Właściwości mechaniczne i odporność korozyjna geopolimerowych kompozytów

• Autorzy: Rosiek G. , Wala D.

Warianty tytułu

EN

Mechanical proprieties and corrosion resistance of geopolymer composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy porównano właściwości mechaniczne (R , Rc, Klc, wskaźniki odporności na obciążenie) oraz odporność korozyjną geopolimerowych kompozytów modyfikowanych włóknami (tab. 5, 6). Podstawowe składniki badanych zapraw to aktywowany alkalicznie metakaolinit lub popiół lotny "Łaziska" (tab. 1, 2, 4). Zastosowano włókna stalowe, szklane, węglowe i polipropylenowe, (tab. 3). Oceniono wpływ czasu (90, 180, 270 dni) oraz warunków przechowywania próbek (środowisko: powietrzno-wilgotne, woda destylowana, roztwór kwasu siarkowego, roztwór siarczanu sodu) na wytrzymałość na zginanie i ściskanie badanych kompozytów - rys. 1^-4. Przeprowadzone badania wskazują, że badany popiół lotny można zastosować do wytwarzania geopolimerowych kompozytów o właściwościach mechanicznych porównywalnych z kompozytami na osnowie aktywowanego alkalicznie metaka-olinitu (R ~ 20 MPa, Rc -100 MPa i wysokiej odporności na pękania kruche). Kompozyty z aktywowanym alkalicznie popiołem lotnym wykazują lepszą odporność na korozyjne działanie roztworu kwasu siarkowego niż kompozyty zawierające metakaolinit. Obserwacje mikroskopowe przełamów badanych kompozytów wskazują na istotne różnice w mikrostrukturze geopolimerów na osnowie aktywowanego alkalicznie metakaolinitu i aktywowanego alkalicznie popiołu lotnego (rys. 5 - 8).

EN

Mechanical proprieties (R , Rc, Klc, toughness index) and corrosion resistance of fibers reinforced geopolymer composites were compared in the work (tab. 5, 6). The basic component of the studied mortars was alkali activated metakaolinite and fly ash "Łaziska" (tab. 1, 2, 4). Steel, glass, carbon and polypropylene fibers were applied in investigations (tab. 3). Influence of time (90, 180, 270 days) and the conditions of storage of samples (environment: air-moisture, water distilled, the solution of sulfuric acid and the solution of sodium sulfate) on the bending and compressive strength of studied composites was estimated (fig.K4). These investigations show that studied fly ash may be apply to production of geopolymer composites having a mechanical proprieties similar to that of composites based on alkali activated metakaolinite (bending strength about 20 MPa, compressive strength about 100 MPa and high fracture toughness). The composites based on alkali activated fly ash have a better fastness to sulfuric acid than composites including alkali activated metakaolinite. The study by SEM of the fracture surface of the investigation composites show significant differences in microstructure of geopolymers based on alkali activated metakaolinite and alkali activated fly ash (fig. 5 - 8).

Słowa kluczowe

PL

kompozyty geopolimerowe; odporność korozyjna geopolimerowych kompozytów; aktywowany alkalicznie metakaolinit; popiół lotny Łaziska

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 5
• Strony: 857--862
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rosiek G.

autor

Wala D.

• Instytut Budownictwa Politechnik Wrocławskiej,

Bibliografia

• [1] Davidovits J.: Mineral polymers and methods of making them. US Patent 434 9386 1982
• [2] Davidovits J.: Early high strength mineral polymer. US Patent 450 9985, 1985
• [3] Davidovits J.: Geopolymers: Inorganic polymeric new materials. J. of Thermal Analysis 37, 1991, 1633-1656
• [4] Davidovits J.i in.: Process for obtaining a geopolymeric alumino- silicate and products thus obtained. US Patent, 534 2595, 1994
• [5] Palomo A. i in.: Chemical stability of cementitious materials based on metakaolin. Cem. and Concr. Res. 29, 997-1004, 1999
• [6] Rowles M., O’Connor B.: Chemical optimisation of the compressive strength of aluminosilicate geopolymers synthesised by sodium silicate activation of metakaolinite. J. Mat. Chem. 13, 2003
• [7] Granizo M.L. i in.: Infl uence of the starting kaolin on alkali – activated materials based on metakaolin. Study of the reaction parameters by isothermal conduction calorimetry. J. of Materials Science 35, 6309-6315, 2000
• [8] Barbosa V.F.F. i in.: Synthesis and characterisation of materials based on inorganic polymers of alumina and silica: sodium polysialate polymers, International Journal of Inorganic Materials, 2, 309-317, 2000
• [9] Ross A. Fletcher i in.: The composition range of aluminosilicate geopolymers. Journal of the Europen Ceramic Society, 25, 1471-1477, 2005
• [10] Steveson M.: Relationships between composition, structure and strength of inorganic polymers. Part 1. Metakaolin- derived inorganic polymeres. Journal of Materials Science 40, 2023-2036, 2005
• [11] Palomo A., Grutzeck M. W., Blanco M. T.: Alkali – activated fl y ashes. A cement for the future, Cement and Concrete Research, 29, 1323-1329, 1999
• [12] Ikeda K.: Preparation of fl y ash monoliths consolidated with a sodium silicate binder at ambient temperature. Cement and Concrete Research 27, 657- 663, 1997
• [13] Zhaohui Xie, Yunping Xi.: Hardening mechanisms of an alkaline – activated class F fl y ash. Cement and Concrete Research 31, 1245-1249, 2001
• [14] Steveson M.: Relationships between composition, structure and strength of inorganic polymers. Part 2. Fly ash – derived inorganic polymeres. Journal of Materials Science 40, 4247-4259, 2005
• [15] Bakharev T.: Resistance of geopolymer materials to acid attack. Cement and Concrete Research 35, 658 – 670, 2005
• [16] Rosiek G., Wala D.: Właściwości wytrzymałościowe zapraw wykonanych z popiołów lotnych aktywowanych alkalicznie. Polski Biuletyn Ceramiczny. Ceramika 91/1, 1175-1183, 2005
• [17] Skupień P., Hilbig A., Müller E.: Wytwarzanie i właściwości kompozytów na osnowie geopolimerowej zbrojonych włóknem bazaltowym. Inżynieria Materiałowa 3, 139-143, 2005
• [18] Dylmar Panteado Dias, Clelio Thaumaturgo: Fracture toughness of geopolymeric concrets reinforced with basalt fi bers. Cement and Concrete Research 27, 40-54, 2005
• [19] Zhang Yunsheng i in.: Impact behavior and microstructural characteristics of PVA fi ber reinforced fl y ash – geopolymer-boards prepared by extrusion technique. J. Mater. Sci.41, 2787-1794, 2006
• [20] Wala D., Rosiek G.: Geopolimerowe kompozyty na osnowie popiołu lotnego lub metakaolinu z udziałem włókien. Polski Biuletyn Ceramiczny. Ceramika 89, 130-137, 2005