Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Alkaliczna aktywacja popiołów i żużli ze spalarni odpadów

100%

Łach M. , Mikuła J.

|

tom nr 1

41--45

EN

The paper concerns testing and treatment of post-process waste from waste incineration plants with alkaline activation. The paper presents research results on ash and slag from thermal waste treatment processes, which were exposed to alkaline solutions. The results of the research of waste which solidified by geopolymerization and the research results of the hydrothermal activation in order to obtain the zeolites, are presented. For ash and slag treated with geopolymerization we present the results of compressive strength and selected results of leaching. For the waste which were treated with hydrothermal synthesis, we present the particle morphology (SEM) of the obtained zeolites. The research confirmed the possibility of immobilization of ash and slag in geopolymers and the possibility of obtaining zeolites from certain types of waste generated in waste incineration plants.

2

Research on cement-free composites based on alkaline-activated waste materials

63%

Nalewajko M.

|

2023

|

tom No. 3

453--467

EN

The article presents a review of research conducted on cement-free concretes based on alkaline-activated waste materials. Research is conducted in order to create concretes that are in line with the doctrine of sustainable development. Their main assumption is the reuse of recycled materials in newly produced building materials without compromising their properties. In addition, attempts are made to eliminate Portland cement, replacing it partially or completely with fly ashes or metakaolin. Another modification of concrete consists of replacing natural aggregate with artificial aggregate. The research conducted on lightweight concretes based on fly ashes, and alkali-activated porous ash aggregate is also presented.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań prowadzonych na betonach bezcementowych na bazie surowców odpadowych aktywowanych alkalicznie. Prace badawcze mają na celu stworzenie betonów wpisujących się w doktrynę zasad zrównoważonego rozwoju, którego głównym założeniem jest ponowne wykorzystywanie materiałów z recyklingu w nowo produkowanych materiałach budowlanych przy zachowaniu ich właściwości. Ponadto, dąży się do eliminacji cementu portlandzkiego poprzez zastąpienie go częściowo bądź całościowo popiołami lotnymi czy metakaolinem. Modyfikacja betonu zakłada również zastąpienie kruszywa naturalnego kruszywem sztucznym. Niniejszy artykuł prezentuje wyniki badań prowadzonych na betonach lekkich na bazie popiołów lotnych i kruszywa popiołoporytowego aktywowanych alkalicznie.

3

Mechanical properties of alkali-acivated binders based on copper slag

63%

Kuterasińska J. , Król A.

|

tom Vol. 8, no. 3

61--67

EN

The paper describes the possibility of using copper slag, an industrial waste from smelting of copper as a basic component of hydraulic binders obtained by means of the alkaline activation. For the purpose, the aqueous sodium silicate and technical sodium metasilicate were used. Mortars, having undergone the activation process were cured under laboratory conditions (temp. 20±1°C and relative humidity approx. 60%) and were subjected to low pressure heat treatment at a temperature of 80°C. Research over the alkaline activation of slag proved that the desirable quality of alkali-activated binders is achievable just in case of using granulated copper slag, where 98% of the base mass constitutes of glassy phase, and water glass with the lowest value of silicate modulus (Mk = 1.75).

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania odpadowego żużla pomiedziowego pochodzącego z hutnictwa miedzi jako podstawowego składnika spoiw hydraulicznych otrzymanych na drodze aktywacji alkalicznej. W procesie stosowano szkło wodne sodowe o zmiennym module krzemianowym oraz techniczny metakrzemian sodu. Zaprawy po procesie aktywacji dojrzewały w warunkach laboratoryjnych (temp. 20±1°C i wilgotność względna ok. 60%) oraz były poddane niskociśnieniowej obróbce cieplnej w temperaturze 80°C. Badania nad aktywacją alkaliczną żużla dowiodły, że możliwe jest uzyskanie pożądanej jakości spoiw aktywowanych alkalicznie tylko w przypadku stosowania granulowanego żużla pomiedziowego, w którym 98% masy zasadniczej stanowi faza szklista oraz przy użyciu szkła wodnego o najniższym module krzemianowym (Mk = 1.75).

