszawa, Dom Wydawniczy Medium.
 
44.
Stanisławska, A. i Werner, A. 2006. Wpływ dodatku polialkoholu winylu na wybrane właściwości drukowe papierów powlekanych. Przemysł Chemiczny 85/8–9, 1318–1320.
 
45.
Stefańczyk, B. 2005. Budownictwo ogólne. t. 1, Warszawa, Arkady.
 
46.
Stowarzyszenie Przemysłu Wapienniczego, http://www.wapnoinfo.pl/, maj 2014.
 
47.
Suchorab i in. 2008 – Suchorab, Z., Barnat-Hunek, D. i Sobczuk, H. 2008. Pomiary wilgotności murów z kazimierskiej opoki wapnistej przy zastosowaniu metody TDR. Budownictwo i Architektura 2, 1, s. 125–140, Lublin, Wydawnictwa Uczelniane.
 
48.
Szymanek, A. i Nowak, W. 2007. Mechanically activated limestone. Chemical and Process Engineering 28, 1, s. 127–137.
 
49.
Tablets & Capsules, 2005. Powder density in solid dosagef, M.A. Thomas, Quanta-chrome Corporation.
 
50.
Tétreault, J. i Stamatopoulou, E. 1997. Determination of concentrations of acetic acid emitted from wood coatings in enclosures. Studies in Conservation 42, 3, s. 141–156.
 
51.
Urosevic i in. 20012 – Urosevic, M., Yebra-Rodríguez, A., Sebastián-Pardo, E. i Cardell, C. 2012. Black soiling of an architectural limestone during two-year term exposure to urban air in the city of Granada. Science of the Total Environment 414, s. 564–75.
 
52.
Vogt, E. 2008. Hydrophobization of fine solids presented on the example of limestone powder. Polish Journal of Chemical Technology 10, s. 49–51.
 
53.
Vogt, E. 2011. Hydrofobizacja pyłu wapiennego za pomocą par kwasu stearynowego. Inżynieria i Aparatura Chemiczna 6, s.12–15.
 
54.
Vogt, E. 2013. Effects of commercial modifiers on flow properties of hydrophobized limestone powders. Polish Journal of Environmental Studies 22, 4, 1213–1218.
 
55.
Vogt, E. i Bisztyga, A. 2014. Badanie właściwości hydrofobowych proszków wapiennych modyfikowanych handlowymi modyfikatorami. Inżynieria i Aparatura Chemiczna 53, 1, s. 42–43.
 
56.
Vogt, E. i Buczek, B. 2007. Rola i znaczenie pyłu wapiennego w systemie zabezpieczeń przeciwwybuchowych w kopalniach węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Managament 23, 3, s. 235–242.
 
57.
Vogt, E. i Hołownia, D. 2010. Badanie właściwości hydrofobowych modyfikowanych pyłów wapiennych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Managament 26, 2, s. 41–56.
 
58.
Vogt, E. i Opaliński, I. 2009. The comparison of properties of hydrophobized limestone powders produced in different methods. Chemical Engineering Transactions 17, s. 1711–1716.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953