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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Identification of Reactive Sites in Calcined Kaolinite and Montmorillonite from a Combination of Chemical Methods and Solid-State NMR Spectroscopy

verfasst von : C. Ruiz-Santaquiteria, J. Skibsted

Erschienen in: Calcined Clays for Sustainable Concrete

Verlag: Springer Netherlands

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Abstract

Kaolinite and montmorillonite have been examined at heating temperatures from 500–1100 °C. For each sample, the degrees of dissolution in acidic and basic media have been determined, using a 1.0 vol.% HF solution and an 8.0 M NaOH solution, respectively. The solid residues from these experiments are analyzed along with the calcined starting materials by 27Al and 29Si MAS NMR. A comparison of these spectra, before and after dissolution, enables a clear differentiation of the silicon and aluminium environments that are present in each sample, providing direct information about the aluminate and silicate species which are dissolved under basic and acidic conditions, i.e., identification of the active sites in calcined clays. Moreover, this procedure facilitates the structural assignment of the different silicon environments observed by 29Si NMR, shedding light on the dehydroxylation process and on the structural changes that occur for kaolinite and montmorillonite upon heat treatment.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Garg, N., Skibsted, J.: Thermal activation of a pure montmorillonite clay and its reactivity in cementitious materials. J. Phys. Chem. C 118, 11464–11477 (2014)CrossRef Garg, N., Skibsted, J.: Thermal activation of a pure montmorillonite clay and its reactivity in cementitious materials. J. Phys. Chem. C 118, 11464–11477 (2014)CrossRef
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Zurück zum Zitat Garg, N., Skibsted, J.: Pozzolanic reactivity of a calcined interstratified illite/smectite (70/30) clay. Cem. Concr. Res. 79, 101–111 (2016)CrossRef Garg, N., Skibsted, J.: Pozzolanic reactivity of a calcined interstratified illite/smectite (70/30) clay. Cem. Concr. Res. 79, 101–111 (2016)CrossRef
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Zurück zum Zitat Hollanders, S., Adriaens, R., Skibsted, J., Cizer, Ö., Elsen, J.: Pozzolanic reactivity of pure calcined clays. Appl. Clay Sci. 132–133, 552–560 (2016)CrossRef Hollanders, S., Adriaens, R., Skibsted, J., Cizer, Ö., Elsen, J.: Pozzolanic reactivity of pure calcined clays. Appl. Clay Sci. 132–133, 552–560 (2016)CrossRef
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Zurück zum Zitat Kunther, W., Dai, Z., Skibsted, J.: Thermodynamic modeling of hydrated white Portland cement – metakaolin – limestone blends utilizing hydration kinetics from 29Si MAS NMR spectroscopy. Cem. Concr. Res. 86, 29–41 (2016)CrossRef Kunther, W., Dai, Z., Skibsted, J.: Thermodynamic modeling of hydrated white Portland cement – metakaolin – limestone blends utilizing hydration kinetics from 29Si MAS NMR spectroscopy. Cem. Concr. Res. 86, 29–41 (2016)CrossRef
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Zurück zum Zitat Dai, Z., Tran, T.T., Skibsted, J.: Aluminum incorporation in the C-S-H phase of white Portland cement – metakaolin blends studied by 27Al and 29Si MAS NMR spectroscopy. J. Am. Ceram. Soc. 97, 2662–2671 (2014)CrossRef Dai, Z., Tran, T.T., Skibsted, J.: Aluminum incorporation in the C-S-H phase of white Portland cement – metakaolin blends studied by 27Al and 29Si MAS NMR spectroscopy. J. Am. Ceram. Soc. 97, 2662–2671 (2014)CrossRef
Metadaten
Titel
Identification of Reactive Sites in Calcined Kaolinite and Montmorillonite from a Combination of Chemical Methods and Solid-State NMR Spectroscopy
verfasst von
C. Ruiz-Santaquiteria
J. Skibsted
Copyright-Jahr
2018
Verlag
Springer Netherlands
DOI
https://doi.org/10.1007/978-94-024-1207-9_65