Quantification of amorphous cementitious materials based on CPL using ARL X’TRA Companion Benchtop XRD
Aplikace | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Amorfní složky v cementu zásadním způsobem ovlivňují pevnost, trvanlivost a udržitelný profil betonu. Kvantifikace těchto nekryštalických fází je klíčová pro vývoj ekologicky šetrných cementů a pro optimalizaci složení směsí se surovinami bohatými na amorfní obsah, jako je struska, popílek či kalcinované jíly.
Cílem studie bylo ověřit schopnost bezstandardního stanovení amorfního podílu v cementních směsích pomocí metody CPL (calibrated peak list) bez přímého interního standardu. Jako vzorky sloužily práškové směsi portlandského slínku s různými hmotnostními podíly amorfní strusky (20–80 %).
- Příprava směsí slínku a amorfní strusky v poměrech 20, 30, 50, 70 a 80 % strusky
- Měření v odrazové geometrii s Cu Kα zářením po dobu 10 minut
- Analýza dat v softwaru Profex s BGMN algoritmem a přístupem fundamentálních parametrů
- Kalibrace amorfního podílu na referenční směsi s 48,5 % amorfního obsahu
- Rentgenový difraktometr Thermo Scientific ARL X’TRA Companion
- θ/θ goniometrie v Bragg–Brentano konfiguraci (160 mm) a rentgenka 600 W (Cu nebo Co)
- Pevnostraná detekce s pixely 55 × 55 µm pro rychlé sběry dat
- Volitelný vodní chladič a variabilní lišta pro redukci rozptylu
Analýza prokázala lineární závislost mezi nominálním a zjištěným amorfním podílem s koeficientem korelace 0,999 a absolutní odchylkou menší než 1 %. To potvrzuje spolehlivost metody CPL bez nutnosti interního standardu.
- Rychlá a přesná kvantifikace amorfních fází v cementu
- Odstraňuje potřebu dodatečného interního standardu, zjednodušená příprava vzorků
- Ideální pro rutinní kontrolu kvality a výzkum dekabonizovaných cementů
- Integrace automatizované kvantifikace do LIMS a výrobních linek
- Uplatnění u nových cementářských materiálů a složitých kompozitů
- Další vývoj bezstandardních metod pro komplexní směsi
Metoda CPL použitá v Profexu na datech z ARL X’TRA Companion umožňuje spolehlivou a rutinní kvantifikaci amorfních podílů v cementních směsích s vysokou přesností a bez nutnosti interního standardu, což přispívá k udržitelnému rozvoji cementářské výroby.
X-ray
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Amorfní složky v cementu zásadním způsobem ovlivňují pevnost, trvanlivost a udržitelný profil betonu. Kvantifikace těchto nekryštalických fází je klíčová pro vývoj ekologicky šetrných cementů a pro optimalizaci složení směsí se surovinami bohatými na amorfní obsah, jako je struska, popílek či kalcinované jíly.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo ověřit schopnost bezstandardního stanovení amorfního podílu v cementních směsích pomocí metody CPL (calibrated peak list) bez přímého interního standardu. Jako vzorky sloužily práškové směsi portlandského slínku s různými hmotnostními podíly amorfní strusky (20–80 %).
Použitá metodika
- Příprava směsí slínku a amorfní strusky v poměrech 20, 30, 50, 70 a 80 % strusky
- Měření v odrazové geometrii s Cu Kα zářením po dobu 10 minut
- Analýza dat v softwaru Profex s BGMN algoritmem a přístupem fundamentálních parametrů
- Kalibrace amorfního podílu na referenční směsi s 48,5 % amorfního obsahu
Použitá instrumentace
- Rentgenový difraktometr Thermo Scientific ARL X’TRA Companion
- θ/θ goniometrie v Bragg–Brentano konfiguraci (160 mm) a rentgenka 600 W (Cu nebo Co)
- Pevnostraná detekce s pixely 55 × 55 µm pro rychlé sběry dat
- Volitelný vodní chladič a variabilní lišta pro redukci rozptylu
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza prokázala lineární závislost mezi nominálním a zjištěným amorfním podílem s koeficientem korelace 0,999 a absolutní odchylkou menší než 1 %. To potvrzuje spolehlivost metody CPL bez nutnosti interního standardu.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a přesná kvantifikace amorfních fází v cementu
- Odstraňuje potřebu dodatečného interního standardu, zjednodušená příprava vzorků
- Ideální pro rutinní kontrolu kvality a výzkum dekabonizovaných cementů
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace automatizované kvantifikace do LIMS a výrobních linek
- Uplatnění u nových cementářských materiálů a složitých kompozitů
- Další vývoj bezstandardních metod pro komplexní směsi
Závěr
Metoda CPL použitá v Profexu na datech z ARL X’TRA Companion umožňuje spolehlivou a rutinní kvantifikaci amorfních podílů v cementních směsích s vysokou přesností a bez nutnosti interního standardu, což přispívá k udržitelnému rozvoji cementářské výroby.
