Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 11

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  alkali activation
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
PL
W artykule zaprezentowano wyniki badań betonu wykonanego przy użyciu spoiwa mineralnego geopolimerowego. Betony wykonane zostały na bazie aktywowanego alkalicznie popiołu lotnego krzemionkowego bez dodatku cementu. Wykonano trzy rodzaje betonu geopolimerowego. Rolę aktywatora w sporządzonych mieszankach pełniła mieszanina zasady sodowej oraz szkła wodnego. Przygotowano trzy roztwory zasady sodowej o narastającym stężeniu molowym: 6M, 9M oraz 12M. Przygotowany roztwór mieszano ze szkłem wodnym w proporcji wagowej 1:1. Dla każdego stężenia wykonano pomiary w temperaturze dojrzewania 20°C i po utwardzaniu przez 24 h w 60°C. Wykonano badania wytrzymałości na ściskanie oraz na zginanie po 28 dniach dojrzewania oraz badanie nasiąkliwości i mrozoodporności. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, źe beton geopolimerowy może znaleźć zastosowanie w budownictwie, jako alternatywne rozwiązanie dla standardowych cementów powszechnego użytku, generując znacznie mniejszy ślad węglowy niż standardowe cementy.
EN
The article presents the results of tests on concrete made using a geopolymer mineral binder. The concretes were made on the basis of alkaline-activated silica fly ash without the addition of cement. Three types of geopolymer concrete were made. The role of the activator in the prepared mixtures was played by a mixture of sodium base and water glass. Three solutions of sodium alkali with increasing molar concentration were prepared: 6M, 9M and 12M. The prepared solution was mixed in a 1:1 weight ratio with water glass. For each concentration, measurements were made at a ripening temperature of 20°C and after hardening for 24 hours at 60°C. Compressive and bending strength tests were performed after 28 days of maturing, as well as water absorption and frost resistance tests. The analysis of the obtained test results showed that geopolymer concrete can be used in construction as an alternative solution to standard common cements, generating a much smaller carbon footprint than standard cements.
EN
Currently, one of the main challenges of civil engineering and science materials engineers is to develop a sustainable substitute for Ordinary Portland Cement. While the most promising solution is provided by the geopolymerisation technology, most of the studied geopolymers are based on natural raw materials (kaolin). The metakaolin is mainly preferred because of its rapid rate of dissolution in the activator solution, easy control of the Si/Al ratio, and white color. However, its high cost prevents it from being widely used in geopolymer composites or other materials that can become an industrial alternative for Ordinary Portland Cement. Several studies have shown that geopolymers with good performance can also be obtained from secondary raw materials (industrial wastes such as coal ash or slag). This explains why countries with rapidly developing economies are so interested in this technology. These countries have significant amounts of industrial waste and lack a well-developed recycling infrastructure. Therefore, the use of these by-products for geopolymers manufacturing could solve a waste problem while simultaneously lowering virgin raw material consumption. This study evaluates the effect of replacing different amounts of coal ash with sand on the microstructure of sintered geopolymers. Accordingly, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray analysis were involved to highlight the morphological particularities of room-cured and sintered geopolymers.
PL
Artykuł przedstawia wyniki badań zapraw geopolimerowych o dużej wytrzymałości przygotowanych z dwóch rodzajów popiołu lotnego krzemionkowego. Jako aktywatory użyto wodorotlenku sodu oraz mieszaniny wodorotlenku i krzemianu sodu, w postaci roztworów. Aktywator dodawano w ilościach od 6 do 15% NaOH, w stosunku do masy popiołu. Zaprawy po przygotowaniu dojrzewały w temperaturach 60ºC, 80ºC lub 100ºC przez różny czas, od 24 godzin do 7 dni. Zwiększenie dodatku sodu lub wyższa temperatura dojrzewania zwiększają wytrzymałość badanych zapraw na zginanie i ściskanie. Najlepsze wyniki – wytrzymałość na ściskanie i zginanie odpowiednio 100 MPa i 20 MPa, uzyskano dla zapraw aktywowanych 15% dodatkiem wodorotlenku sodu, poddanych naparzaniu w 100ºC przez 24 godziny. Mieszany aktywator – krzemian i wodorotlenek sodu pozwolił również uzyskać duże wytrzymałości, jednak mniejsze niż sam wodorotlenek sodu. Wydłużenie czasu pielęgnacji w wysokiej temperaturze o ponad 24 godziny nie dawało w większości przypadków korzystnych wyników. Zaprawa geopolimerowa z popiołu lotnego, aktywowana 15% NaOH w stosunku do masy popiołu, utwardzana w temperaturze 100ºC przez 24 godziny, wykazała około 18% zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych w porównaniu ze zwykłą zaprawą cementową z cementu portlandzkiego.
