Wpływ granulowanego żużla wielkopiecowego na kształtowanie właściwości mechanicznych zaczynów geopolimerowych z popiołu krzemionkowego

• Autorzy: Sikora S. , Hołuj B. , Michałowski B. , Hynowski M.

Warianty tytułu

EN

The influence of ground blast furnace slag addition on the mechanical properties of fly ash-based geopolymer slurries

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dostępna literatura badawcza na temat materiałów geopolimerowych przygotowanych z krzemionkowego popiołu lotnego poświęcona jest głównie zagadnieniom wiązania i kształtowania właściwości mechanicznych tychże materiałów w temperaturze wyższej niż 45°C. Stosowanie podwyższonej temperatury z praktycznego punktu widzenia, to jest zastosowania spoiw geopolimerowych in situ w warunkach budowlanych, jest pewną niedogodnością. Niniejszy artykuł poświęcono zagadnieniu wiązania zaczynów geopolimerowych w temperaturze 5°C oraz 25°C. Jako dodatek modyfikujący proces wiązania oraz właściwości wytrzymałościowe zaczynu geopolimerowego wykorzystano zmielony granulowany żużel wielkopiecowy (Granulated Blast Furnace Slog – GBFS) w ilości od 0 do 50% (w/w, względem popiołu lotnego). Dodanie żużla wielkopiecowego w ilości 15% (w/w) pozwala na otrzymanie zaczynu geopolimerowego, którego początek wiązania w temperaturze 5°C jest zbliżony do tego zmierzonego w temperaturze 25°C dla próbki niezawierającej GBFS. Analogiczny efekt obserwowany jest w przypadku wytrzymałości na ściskanie stwardniałych zaczynów geopolimerowych zmierzonej po 56 dniach. W temperaturze wyższej niż 5°C zaobserwowano spadek wytrzymałości materiału w dłuższych okresach przechowywania, jedynie w przypadku, w którym połowę spoiwa stanowił granulowany żużel wielkopiecowy. Wyniki badań zaczynów wiążących w temperaturze 5°C i 25°C porównano z tymi otrzymanymi dla zaczynów poddanych procesowi wygrzewania.

EN

Most of the available literature on fly-ash class F based geopolymers was on properties of slurries hardened by heat curing, which is considered as a limitation for cast in situ application at low ambient temperatures. Thus, this work was dedicated to the setting and gaining the mechanical properties of geopolymers slurries in the temperature 5°C and 25°C. In this work, the ground blast furnace slag (GBFS) has been used to alter the geopolymerisation behavior of fly ash based geopolymer slurry. We have shown that the addition of GBFS at weight concentration of 15% cause the geopolymer slurry to set in the same time manner as in the ambient temperature. Also, the mechanical properties measured after 56 days of incubation were at a similar level. We have observed that during the curing of geopolymer slurries with concentration of GBFS around 50%, long term durability was decreased. The results obtained for samples cured at the temperature of 5°C and 25°C were compared to these obtained at temperatures higher than 25°C.

Słowa kluczowe

PL

geopolimer; zaczyn; geopolimer żużlowy; żużel wielkopiecowy; dodatek żużla

EN

geopolymer; slurry; fly ash based geopolymer; blast furnace slag; ggbfs addition

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 10, nr 31
• Strony: 70--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Sikora S.

• Atlas Sp. z o.o., Łódź

autor

Hołuj B.

• Atlas Sp. z o.o., Łódź

autor

Michałowski B.

• Atlas Sp. z o.o., Łódź

autor

Hynowski M.

• Atlas Sp. z o.o., Łódź

Bibliografia

• [1] Giergiczny Z., Vademecum technologa betonu, Górażdże Cement S.A., 2016, www.gorazdze.pl/pl/node/9722 (12.07.2017).
• [2] Tsakiridis P.E., Papadimitriou G.D., Tsivilis S., Koroneos C., Utilization of steel slag for Portland cement clinker production, „Journal Hazardous Materials” 2008, Vol. 152, Issue 2, s. 805–811.
• [3] Davidovits J., Geopolymer-chemistry and sustainable development. The Poly(sialate) terminology: a very useful and simple model for the promotion and understanding of green-chemistry, Geopolymer, Green Chemistry and Sustainable Development Solutions, Saint-Quentin 2005, s. 9–13.
• [4] Małolepszy J., Deja J., Brylicki W., The Application of Metallurgical Slags for the Building Materials Production in Poland, „Studies in Environmental Science” 1991, Vol. 48, s. 671–672.
• [5] Davidovits J., Geopolymer Chemistry and Applications, 4. ed., Institut Géopolymère, Saint-Quentin 2015, s. 283–390.
• [6] Gourley J.T., Johnson G.B., Development in geopolymer precast concrete, Geopolymer, Green Chemistry and Sustainable Development Solutions, Saint-Quentin 2005, s. 139–143.
• [7] Wallah S.E., Rangan B.V., Low-Calcium Fly Ash-Based Geopolymer Concrete: Long-Term Properties, Research Report GC 2, Faculty of Engineering, Curtin University of Technology, Perth 2006, s. 4–88.
• [8] Guo X., Shi H., Chen L., Dick W.A., Alkali-activated complex binders from class C fly ash and Ca-containing admixtures, „Journal Hazardous Materials” 2010, Vol. 173, Issue 1/3, s. 480–486.
• [9] Hojati M., Radlińska A., Shrinkage and strength development of alkali-activated fly ash-slag binary cements, „Contruction and Building Materials” 2017, Vol. 150, s. 808–816.
• [10] Temuujin J., van Riessen A., Williams R., Influence of calcium compounds on the mechanical properties of fly ash geopolymer pastes, „Journal Hazardous Materials” 2009, Vol. 167, Issue 9, s. 82–88.
• [11] Kumar S., Kumar R., Mehrotra S.P., Influence of granulated blast furnace slag on the reaction, structure and properties of fly ash based geopolymer, „Journal of Materials Science” 2010, Vol. 45, Issue 3, s. 607–615.
• [12] Yip C.K., Lukey G.C., van Deventer J.S.J., The coexistence of geopolymeric gel and calcium silicate hydrate at the early stage of alkaline activation, „Cement and Concrete Research” 2005, Vol. 35, Issue 9, s. 1688–1697.