4

Ocena produktów alkalicznej aktywacji metakaolinu oraz haloizytu poprzez obserwacje SEM

63%

Łach M.

|

tom nr 4

26--31

EN

The paper presents a brief description of clay materials such as kaolinite and halloysite. In order to improve their sorption properties their properties and methods of activation are presented. The results of alkaline activation of two minerals: metakaolin and halloysite are shown. Alkaline activation process is performed with different parameters. The paper presents the results of the morphology obtained by the synthesis of the materials and the results of their chemical composition. As a result of the processes of alkaline activation of tested materials different phases in chemical composition and morphology were obtained. The best results were obtained for metakaolin with activation with a solution of 10M, for halloysite with activation of 5M solution. The results testify to obtain fraction of zeolite in the materials tested.

5

Synteza i właściwości produktów hydratacji alkalicznie aktywowanych szkieł glinokrzemianowych

63%

Żak R. , Deja J.

|

tom R. 5, nr 11

159-171

PL

Matryca uwodnionych krzemianów wapnia (faza C-S-H), ze względu na swą obecność w produktach hydratacji materiałów budowlanych, takich jak: cement, spoiwa żużlowo-alkaliczne czy aktywowane szkła glinokrzemianowe, jest w świetle dostępnej literatury wyjątkowo ciekawa, ale co ważne, od wielu lat budzi żywe zainteresowanie. Rozwój technik analitycznych, jak również pojawienie się nowych technik badawczych, stwarza nowe możliwości w badaniu fazy C-S-H, a tym samym w rozwoju nauki – fundamentu technologii. Produkty hydratacji alkalicznie aktywowanych szkieł żużlowych – uwodnione krzemiany wapnia – stanowią obiekt intensywnych prac badawczych, ze względu na proces ich powstawania, strukturę i zmienny skład chemiczny, ale również z punktu widzenia możliwości immobilizowania przez tę fazę substancji niebezpiecznych dla zdrowia i życia ludzkiego. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące syntezy oraz właściwości produktów hydratacji alkalicznie aktywowanych szkieł glinokrzemianowych, czyli uwodnionych krzemianów wapnia typu C-S-H. Szczególną uwagę zwrócono na warunki powstawania fazy C-S-H. Ponadto, zbadano wpływ czasu hydratacji i stosunków molowych CaO/SiO2 na przebieg syntezy prowadzonej w temperaturze pokojowej. Praca obejmuje badania mikrostrukturalne i strukturalne otrzymanych żeli C-S-H. Dokonano także analizy składu fazowego metodą XRD i IR. Obserwacje mikrostruktury otrzymanych żeli wykonano przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wraz z wyznaczeniem widma pierwiastków z powierzchni (analiza EDS).

EN

The matrix of hydrated calcium silicate (C-S-H phase), due to their presence in the products of hydration of construction materials such as cement, binder slag – alkaline or aluminosilicate glasses, in the light of available literature is extremely interesting, but what is important, for many years provoked still lively interest. The development of analytical techniques, as well as the emergence of new research techniques, opens up new possibilities in the study phase of C-S-H, and thus the development of science – the foundation of technology. The products of hydration of alkali-activated slag glass – hydrated calcium silicates, are the object of intense researches, due to the process of their formation, structure and variable chemical composition, but also from the viewpoint of immobilization through this phase of substances hazardous to human health and life. The work presents the results of research, concerning on the synthesis and properties of products of hydration of alkali-activated aluminosilicate glasses, the type of calcium silicate hydrates C-S-H as a matrix for immobilization the heavy metals. Particular attention was paid to the conditions of formation the C-S-H phases. Furthermore, effect of hydration time and the molar ratios of CaO/SiO2 of the mentioned synthesis, carried out at room temperature, were estimated. The work includes microstructure and structure studies of obtained C-S-H gels. Phase composition was analyzed by XRD and IR. Observations of the microstructure of obtained gels were performed using scanning electron microscopy (SEM) with the determination of the spectra of elements from the surface (EDS analysis).