EN
The paper presents the results of research of high-strength geopolymer mortars, prepared from two types of siliceous fly ash. Sodium hydroxide and mixtures of sodium hydroxide and sodium silicate in the form of solutions were used as activators. The activator was added in amounts ranging from 6 to 15% NaOH in relation to the ash mass. After preparation, the mortars were cured at the temperature of 60ºC, 80ºC or 100ºC for various times, from 24 hours to 7 days. Increasing the addition of sodium or a higher curing temperature increase the flexural and compressive strength of the tested mortars. The best results - compressive and flexural strength of 100 MPa and 20 MPa, respectively, were obtained for mortar activated with 15% sodium hydroxide, cured at 100°C for 24 hours. Blended activator – sodium silicate and sodium hydroxide also allowed to obtain high strengths, but lower than sodium hydroxide alone. Extending the curing time at high temperature beyond 24 hours did not produce favourable results in most cases. Fly ash geopolymer mortar, activated with 15% NaOH by mass of ash, cured at 100°C for 24 hours, showed about 18% reduction in greenhouse gas emissions compared to common Portland cement mortar.
PL
Oddziaływanie środowiska kwaśnego na zaczyny z cementu portlandzkiego było przedmiotem szeroko zakrojonych badań, w których wykazano zmiany mikrostruktury rzutujące na spadek wytrzymałości. Jednakże wpływ roztworów agresywnych na aktywowany alkalicznie zaczyn popiołowy nadal nie jest dostatecznie wyjaśniony. Prezentowana praca obejmuje wyniki ługowalności po krótkim czasie dojrzewania (3-21 dni) zaczynów popiołowych aktywowanych alkaliami, poddawanych działaniu 6M roztworu NH4NO3, a następnie ocenie właściwości mechanicznych, w zależności od składu i struktury materiałów wyjściowych. Badano dwa różne zaczyny popiołowe aktywowane alkaliami oraz zaczyn kontrolny sporządzony z cementu portlandzkiego. Stwierdzono, że agresywny 6M roztwór NH4NO3 wywierał o wiele słabszy wpływ na wytrzymałość zaczynu popiołowego aniżeli na wytrzymałość zaczynu kontrolnego. Co więcej, rodzaj i skład popiołu lotnego były czynnikami determinującymi reaktywność tego materiału, jak również jego właściwości mechaniczne i trwałość. Stężenie kationów w ekstrakcie było niewielkie i nie stwierdzono w nim glinu, który występował w głównym produkcie hydratacji – żelu N-A-S-H. Badania metodą magnetycznego rezonansu jądrowego i spektroskopii fourierowskiej w podczerwieni wykazały, że w żel ten, pod wpływem NH4NO3, wzbogaca się w krzem. Równocześnie stwierdzono powstawanie wodorotlenku glinu.
EN
Chemical attack on Portland cement paste in acid media has been widely studied and shown to induce changes in their microstructure that is causing decrease of mechanical strength. The impact of this aggressive solution on alkali-activated fly ash (AAFA) is insufficiently understood, however. This study explored leaching in early age (3-21 day) AAFA pastes in a 6M NH4N03 solution to determine the impact on mechanical behaviour and on the composition and microstructure of the starting material on the process. Two AAFA pastes of different nature and compositions were prepared, along with control OPC pastes. The studies have shown that the aggressive 6M NH4N03 solution had a much more moderate effect on AAFA than on OPC paste strength. Furthermore, the nature and chemical composition of the starting fly-ash was governing their reactivity and hence their mechanical behaviour and durability. Whilst low amounts of cations leached out of the former material, the leachate contained no aluminium, a component found in its main reaction product, N-A-S-H gel. NMR and FTIR studies showed that the post-exposure gels had higher silicon content than the pre-exposure materials. Simultaneously these methods had revealed the formation of aluminium hydroxide.
5
PL
W pracy podjęto niespotykaną w literaturze próbę zbadania aktywności szkieł, które mogą powstawać w żużlach i popiołach w różnego typu spalarniach odpadów. W tym celu przygotowano cztery szkła o składzie chemicznym tej fazy występującej w odpadach z kilku spalarni. Ponadto dla porównania przygotowano także szkła o składzie gehlenitu, anortytu oraz granulowany żużel wielkopiecowy, jako wzorce. Wyniki doświadczeń potwierdziły duży wpływ składu chemicznego szkieł na ich reaktywność i na przebieg hydratacji oraz przyrost wytrzymałości, w funkcji czasu twardnienia. Korzystna zawartość SiO2 zawiera się w granicach 41-42 %, a Al2O3 przekraczająca 16%. Wówczas nawet mała zawartość CaO, około 12%, i duża Na2O zapewniają dobrą reaktywność szkła i dobrą wytrzymałość zaczynów, w badanym okresie to jest do 28 dni. Jednak zawartość Na2O nie powinna przekraczać 12%. Najważniejszą fazą w zaczynach z punktu widzenia wytrzymałości, jak można było oczekiwać, jest faza C-A-S-H. Tak więc szkło występujące w odpadach powstających w spalarniach może wykazywać aktywność hydrauliczną po aktywacji związkami sodu.
