Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of magnetic water on properties of slag-based geopolymer composites incorporating ceramic tile waste from construction and demolition waste

Sevim Ozer, Alakara Erdinc Halis, Demir Ilhami, Bayer I. Raci

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e107, 2023

EN

This study investigates the effect of magnetic water (MW) on the properties of slag-based geopolymer composites (SGCs) incorporating ceramic tile waste (CTW) from construction and demolition waste (CDW). The presented study consists of two stages. In the first stage, reference mortars without additives were produced, and optimum parameters for molarity, curing temperature and curing time were determined. Tap water (TW) was used as mixing water, and blast furnace slag (BFS) was used as a precursor in SGCs in this stage. SGCs were produced using different alkali activator concentrations (12, 14 and 16 M) and were cured for either 24 or 48 h in an oven at ranging from 60 to 110 °C. Ultrasonic pulse velocity (Upv), flexural strength (ffs), and compressive strength (fcs) tests were performed on the produced SGCs. The results of these tests indicated that optimum paramaters for molarity, curing temperature and curing time parameters were determined to be 16 M, 100 ℃ and 24 h, respectively. Then, TW and MW were used as mixing water, and BFS and CTW were used as precursors in the second stage. At this stage, SGCs were produced using 16 M and cured in an oven at 100 ℃ for 24 h. In the mixtures, CTW was used by substituting 10, 20, 30 and 40% by weight of BFS. In the second stage, workability, Upv, ffs, and fcs tests as well as microstructure analyses, were performed on the produced SGCs. Microstructure analyses were performed with scanning electron microscopy (SEM). According to the results, Upv, ffs, and fcs increased compared to the reference SGCs when 10% of CTW was used. Additionally, when MW was used as mixing water, there were increases in workability, Upv, ffs, and fcs results compared to those produced with TW. From SEM analyses, it has been observed that MW accelerates the polymerization process of SGCs containing CTW and reduces the pore size of SGCs. As a result, it has been determined that MW can improve the fresh and hardened state properties and microstructures of SGCs containing CTW.

2

Korozja zaczynu z żużla wielkopiecowego w wodnym roztworze NH4Cl

Słomka-Słupik Barbara, Podwórny Jacek, Trybalska Barbara

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 22/84, nr 3

202--214

PL

Praca przedstawia wyniki badania procesu korozji zaczynu wykonanego z alkalicznie aktywowanego żużla wielkopiecowego. Jako aktywator zastosowano 5% dodatek krzemianu sodu. Zmielony żużel z aktywatorem zmieszano z wodą w stosunku masowym w/ż = 0,4. Po 5 miesiącach dojrzewania w wodzie jedną z próbek zanurzono na 19 dni w nasyconym roztworze wodnym NH4Cl o stężeniu 27%, co odpowiada stężeniu NH4+ około 7,2 mol/dm3. Makroskopowe obserwacje przełamu próbki po korozji w roztworze chlorku amonu nie wykazywały zmian dostrzegalnych wzrokowo. Przeprowadzone badania pokazały, że przebieg korozji był strefowy – utworzyło się kilka granic frontów, podobnie jak w przypadku korozji zaczynu cementowego. W warstwach przy brzegu obserwowano zwiększoną zawartość węglanów wapnia oraz glinu, prawdopodobnie w postaci gibbsytu. Mikrostruktura przy powierzchni, do głębokości ok. 4,5 mm nie była porowata ani spękana. Jej nieciągłości wypełniały produkty karbonatyzacji. Nie wykryto krystalicznych faz siarczanowych ani amonowych. Krystalizację NaCl powodował aktywator sodowy. Glin ulegał ługowaniu z fazy C-A-S-H od głębokości około 8 mm i przemieszczał się w kierunku powierzchni próbki. Zawartość jonów siarczanowych zmniejszała się liniowo w kierunku zewnętrznej powierzchni próbki.