6

Żużel pomiedziowy jako surowiec w produkcji alkalicznie aktywowanych spoiw żużlowych

63%

Kuterasińska J. , Król A.

|

tom R. 7, nr 17

21--36

PL

W artykule opisano badania, których celem było opracowanie nowej rodziny spoiw hydraulicznych na bazie żużla pomiedziowego, stanowiącego odpad przemysłowy z hutnictwa miedzi. Granulowany i szybowy żużel pomiedziowy nie wykazuje aktywności hydraulicznej, dlatego w badaniach podjęto próby ich alkalicznej aktywacji. W tym celu wykorzystano 5 rodzajów aktywatorów alkalicznych w postaci sodowego szkła wodnego oraz technicznego metakrzemianu sodowego o zmiennym module krzemianowym. Badania nad aktywacją alkaliczną żużla dowiodły, że najlepsze właściwości mechaniczne (wytrzymałość na ściskanie po 90 dniach wynosiła 53,5 MPa) osiągalne są tylko w przypadku stosowania granulowanego żużla pomiedziowego (100% masy zasadniczej żużla stanowi faza szklista) oraz przy użyciu szkła wodnego o najniższym module krzemianowym (Mk=1,79). Wraz z malejącym modułem krzemianowym zastosowanego szkła wodnego sodowego, widoczny był wzrost wytrzymałości.

EN

The article describes research aimed at developing a new family of hydraulic binders based on copper slag, which is industrial waste from smelting of copper. Granulated and lump copper slags do not show hydraulic activity, so the studies were based on their alkaline activation. For this purpose the five types of alkaline activators in the form of aqueous sodium silicate and technical sodium metasilicate were used. All activators were varied in terms of silicate modulus value. Studies on the alkaline activation of slags showed that the best mechanical properties (compressive strength after 90 days amounted even 53.5 MPa) is achievable only in case of using granulated copper slag (100% of the slag constitutes the glassy phase) and water glass with the lowest value of silicate modulus (Mk = 1.79). Along with decreasing silicate module of used water glass there is a significant increase in strength.

7

Stopień zaawansowania reakcji popiołu lotnego w alkalicznie aktywowanych spoiwach popiołowych

63%

Deja J. , Antosiak B.

|

tom R. 17/79, nr 2

67-76

PL

Procesy alkalicznej aktywacji surowców zawierających szkła glinokrzemianowe od kilkudziesięciu lat stanowią interesujący obszar poszukiwania alternatywy dla klasycznych cementów portlandzkich. Jedynym z obiecujących surowców dla tej technologii są popioły lotne. W pracy skoncentrowano się na zmodyfikowaniu metody pozwalającej możliwie precyzyjnie mierzyć stopień zaawansowania reakcji hydratacji popiołu lotnego w zaczynach aktywowanych krzemianem oraz wodorotlenkiem sodu i potasu. Wykazano, że wydłużenie czasu mieszania rozdrobnionych próbek zaczynów z wodą i kwasem solnym oraz dobranie odpowiednich sączków filtrujących pozwala na uzyskanie znacznie większej dokładności pomiaru stopnia przereagowania popiołu. Stwierdzono, że czynnikiem determinującym stopień przereagowania popiołów lotnych aktywowanych krzemianem sodu jest zawartość w nich CaO i Al2O3.

EN

For several decades, processes of the alkali aclivation of raw materials containing aluminosilicate glass have been seen an interesting area for an altemative to the Portland cements. Fly ash represents one of the promising raw materials for this technology. This paper focuses on modifying a method to measure, as precisely as possible, the degree of the fly ash hydration reaction progresses in mixtures activated with sodium silicate and hydroxide, as well as KOH. It was proven that extending the time during which pulverized samples are mixed with water and hydrochloric acid and also selecting the right paper filter allows a much higher analysis precision can be achieved. If was found that the decisive factor governing the degree of hydration of fly ash activated by sodium silicate and hydroxide the last also of potassium is the CaO and AI2O3 content of this fly ash.