EN
In the work the unfound in literature the activity of glasses which can be formed in slags and ashes in different incinerating plants. Four glasses with chemical composition of glasses found in the incinerating plants wastes were melted. Additionally the glasses having the composition of gehlenite, anortite and granulated blastfurnace slag as reference samples were melted too. The experimental results confirmed the effect of glasses chemical composition on their reactivity and hydration process as well as the compressive strength viz of hardening period. The favourable content of silica is in the range of 41-42% and Al2O3 higher than 16%. In this condition even law quantity of CaO, equal of 12% and high content of Na2O good glass reactivity and good paste strength in the experimental period of 28 days is assuring. However, the Na2O content shout not exceed 12%. The most important phase in the glass pastes for the strength is C-A-S-H, as it should be expected. Thus the glass occurring in the wastes of incinerating plants can have chemical ractivity, after activation with sodium hydroxide.
EN
The paper presents a short description of aluminosilicate materials which are microspheres derived from fly ash from coal combustion in power stations. The most important properties of such materials, the conditions of their formation, methods of obtaining and selected areas of application are discussed. The microspheres that were tested came from the Power Plant Skawina. Analysis of particle size and wall thickness of the microspheres and the analysis of the chemical composition have been carried out. This article also presents preliminary results of the alkaline activation of the microspheres in order to obtain a fraction within the zeolite. Alkali activation was carried out in several variants, using aqueous solutions of sodium hydroxide and the obtained results allow to determine the suitability of the microspheres to obtain zeolites in their substrate. Observations with the scanning electron microscope showed the existence of significant quantities of specific forms of zeolites, after alkaline activation processes of microspheres.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące nowego rodzaju spoiwa bezklinkierowego powstałego w wyniku aktywacji alkalicznej granulowanego żużla pomiedziowego. Ważnym elementem przeprowadzonych badań było określenie wpływu standardowych i przyspieszonych warunków dojrzewania na właściwości mechaniczne otrzymanych kompozytów.
EN
The article presents the results of research on a new type of non-clinker binder obtained as a result of alkaline activation of a granular copper slag. An important element of the study was determination of the maturation conditions effect (standard or accelerated) on the mechanical properties of the composites.
8
Content available remote Skład mineralny i właściwości tekstualne zeolitów z metakaolinu
PL
Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych niskotemperaturowej alkalicznej aktywacji metakaolinu. Dla metakaolinu (M) oraz otrzymanego przez syntezę niskotemperaturową materiału zeolitowego (MN) przedstawiono wyniki analiz SEM/EDS, wyniki oznaczenia gęstości 2,62 g/cm³ (M) i 2,16 g/cm³ (MN); wyniki badań porozymetrycznych m.in. metodą BET 8,36 ± 0,15 m²/g (M) i 273,63 ± 2,98 m²/g (MN); wyniki analizy termicznej (TG, DSC) 4% (M) i 19,4% (MN) oraz rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej, w której wykazano obecność Zeolitu X (Na), Zeolitu A (Na) i Halloysite-10A. Oznaczono też pojemność kationowymienną (CEC) 6,0 ± 0,8 meq/100 g (M) i 297,3 ± 8,4 meq/100 g (MN). Modyfikacja metakaolinu pozwoliła na znaczne zwiększenie powierzchni właściwej oraz wzrost CEC.
EN
Metakaolin was treated with alk. agents at low temp. and studied for morphol., d., sp. surface, pore and micropore vols., thermal decompn. and cation-exchange capacity. The treatment resulted in decrease in d., pore diam. and thermal stability as well as in an increase in sp. surface, pore vol. and micropore surface.