Reference
- 1. Adu-Amankwah S, Black L, Zajac M, Adv Civ Eng 2022, 11, 555–568
- 2. Li X, Snellings R, Scrivener KL, J Appl Cryst 2019, 52, 1358–1370
- 3. de Matos PR, Andrade Neto JS, Sakata RD, Kirchheim AP, Rodríguez ED, Campos CEM, Cem Concr Compos 2022, 131, 104571
- 4. Döbelin N, Kleeberg R, J Appl Crystallogr 2015, 48, 1573–1580
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Analysis of metakaolin for cost-effective decarbonized cement using ARL X’TRA Companion X-ray Diffractometer
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | AN41510 Lab equipment Analysis of metakaolin for cost-effective decarbonized cement using ARL X’TRA Companion X-ray Diffractometer Author Dr. Simon Welzmiller, Application Specialist XRD Introduction Instrument & software Metakaolin, a highly reactive pozzolanic material derived from The Thermo…
Klíčová slova
amorphous, amorphousx’tra, x’traillite, illitemicrocline, microclinemullite, mulliteclay, claycompanion, companionbiotite, biotitekaolinite, kaolinitexrd, xrdarl, arlmetakaolin, metakaolinquartz, quartzclinochlore, clinochloreray
Analysis of VDZ 100 (CEM I), 200 (CEM II) and 300 (CEM III) SRMs using ARL X’TRA Companion X-ray Diffractometer
2025|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 41519 Analysis of VDZ 100 (CEM I), 200 (CEM II) and 300 (CEM III) SRMs using ARL X’TRA Companion X-ray Diffractometer Authors Introduction Dr. Simon Welzmiller, Ju Weicai X-ray diffraction (XRD) Standard Reference Materials (SRMs) are essential…
Klíčová slova
bassanite, bassanitepericlase, periclasegypsum, gypsumcarbonates, carbonatesx’tra, x’trasreprod, sreprodlime, limecompanion, companionaphtitalite, aphtitalitearcanite, arcanitecement, cementanhydrite, anhydriteray, rayarl, arlslag
Analysis of natural pozzolan in cement (CEM IV)
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | AN41509 X-ray diffraction Analysis of natural pozzolan in cement (CEM IV) ARL X’TRA Companion X-ray Diffraction System Introduction Author Natural pozzolans are commonly used as additives in CEM IV cement to enhance its Dr. Simon Welzmiller, Application…
Klíčová slova
pozzolan, pozzolancalcite, calcitecem, cemanalcime, analcimeleucite, leucitenepheline, nephelinetridymite, tridymiteaugite, augitediopside, diopsidegoethite, goethitehedenbergite, hedenbergitelizardite, lizarditeclinochlore, clinochlorexrd, xrdmuscovite
Analysis of Cement Clinker using ARL X’TRA Companion Benchtop XRD
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note Analysis of Cement Clinker using ARL X’TRA Companion Benchtop XRD Authors Introduction Dr. Simon Welzmiller, X-ray diffraction (XRD) is a powerful analytical tool for the identification and Application Specialist XRD, quantification of crystalline phases in clinker analysis. Clinker…
Klíčová slova
xrd, xrdpericlase, periclaseclinker, clinkerx’tra, x’tracompanion, companionlime, limearl, arlrietveld, rietveldquartz, quartzcement, cementcalculated, calculateddiffraction, diffractioncounts, countsdifference, differencefundamental