8

Wpływ wskaźnika spoiwowego na wytrzymałość na ściskanie betonu geopolimerowego

51%

Seshu D. R. , Shankaraiah R. , Sesha Srinivas B.

|

tom R. 22/84, nr 3

211--218

PL

Stosowanie spoiw uzyskiwanych z granulowanych żużli i krzemionkowych popiołów lotnych aktywowanych związkami sodu mają w rozwoju technologii betonów duże znaczenie z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju. Betony te nazywamy geopolimerami (GPB). W pracy przedstawiono wyniki doświadczeń mających na celu wykazanie wpływu stosunku zawartości granulowanego żużla (GŻ) do krzemionkowych popiołów lotnych i stężenia alkalicznego aktywatora na wytrzymałość na ściskanie GPB. W celu równoczesnego zbadania tych dwóch czynników zastosowano nowy czynnik nazwany „wskaźnikiem spoiwa”. Uzyskane wyniki wykazały, że wskaźnik spoiwa ma duży wpływ na wytrzymałość GPB; wytrzymałość rośnie ze wzrostem udziału GŻ, dla danego stężenia aktywatora. Równocześnie stężenie aktywatora zwiększa wytrzymałość, jednak nie jest to zależność wprost proporcjonalna. Wytrzymałość po 7 i po 28 dniach wzrasta ze zwiększeniem „wskaźnika spoiwa”.

EN

The use of alkali activated binders from granulated slags and siliceous fly ash in development of concretes is significant from the point of sustainability. Such concretes are called Geopolymer concrete (GPC). This paper presents an experimental investigation on the effect of ground granulated blastfurnace slag (GGBS) content and alkaline activated binder on the compressive strength of GPC. To study the combined effect of (GGBS) to fly ash ratio and the molarity of alkaline activator on the compressive strength of GPC a new parameter called the 'Binder Index (Bi)' has been introduced. The results have shown that the compressive strength of GPC is significantly influenced by varying the binder index. The experiments have shown that compression strength of GPC has increased with increase of GGBS to FA ratio for a particular molarity of activator used. As the molarity of activator increases the 28 day compressive strength of GPC also has increased. However the increase of strength is not in proportion to the increase in molarity. Both 7 days and 28 days compressive strength of GPC has increased with increase of the Binder Index.

9

Mikrostruktura i właściwości geopolimerów powstających w procesie alkalicznej aktywacji popiołu lotnego

51%

Rajczyk K. , Janus G.

|

tom R. 26, nr 4

279--293

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań możliwości otrzymania trwałego betonu geopolimerowego o dużej wytrzymałości, którego podstawowym składnikiem jest popiół lotny. W wyniku przeprowadzonych badań ustalono, że największą możliwość uzyskania betonu geopolimerowego o dużej wytrzymałości wykazały drobnoziarniste, specjalnie wyselekcjonowane popioły krzemionkowe ze spalania węgla kamiennego, nazywane ultra drobnymi popiołami. Jednak beton geopolimerowy, otrzymany przez alkaliczną aktywację tych popiołów 8M roztworem NaOH, nie jest odporny na cykliczne zamrażanie i rozmrażanie. Zastąpienie 15% popiołu lotnego prażoną odpadową gliną oraz stosowanie aktywatora, stanowiącego mieszaninę roztworu NaOH i szkła wodnego, znacznie zwiększyły trwałość tego betonu. Ta modyfikacja składu betonu wpłynęła na zmianę mikrostruktury matrycy w betonie, w której między innymi stwierdzono w badaniach, występowanie krystalicznego kankrynitu.

EN

The paper presents the results of the study on the possibility of obtaining high-strength durable geopolymer concrete with fly ash as the basic component. As a result of the research conducted, it was found that the highest potential to obtain geopolymer concrete with high strength was shown for fine-grained, specially selected siliceous ashes from coal combustion. However, the geopolymer concrete obtained by alkaline activation of these ashes with the 8M NaOH solution was not resistant to freeze-thaw cycles. Replacement of 15% fly ash with calcined waste clay and the use of the mixture of NaOH solution and water glass as an activator substantially increased the durability of this concrete. This modification of the concrete composition changed the microstructure of the matrix in the hardened concrete, since the cancrinite was found in the study.

