Wpływ aktywatorów proszkowych na własności i mikrostrukturę alkalicznie aktywowanych kompozytowych spoiw mineralnych

• Autorzy: Petri M. , Siekierski M. , Różycka A.

Warianty tytułu

EN

Influence of solid activators on the properties and microstructures of alkali activated composite mineral binders

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono możliwości otrzymywania kompozytowych spoiw mineralnych z surowców odpadowych, jakim są popiół lotny i żużel wielkopiecowy. Przygotowane spoiwa oprócz popiołu lotnego zawierały niewielkie ilości cementu portlandzkiego i granulowanego żużla wielkopiecowego. Jako aktywatorów alkalicznych użyto 5 mieszanek zmielonego szklistego krzemianu sodu i węglanu sodu, różniących się stosunkiem krzemian/węglan. Oznaczono kinetykę procesu wiązania badanych zaczynów (początek i koniec), przeprowadzono badania wytrzymałości stwardniałych zaczynów po 2, 28, 90 dniach hydratacji. Badania mikrostruktury ww. materiałów przeprowadzono z zastosowaniem technik SEM/EDS, porozymetrii rtęciowej i rentgenowskiej analizy składu fazowego. Stwierdzono istotny wpływ na badane właściwości stwardniałych kompozytowych spoiw mineralnych zarówno składu mieszanki cementowej, jak i rodzaju aktywatora.

EN

Alkaline activation is a chemical process in which silica-aluminous materials, when mixed with alkaline solutions, set and harden to yield a product with good mechanical properties. One of the most important features of this technology is that in-dustrial waste (for example fly ash., granulated blast-furnace slag) can be used as source materials. In present study the properties of the alkali activated composite mineral binders produced through alkaline activation of fly ash - slag - cement pastes were examined. Paste specimens were composed of: 1) 70% fly ash and 30% cement, 2) 15% cement, 15% granulated blast-furnace slag and 70% fly ash. Mixtures of vitreous sodium silicate with sodium carbonate were the solid alkaline activator for all the pastes, which were cured at 20°C and a relative humidity of > 95%. In the case of all pastes constant water/cement ratio = 0.4 were used. Obtained materials were characterized for mineralogy and microstruc-ture with XRD, SEM/EDS and mercury intrusion porosimetry. Initial and final setting time were examined. Compressive and bending strength after 2, 28, 90 days of hydration process were also determined (on 10x10x100 mm specimens). The results showed that in all cases the main reaction products were mixed CSH and NASH gels. There are no crystalline reaction products for example portlandite. Hardened pastes have compact microstructure without visible microcraks. The best 90 days compressive and bending strength performance were found for binders containing 30% of cement, with values of 20 MPa and over 7 MPa, respectively. The results in the current work indicate that properties of investigated composites depend on the compositions of starting materials and kind of activator also.

Słowa kluczowe

PL

popiół lotny; żużel granulowany; aktywacja alkaliczna; aktywator stały; kompozytowe spoiwo mineralne

EN

composite; mixture tungsten-epoxy; thermal phenomena; pressing; density; compressive strength

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 9, nr 2
• Strony: 197--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Petri M.

autor

Siekierski M.

autor

Różycka A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Glukhovsky V.D., Soil silicates, Gosstroy publsh, Kiev 1959.
• [2] Krivenko P.V., Alkaline cements, Proceedings of the First International Conference held at the Scientific Research Institute on Binders and Materials named after VD Glukhovsky, Kiev 1994, vol. I, 11-130.
• [3] Shi C., Krivenko P.V., Della Roy, Akali-Activted Cements and Concretes, Taylor&Francis, USA and Canada 2006.
• [4] Małolepszy J., The hydration and the properties of alkali activated slag cementatious materials, Scientific Bulletins of Stanislaw Staszic Academy of Mining and Metallurgy, Kraków 1989.
• [5] Deja J., Durability of alkali-activated slag, mortars and concretes, Ceramics 2004, 83.
• [6] Petri M., Małolepszy J., Microstructure and mechanical properties of alkali activated blast furnace slag pastes, Tonindustrie Zeitung 1987, 3.
• [7] Krivenko P.V., Fly Ash-Alkali Cements and Concretes, Proceedings of the 4th CANMET - ACI International Congres on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Puzzolans in Concrete, Istanbul 1992, 721-734.
• [8] Palomo A., Grutzeck M.W., Blanco M.T., Alkali-activated fly ashes a cement for the future, Cem. Conccr. Res. 1999, 29, 1323-1329.
• [9] Krivenko P.V., Kovalchuk G., Fly ash based alkaline cements, International Conference Alkali Activated Materials - Research and Utilization, Praha 2007.
• [10] Deja J., Petri M., Kołodziej L., Influence of Cement and Slag on the Properties of Alkali Activated Fly Ashes Pastes, Proceedings of the International Symposium Non-Traditional Cement&Concrete III, Brno 2008.
• [11] Puertas F., Palacios M., Gil-Maroto A., Vazquez T., Alkali Activated Slag Mortars, Alkali Aggregate Behavior, Proceedings of the International Symposium Non-Traditional Cement&Concrete III, Brno 2008.