PL
W artykule przedstawiono sposób wytwarzania i właściwości geopolimerów wytwarzanych na bazie tufu wulkanicznego pochodzącego z okolic Krzeszowic koło Krakowa. Termin geopolimery określa nieorganiczne materiały glinokrzemianowe, które powstają przez alkaliczną aktywację. Geopolimery w porównaniu z tradycyjnymi spoiwami na bazie cementu portlandzkiego cechują się między innymi: wysoką wytrzymałością początkową, krótkim czasem wiązania, małą przepuszczalnością, dużą kwasoodpornością, a także niewielkim kosztem wytwarzania i dużą odpornością na działanie agresywnych chemicznie środowisk. Wytwarzane są głównie z popiołów lotnych pochodzących ze spalania węgla kamiennego oraz z surowców pochodzenia naturalnego typu metakaoliny itp. W pracy przedstawiono wyniki badań geopolimerów z naturalnego surowca jakim jest tuf wulkaniczny. Przedstawiono krótką charakterystykę tufu wulkanicznego użytego do wytworzenia spoiwa geopolimerowego. Opisano jego właściwości fizyczne i chemiczne, mikrostrukturę, skład mineralogiczny, aktywność promieniotwórczą oraz sposób przygotowania tego surowca. Zaprezentowano wyniki badań wytrzymałości na ściskanie i mikrostruktury otrzymanych geopolimerów. Przeprowadzone badania pozwalają stwierdzić przydatność tufu filipowickiego do wytwarzania spoiw geopolimerowych. Uzyskane geopolimery mogą być wykorzystywane w produkcji materiałów budowlanych. Wyniki badań potwierdziły również, że jest możliwy dobór parametrów, takich jak: warunki reakcji, stężenia substancji aktywujących i sposób obróbki materiału bazowego tak, aby uzyskać właściwości wytrzymałościowe geopolimerów porównywalne z wytrzymałością tradycyjnych spoiw hydraulicznych. Spoiwa geopolimerowe na bazie tufu filipowickiego charakteryzują się wysoką wytrzymałością na ściskanie rzędu 40÷50 MPa oraz żaroodpornością do temperatury ok. 1000°C. Po ekspozycji w temperaturze 900°C wytrzymałość na ściskanie wytworzonych spoiw wynosi 66 MPa. Możliwe jest ograniczenie lub całkowite wyeliminowanie występowania wykwitów alkalicznych na powierzchni elementów z tego typu spoiwa przez odpowiedni dobór aktywujących substancji alkalicznych. W badaniach zaobserwowano, że uzyskanie żądanej konsystencji gęsto plastycznej spoiw jest możliwe dla aktywatorów potasowych przy mniejszych proporcjach woda/części stałe niż dla kompozycji z wykorzystaniem aktywatorów sodowych. Wpływa to oczywiście na wzrost wytrzymałości gotowych wyrobów.
EN
This paper presents a manufacturing method and properties of geopolymer products based on volcanic tuff mined in Krzeszowice near Krakow, Poland. The term geopolymers determines inorganic aluminosilicate materials that are formed by alkaline activation. Geopolymers compared to traditional binders based on Portland cement are characterized by, e.g. high initial strength, short setting time, low permeability, high acid resistance, low production costs and high resistance to chemically aggressive environments. They are made primarily of fly ash from coal combustion and raw materials of a natural origin such as metakaolins etc. This paper characterizes geopolymers produced from a natural raw material tuff. It gives a brief description of tuff concerning its physical and chemical properties, microstructure, mineralogical composition, radioactivity, and its preparation for the production of a geopolymer binder. This article provides the results of compression tests and microstructure observations of the produced geopolymers. The test results confirm the suitability of using Filipowice tuff to produce geopolymer binders. Those geopolymers can be used in the production of building materials. The results also confirm that it is possible to select the geopolymer production parameters such as reaction conditions, activator concentrations and base material treatment method so as to achieve mechanical properties comparable to those of traditional hydraulic binders. The geopolymer binder based on Filipowice tuff has a high compressive strength of 40÷50 MPa and is heat-resistant to a temperature of about 1000°C. After exposure to 900°C, the compressive strength is 66 MPa. It is also possible to reduce or completely eliminate the occurrence of efflorescence on the geopolymer product surface by a proper selection of the alkaline substances. Finally, it was observed that the desired thick plastic binder consistency is possible to obtain for potassium activators at a lower water-to-solid (W/S) ratio than for sodium activators. This obviously affects an increase in strength of the finished products.