10

Alkalicznie aktywowane kompozytowe spoiwa mineralne. Granica kontaktowa pomiędzy stalą a stwardniałym zaczynem

51%

Petri M.

|

tom R. 10, nr 3

276-281

PL

Alkaliczna aktywacja cementów mieszanych zawierających w swoim składzie żużel wielkopiecowy lub/i popiół lotny jest jedną z metod otrzymywania spoiw specjalnych. Podobnie jak w przypadku betonów tradycyjnych, budowa granicy międzyfazowej pomiędzy stwardniałym zaczynem a kruszywem lub stalą istotnie wpływa na własności otrzymanych z ich zastosowaniem zapraw i betonów. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki mikroskopowych obserwacji i mikroanaliz (SEM, EDS, BSE) strefy kontaktowej stal zbrojeniowa-stwardniały alkalicznie aktywowany zaczyn. Stwierdzono, że w przeciwieństwie do powszechnie przyjętych dla konwencjonalnych betonów modeli w badanej strefie kontaktowej nie zauważono występowania strefy o podwyższonej porowatości ani warstwy krystalicznego portlandytu. Na granicy stal-zaczyn stwierdzono występowanie zbitej mieszaniny faz C-S-H i N-A-S-H, wzbogaconych dodatkowo o jony żelaza, co może świadczyć o chemicznym charakterze tego połączenia. Badania mechaniczne (pull-out test) zdają się potwierdzać powyższą tezę.

EN

Alkaline activation of blended cements containing of slag or/and fly ash is one of the new methods of special binders production. Similarly as in the case of traditional concrete, the interfacial transition zone (ITZ) between cement paste and aggregate or steel strongly influences the mechanical and transport properties of mortar and concrete. This paper presents the results of a mechanical investigation (pull-out test) and microscopic observation of steel-hardened alkali activated cement paste (AAHCP) zone contact. In presented investigation, composite mineral binder consists of: 15% Portland cements CEM I 42, 5, 15% granulated blast furnace slag and 70% fly ash. As alkaline activator, sodium water glass with silicate modulus SiO2/Na2O = 1.5 were used. The two type of samples were prepared, the first for microscopic analyses of ITZ (AAHCP containing commercial steel fibers), and the second (for pull - out test) - concrete cubes (100x100x100) = 6.15 mm, a slight surface) anchorage in matrix. Fwith steel rods ( The steel rods were pulled out from concrete matrix with a displace constants displacement velocity 0.5 mm/min. Backscattered electron images (BSE) obtained by scanning electron microscope and EDS microanalyses were used to characterize the ITZ microstructure. Results obtained for the sodium water glass activated mineral composite binder shows, that in the opposite to steel-portland cement paste system, the zone of increased porosity and crystalline Ca(OH)2 layer was no observed. On the point of contact (steel-AAHCP) the dense mixed phase, C-S-H and N-A-S-H were identified. Also were observed the increase of amounts a Fe ions in described contact zone, especially on the binder hydration products side. It can suggest that connection of steel-AAHCP have a chemical character. The analyzing of stress-strain curves in the pulling out process of steel rods, from a concrete made of alkaline activated binder and compared PC concrete matrix confirms this thesis. In the case where AASC were used, the shear strength of the steel AAHCP bond were about twice more high than in the case of compared portland cement concrete.

11

Składy mieszanek z betonu geopolimerowego

44%

Mallikarjuna Rao G. , Gunneswara Rao T. D. , Ramaseshu D. , Venkatesh A.

