Research of dolomite – clay mixtures for development of Roman cement | Dolomīta-mālu maisījumu izpēte romāncementa izstrādei

Latvian. Restaurācijas vajadzībām izstrādāta metode, kā no dolomīta un mālu maisījuma iegūt materiālu, kas būtu pielīdzināms no dabīgā merģeļa ražotajam romāncementam, kas plaši lietots 19./20. gs. arhitektūrā. Darbā aplūkoti četri dažādi maisījumi no Spartaka atradnes kvartāra māliem un Kupravas atradnes devona māliem maisījumā ar Kranciema atradnes dolomītu. Izpētei izvēlētas 800°C un 900°C apdedzināšanas temperatūras. Izveidoti sastāvi ar mālu saturu 10, 20 un 30 %, kas ir tuvs dabīgā merģeļa sastāvam. Rentgena difrakcijas analīžu rezultāti rāda, ka visos maisījumos, neatkarīgi no mālu veida, daudzuma un apdedzināšanas temperatūras, ir veidojušās šādas kristāliskās fāzes - kvarcs (SiO2), kalcija oksīds (CaO), dikalcija silikāts (2CaO•SiO2) un magnija oksīds (MgO). Romāncementa cietēšanas procesā īpaša nozīme ir cementa minerālam - dikalcija silikātam, kas hidratējoties veido dikalcija silikāta hidrātu un nodrošina saistvielas hidrauliskās īpašības. Paraugos, kas apdedzināti 900°C temperatūrā, pēc divu nedēļu ilgas hidratācijas ar rentgena difrakcijas metodi konstatētas šādas kristāliskās fāzes - kvarcs (SiO2), kalcija hidroksīds (Ca(OH)2), magnija hidroksīds (Mg(OH)2), kalcīts (CaCO3), kalcija oksīds (CaO), magnija oksīds (MgO) un dikalcija silikāta hidrāts (2CaO•SiO2•H2O). Šī izvēlēta par perspektīvu apdedzināšanas temperatūru, jo tajā veidojies vairāk 2CaO•SiO2.

English. A method how to obtain a material from dolomite and clay mixture has been developed for restoration needs. The material would be similar to Roman cement, produced from natural marls, it was widely used in 19/20th century’s architecture. In this work four different mixtures made from Quartemary period clay from deposit Spartaks and Devonian period clay from deposit Kuprava mixed with dolomite from deposit Kranciems are discussed. For research purposes two temperatures were chosen – 800 and 900°C. Compositions with clay content 10, 20, and 30 %, were made, which are close to natural marls composition. The results of XRD diffraction analysis show that in all mixtures, independent of the type, amount of clay, and the firing temperature, the cristalline phase is formed from quartz (SiO2), calcium oxide (CaO), dicalcium silicate (2CaO•SiO2) and magnesium oxide (MgO). Cement mineral – dicalcium silicate – is important in Roman cement setting process. After hydration dicalcium silicate hydrate is developed providing hydraulic properties of the binder. In the specimens fired at temperature of 900°C, after two weeks hydration XRD diffraction analysis shows cristalline phases such as quartz (SiO2), calcium hydroxide (Ca(OH)2), magnesium hydroxide (Mg(OH)2), calcite (CaCO3), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO) and dicalcium silicate hydrate (2CaO•SiO2•H2O). This is chosen to be a perspective firing temperature, because at this temperature sufficient amount of dicalcium silicate is formed.