PL
Elektrownie i elektrociepłownie stosujące węgiel jako paliwo mają istotne znaczenie jako źródła energii, choć z drugiej strony wytwarzają duże ilości popiołów lotnych ze spalania węgli. Tylko mała część tych popiołów jest użytkowana jako surowce odpadowe. Zazwyczaj popioły lotne są deponowane w osadnikach, co stwarza poważne zagrożenie środowiskowe. Możliwości zagospodarowania popiołów lotnych stwarza przede wszystkim przemysł materiałów budowlanych; tym niemniej użytkowanie popiołów lotnych z podwyższoną zawartością niespalonych cząstek węgla, co wyraża się wartością straty prażenia, jest ograniczone do popiołów wykazujących stratę prażenia 2–5% zgodnie z europejską normą EN 206-1. Dlatego też popioły lotne z wysoką zawartością niespalonych cząstek węgla są deponowane w osadnikach. Depozycja popiołów lotnych, biorąc pod uwagę także czynniki egzogeniczne i biogeniczne, powoduje zmiany składu chemicznego i fazowego popiołów, co powoduje, że możliwości ich późniejszego wykorzystania jako surowce odpadowe, jeszcze bardziej maleją. Obecnie, jedyną możliwością użytkowania popiołów lotnych wykazujących wysoką stratę prażenia, jest synteza geopolimerów. Te nowe materiały nieorganiczne są otrzymywane w wyniku reakcji nieorganicznej polikondensacji glinokrzemianów z krzemianem sodu w środowisku wysoce alkalicznym. Praca zajmuje się produkcją spoiw geopolimerowych otrzymywanych w wyniku aktywacji alkalicznej popiołów lotnych pochodzących z bieżącej działalności oraz ze zwałowiska. Popioły lotne pochodzą ze spalania węgla kamiennego w kotłach pyłowych, wykazując wysoką zawartość niespalonych cząstek węgla. Wartość straty prażenia w tych popiołach przekracza 20%. Są one aktywowane alkalicznie roztworami wodorotlenku sodowego i szkła wodnego. Analizowano zależność wytrzymałości na ściskanie syntetyzowanych geopolimerów od stosunku SiO2/Na2O, zawartości Na2O i zawartości wody. Wytrzymałość na ściskanie aktywowanych alkalicznie popiołów lotnych deponowanych (DPA) i z bieżącej działalności (FFA) wynosi odpowiednio 39,8 MPa i 46,8 MPa po 7 dniach i wzrasta z czasem.
EN
Heating plants and power stations using coal as a fuel are employed worldwide as energy sources, consequently generating large quantities of fly ashes. Only a small part of these fly ashes are used as a secondary raw material. Most commonly, fly ash is deposited at sludge bed where it poses substantial ecological risks. Possibilities of utilizing fly ashes are mainly found in the construction industry; however, utilization of fly ash with a high content of unburned coal residues, expressed by loss on ignition (LOI), is limited to 2–5% LOI by the European standard STN EN 206-1. That is why fly ash with a high content of unburned coal residues is deposited at sludge bed. Fly ash deposition, hand in hand with exogenous and biogenous factors, changes the chemical and phase composition of fly ashes so the possibility for their further utilization as a secondary raw material is evenmore diminished. Currently, one possibility for the use of high-LOI fly ashes is in the synthesis of geopolymers. These new materials are inorganic materials obtained from an inorganic polycondensation reaction of solid aluminosilicates with sodium silicate solution in a highly alkaline environment. This paper deals with the production of geopolymer binders from the alkaline activation of fresh and deposited fly ash. The fly ashes originated from black coal fired in melting boilers, and have a high content of unburned coal residues. Content of LOI in both fly ashes exceeds 20%. The fly ashes are alkali activated with solutions containing sodium hydroxide and sodium waterglass. The analysis examines the effects of the SiO2-to-Na2O ratio, Na2O, as well as the water content in the synthesis of fly ash-based geopolymers on their compressive strength. The compressive strength of alkali-activated, deposited fly ash (DPA) and fresh fly ash (FFA) were 39.8MPa and 46.8MPa after 7 days, respectively. Their compressive strength increased with time.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych niskotemperaturowej alkalicznej aktywacji metakaolinu oraz hydrotermalnej alkalicznej aktywacji mieszanin metakaolinu z popiołem lotnym z jednej z elektrociepłowni krajowych. Opisano sposób modyfikacji metakaolinu i popiołów lotnych, który pozwala na znaczne rozwinięcie powierzchni właściwej i zwiększenie mikroporowatości. Przedstawiono analizę SEM/EDS otrzymanych materiałów a także wyniki badań porozymetrycznych metodą BET, Langmuir’a, BJH oraz metodą t.
EN
The article presents the results of experimental low-temperature alkaline activation of metakaolin and alkaline hydrothermal activation mixtures of metakaolin and fly ash from one of the national power plants. The way of modification of metakaolin and fly ashes, which allows for a significant expansion to increase the surface area and microporosity is described. The analysis of SEM / EDS of tested materials and the results of porosimetric test by BET, Langmuir, BJH and t-method is presented.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.