EN

The paper presents the results of investigation on the corrosion process of alkali activated blast furnace slag paste. As the activator, a 5% addition of sodium silicate was used. The ground slag with activator was mixed with water in a mass w/s ratio = 0.4. After 5 months of curing in water, one of the samples was immersed for 19 days in a saturated aqueous solution of NH4Cl. Concentration of the solution was equal to 27%, which corresponds to an NH4+ concentration of about 7.2 mole/dm3. Macroscopic observations of the fracture of the sample immersed in the ammonium chloride solution did not show any visual changes. The tests carried out showed that the course of corrosion was zonal – several fronts were created, similar to corrosion of cement paste. In layers at the edge, an increased content of calcium carbonate and aluminium, probably in the form of gibbsite was found. The microstructure at the surface, to a depth of approx. 4.5 mm, was not porous or cracked. Its discontinuities were filled with carbonation products. No crystalline sulphate or ammonium phases were detected. NaCl crystallization was caused by a sodium activator. The aluminium was leached out of the C-A-S-H phase from a depth of about 8 mm and moved towards the surface of the sample. The content of sulphate ions decreased linearly towards the outer surface of the sample.

3

Alkali-Activation of Blast Furnace Slag as Possible Modification for Improving Sorption Properties of Heavy Metals

Blahova L., Navratilova Z., Mucha M., Gorosova S.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

59--64

EN

New direction of research uses the alkali-activated slags as sorbents for removing metals cations from the solution. Slag materials modified by alkali-activation were prepared by interaction of blast furnace slag (BFS Basic) with water glass. The prepared alkali-activated slags were dried under different conditions to form new structure in slag. The slag dried at room temperature for 7 days (AA BFS) and in a dryer at 105°C for 8 hours (AA BFS 105) were prepared and characterized with the aim to study their sorption properties. Characterization of the prepared slags by means of infrared spectrometry (with diffuse reflectance method) demonstrates that the alkaline activation forms a new structure. The new structures are products of hydration processes and structural changes after contact with water glass. Changes are significant in the comparison with original blast furnace slag. The influence of this new structure on the sorption properties was studied for the copper Cu(II) and lead Pb(II) cations. The sorption experiments were performed by batch method in the aqueous solutions without pH treatment for the concentration range 2–140 mmol/L. The maximum removal amounts of Cu(II) on the alkali-activated slags were almost three times higher and the maximum removal amounts of Pb(II) were at least twice higher in comparison to the BFS Basic. Removal efficiency achieved almost 100% to initial concentration 20 mmol/L for Cu(II) and Pb(II). The removal efficiency for both cations decreases with increasing concentration of metals cations. The removal efficiency is higher for both alkali-activated blast furnace slags in the comparison with BFS Basic. A mechanism of the metal cations removing is influenced by self-alkalization and the removing is mainly due to precipitation and complexation of copper and lead cations on the surface of slags. The alkaline activated slags can be possibly used for remediation of wastewater containing metals ions.

PL

Nowy kierunek badań obejmuje wykorzystanie aktywowanych alkalicznie żużli jako sorbentów do usuwania kationów metali z roztworów. Żużle modyfikowane alkalicznie przygotowano w reakcji żużla wielkopiecowego (BFS Basic) ze szkłem wodnym. Przygotowane żużle aktywowane alkalicznie wysuszono w różnych warunkach, tworząc nową strukturę w żużlu. Żużel wysuszono w temperaturze pokojowej przez 7 dni (AA BFS) i suszarce w temperaturze 105°C przez 8 godzin (AA BFS 105), w celu zbadania ich właściwości sorpcyjnych. Charakterystyka przygotowanych żużli za pomocą spektrometrii w podczerwieni (metodą rozproszonego odbicia) wykazuje, że aktywacja alkaliczna tworzy nową strukturę. Nowe struktury są produktami procesów hydratacji i zmianami strukturalnymi po kontakcie ze szkłem wodnym. Zmiany są znaczące w porównaniu z żużlem wielkopiecowym. Wpływ nowej struktury na właściwości sorpcyjne zbadano dla kationów miedzi Cu (II) i ołowiu Pb (II). Eksperymenty sorpcyjne przeprowadzono metodą wsadową w wodnych roztworach bez obróbki pH w zakresie stężenia 2–140 mmol/l. Maksymalna redukcja Cu (II) w żużlach aktywowanych alkaliami była prawie trzy razy wyższa, a maksymalny stopień redukcji Pb (II) był co najmniej dwa razy wyższy w porównaniu do BFS Basic. Wydajność redukcji osiągnęła prawie 100% w stosunku do początkowego stężenia 20 mmol/l dla Cu (II) i Pb (II). Skuteczność redukcji kationów maleje wraz ze wzrostem stężenia kationów. Skuteczność redukcji jest większa w przypadku żużli wielkopiecowych w porównaniu z BFS Basic. Mechanizm usuwania kationów metali wpływa na samoalkalizację, a redukcja jest głównie spowodowana wytrącaniem się kationów miedzi i ołowiu na powierzchni żużla. Żużle alkaliczne mogą być używane do oczyszczania ścieków zawierających jony metali.

