Nowoczesne kompozyty nieorganiczne na osnowie geopolimerów wzmocnionych włóknami szklanymi, węglowymi oraz bazaltowymi

• Autorzy: Jasiczek M. , Kroisova D. , Louda P. , Sobczyk-Guzenda A. , Szymanowski H.

Warianty tytułu

EN

Modern inorganic composites based on matrices geopolymers reinforced fiber of the glass, carbon and basalt

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Geopolimery stanowią klasę nowoczesnych nieorganicznych polimerów o bardzo interesujących właściwościach. Odporność na warunki atmosferyczne, wytrzymałość na wysoką temperaturę oraz twardość w połączeniu z niskimi kosztami wytwarzania powodują, że wzrasta znaczenie geopolimerów jako materiału konstrukcyjnego. Wykorzystanie geopolimerów jako materiału osnowy w wytwarzaniu kompozytów stwarza nowe możliwości aplikacyjne. W artykule przedstawiono wytwarzanie kompozytów nieorganicznych na bazie geopolimerów z użyciem włókien szklanych, węglowych oraz bazaltowych jako materiałów wzmacniających. Osnowa geopolimerówa otrzymana była na bazie termicznie aktywowanej krzemionki, a w procesie polikondensacji zastosowano aktywator alkaliczny. Badania SEM struktury kompozytów zawierających włókna szklane i węglowe ujawniają szereg wad w postaci mikropęknięć, porów oraz nierównomiernego rozłożenia włókien. Nie zaobserwowano trwałego związania się osnowy geopolimerowej i materiału wzmacniającego. Jednocześnie kompozyty, w których zastosowano włókna bazaltowe mają budowę zwartą, pozbawioną pęknięć. Włókna bazaltowe wytworzyły z osnową nieorganiczną silne oddziaływania, co przejawia się w strukturze kompozytu.

EN

Geopolymers constitute a class of modern inorganic polymers of very interesting properties. Their hardness as well as resistance to high temperature and atmospheric erosion, in a combination with low production costs, make them increasingly attractive construction materials. New application potential of geopolymers originates from their use as matrix in composite materials. The present work discusses a manufacture of geopolymer based inorganic composites with glass, carbon and basalt fibers used as reinforcement. The geopolymer matrix is made from thermally activated silica in an alkaline activated polycondensation reaction. SEM studies of the composite materials containing glass and carbon fibers reveal a number of flaws, mainly in a form of microfractures, pores and an inhomogeneous distribution of fiber. No permanent bonding of the matrix material with the reinforcement has been observed. At the same time, those composites which contain basalt reinforcement are characterized by a compact, free of fractures, structure. Basalt fibers appear to create strong bonding with the inorganic matrix, thus advantageously affecting the structure of the composite.

Słowa kluczowe

PL

geoplimery; kompozyt; SEM; absorpcja wody; kąt zwilżania

EN

geopolymers; composite; SEM; water absorption; contact angle

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 993--996
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jasiczek M.

autor

Kroisova D.

autor

Louda P.

autor

Sobczyk-Guzenda A.

autor

Szymanowski H.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka,

Bibliografia

• [1] Papakonstantinou G., Balaguru P., Lyon R. E.: Comparative study of high temperature composites. Composites B 32 (2001) 637-649-C.
• [2] Barbosa V., Felisbino K., Mackenzie C., Thaumaturgo C.: Synthesis and characterization of sodium polysialate inorganic polimer based on alumina and silica. Gepolymère’99 Proceedings (1999) 65-78.
• [3] Tiesong L., Dechang J., Peigang H., Meirong W., Defu L.: Effects of fiber length on mechanical properties and fracture behavior of short carbon fiber reinforced geopolymer matrix composites. Materials Science and Engineering A 497 (2008) 181-185.
• [4] Silva F. J., Mathias A. F., Thaumarurgo C.: Evaluation of the fracture toughness in poly(sialate-siloxo) composite matrix. Géopolymère ’99 Proceedings (1999) 97-106.
• [5] Davidovits J.: Geopolymer chemistry and properties. Geopolymer 88 (1) (1988) 25-48.
• [6] Davidovits J.: 30 Years of successes and failures in geopolymer applications. Market trends and potential breakthroughs. Geopolymer 2002 Conference, October 28-29, Melbourne (2002) Australia.
• [7] Yong S. L., Feng D. W., Lukey G. C., Van Deventer J. S. J.: Chemical characterization of the steel-geopolymeric gel interface. Colloids and surfaces. A: Physicochem. Eng. Aspects 302 (2007) 411-423.
• [8] Lee W. K. W., van Deventer,: The interface between natural siliceous aggregates and geopolymers. Cement and Concrete Research 34 (2004) 195-206.