4

Badania początkowego okresu hydratacji spoiw żużlowo-alkalicznych

He J., Cai J., He J.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 21/83, nr 6

507--516

PL

W pracy badano, za pomocą pomiarów ciepła hydratacji oraz czasu wiązania zaczynów, wpływ rodzaju, składu i ilości aktywatora na proces hydratacji alkalicznie aktywowanego mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego. W przypadku aktywatora w postaci szkła wodnego dla modułów krzemianowych w zakresie 0,8 – 2,0 czas wiązania zaczynów wydłużał się nieznacznie wraz ze zwiększaniem się modułu krzemianowego. Dla modułów mniejszych od 0,8 i większych od 2,0 czas wiązania znacznie się wydłużał. Wraz ze wzrostem modułu krzemianowego szkła wodnego wydłużał się również okres indukcji na krzywych szybkości wydzielania ciepła. Zwiększenie zawartości aktywatora z 3% do 6% Na2Oeq przy stałym module powodowało skrócenie czasu wiązania. W przypadku aktywacji NaOH, zależność ta była odwrotna. Dla spoiw aktywowanych NaOH wydzielanie ciepła hydratacji było bardziej intensywne, ciepło całkowite większe a okres indukcji krótszy niż w przypadku spoiw aktywowanych szkłem wodnym. Zwiększenie zawartości Na2O w aktywatorze powodowało zwiększenie całkowitego ciepła hydratacji niezależnie od rodzaju użytego aktywatora.

EN

In present work, heat of hydration and setting times measurements were used to investigate the influence of type, composition and amount of activator on the hydration process of alkali activated ground granulated blast furnace slag. In case of water glass used as an activator, for modulus within the range 0.8 - 2.0 setting time of pastes was increasing gradually. For water glass modulus values below 0.8 and over 2.0 significant increase of setting time was noted. Also duration of induction period on heat evolution curve was increasing with increase of modulus. Increasing activator amount expressed as Na2Oeq content from 3% to 6% at constant water glass modulus resulted in setting time shortening. In case of NaOH activated pastes, the reverse relationship was noted. For NaOH activated pastes, heat of hydration evolution was more intense, total amount of heat was higher and induction period was shorter comparing to pastes activated with water glass. Increase of Na2Oeq content within the system resulted in total amount of heat evolved increase independently of activator type.

5

Effects of modification of alkali activated slag cementing slurries with natural clinoptilolite

Brylicki W., Małolepszy J., Stryczek S., Wiśniowski R., Kotwica Ł.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2009

|

T. 25, z. 4

61-76

EN

Alkali activated slag slurries for boreholes cementing were modified with natural zeolite - clinoptilolite. Three different activators: ordinary portland cement, soda and blended activator (cement + soda) were used. In present paper results of investigations on the influence of clinoptilolite modification of alkali activated slag slurries are described. Natural clinoptilolite was introduced to alkali activated slag pastes in quantities between 1 and 5% in respect to dry ingredients mass. Properties of pastes both in fresh and hardened state were examined. Microstructure studies were also conducted. Addition of natural clinoptilolite slightly changed the workability of slurries. It seriously influenced setting behaviour of the slurries. Details are presented in the article. Casson model was found as the best model to describe the rheological properties of fresh slurries. Clinoptilolite causes reduction in 7 days strength (except compressive strength of soda activated slurries).

PL

Alkalicznie aktywowane zaczyny do cementowania otworów wiertniczych modyfikowano dodatkiem naturalnego zeolitu klinoptilolitu. Używano 3 różnych aktywatorów: cement portlandzki CEM I, sodę techniczną oraz aktywator mieszany - CEM I + soda. Artykuł prezentuje wyniki badań wpływu dodatku klinoptilolitu na właściwości alkalicznie aktywowanych zaczynów żużlowych. Naturalny klinoptilolit był wprowadzany w ilościach pomiędzy 1 a 5% w stosunku do suchej masy spoiwa. Badano właściwości zaczynów zarówno w stanie świeżym jak i stwardniałym. Dodatek naturalnego klinoptilolitu nieznacznie zmienia urabialność zaczynów. W znacznym stopniu wpływa zaś na czasy wiązania. Szczegóły przedstawiono w artykule. Dodatkowo klinoptilolit powoduje spadek wytrzymałości po 7 dniach w zaczynach aktywowanych cementem, zaś podniesienie wytrzymałości 7-dniowej zaczynów aktywowanych sodą. Za najlepszy model reologiczny opisujący zachowanie badanych zaczynów uznano model Cassona.

6

Potential use of fly ash from fluidal combustion of brown coal in cementing slurries for drilling and geotechnical works

Stryczek S., Brylicki W., Małolepszy J., Gonet A., Wiśniowski R., Kotwica Ł.

Archives of Mining Sciences

|

2009

|

Vol. 54, no 4

775-786

EN

Present paper presents the results of investigations of blast - furnace cement binders modified with mechanically activated brown coal ash formed in the fluidized bed combustion process. The properties of the fresh slurries were investigated with a special emphasis put on the rheological properties. Technological workability parameters were investigated, and also flow curves were determined with a rotational viscometer for all the slurries. In hardened state both compressive and flexural strength of the binder system were determined. Microstructure of hardened slurries was investigated with SEM observations. The addition of mechanically activated ash formed in the fluidized bed combustion of brown coal improves stability and workability of cementing slurries. In moderate amounts the addition of ash improves both flexural and compressive strength. 30% addition of the ash in respect to the total binder weight was found to be the optimal in investigated system. The best rheological models were found for all the slurries. SEM observations showed that the microstructure of pastes with fly ash is dense and consist mainly of C-S-H phase of type IV according to Diamond classification.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań wpływu popiołu lotnego uzyskiwanego w procesie fluidalnego spalania węgla brunatnego na właściwości alkalicznie aktywowanych żużlowych zaczynów wiertniczych. Świeże zaczyny badano ze szczególnym naciskiem na właściwości reologiczne. Określono wartości parametrów technologicznych, istotnych z punktu widzenia użycia zaczynów w technologiach wiertniczych. Dla wszystkich zaczynów zmierzono również krzywe płynięcia zaczynów za pomocą wiskozymetru rotacyjnego. Dla zaczynów stwardniałych badano wytrzymałość na ściskanie oraz na zginanie. Dodatek popiołu lotnego z fluidalnego spalania węgla brunatnego poprawia stabilność i urabialność zaczynów. W zakresie średnich zawartości popiołu (20-30%) poprawia zarówno wytrzymałość na ściskanie jak i na zginanie. 30% dodatek popiołu w stosunku do masy spoiwa uznano za najkorzystniejszy ze względu na właściwości świeżego zaczynu jak i jego parametrów po stwardnieniu. Wyznaczono również modele reologiczne najlepiej opisujące zachowanie się świeżych zaczynów modyfikowanych popiołem lotnym z fluidalnego spalania węgla brunatnego.