Cement Wapno Beton

|

2016

|

tom R. 21/83, nr 4

274--285

PL

Opracowano metodę projektowania geopolimerowego betonu o spoiwie złożonym z popiołu lotnego i mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego (MGŻW) i sprawdzono ją doświadczalnie. Ustalono najkorzystniejsze stosunki: roztwór zasadowy/spoiwo, spoiwo/kruszywo, drobne kruszywo/grube kruszywo. W spoiwie stosunki krzemionkowego popiołu lotnego do MGŻW były następujące: 70:30, 60:40 i 50:50. Ustalono, że dodatek granulowanego żużla wielkopiecowego do betonu geopolimerowego skraca znacznie czas wiązania i przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości. Wytrzymałość betonu geopolimerowego wzrasta ze zwiększeniem zawartości MGŻW w mieszance. Beton geopolimerowy daje zadowalające wyniki w przypadku dojrzewania w warunkach polowych gdy popiół lotny zastępuje się żużlem. Ze wzrostem stosunku roztwór zasadowy/ spoiwo powyżej pewnego poziomu wytrzymałość na ściskanie zmniejsza się zamiast rosnąć. Ten maksymalny stosunek przekracza 0,45 a jest mniejszy od 0,55.

EN

The method for designing of geopolimer concrete mix proportioning was presented and experimentally verified. The binder was composed of siliceous fly ash and ground granulated blastfurnace slag (GGBS). The best relations of the following ratios was establish: alkaline solution/binder, binder/aggregate, fine aggregate/coarse aggregate. Siliceous fly ash - GGBS in the binder was varied as: 70-30, 60-40 and 50-50 and it was shown that the addition of GGBS in geopolymer concrete significantly reduces the setting time and helps in attaining strength. The strength of geopolymer concrete was increased with increase in percentage of GGBS in a mix. Geopolymer concrete gives satisfactory result at outdoor temperature by the replacement of fly ash with GGBS. When the alkaline liquid to binder ratio is increased up to a certain point, instead of the compressive strength increasing it actually decreases. The ratio of this maximum has been found to be above 0.45 and below 0.55.

12

Badanie efektu Joule’a w materiałach glinokrzemianowych aktywowanych alkaliami z dodatkami modyfikującymi właściwości elektryczne

44%

Fiala L. , Rovnaník P. , Černý R.

|

tom R. 22/84, nr 3

201--210

PL

Glinokrzemiany z dodatkiem aktywatorów alkalicznych [GAA] są przyjaznymi dla środowiska, stosunkowo tanimi materiałami budowlanymi, mogą być bowiem wytwarzane z niektórych odpadów przemysłowych. Odpady te, do których należą granulowany żużel wielkopiecowy lub popiół lotny mają stosunkowo niskie ceny i stanowią równocześnie główny składnik tych materiałów. Z tego względu GAA mogą konkurować z szeroko stosowanymi materiałami budowlanymi opartymi na cemencie. GAA są z zasady złymi przewodnikami elektryczności. Jednakże, dodanie do nich odpowiedniej ilości przewodzących prąd dodatków może radykalnie zmniejszyć ich oporność elektryczną, co pozwala je wykorzystywać w różnych zastosowaniach. Można na przykład stosować je jako samonagrzewające się materiały lub czujniki monitorujące zmiany właściwości konstrukcji betonowych. W artykule opisano badania próbek GAA z żużla i szkła wodnego jako aktywatora, piasku stanowiącego wypełniacz i dodatku przewodzącego prąd elektryczny. Badano zdolność do wytwarzania ciepła Joule’a na tych próbkach ładowanych zewnętrznym źródłem prądu stałego, mierząc temperaturę w wybranych punktach próbek za pomocą termopar. Doświadczenia potwierdziły, że można uzyskać obiecujące wyniki z próbkami GAA, które wykazują dostateczny wzrost temperatury w warunkach laboratoryjnych i mogą być użyte w praktycznych zastosowaniach.

EN

Alkali-activated aluminosilicates [AAA] can be viewed as eco-friendly, economically advantageous building materials due to the fact that some industrial by products available for a reasonable price, such as blastfurnace slag or fly ash, can be used as their main components. Therefore, AAA can be considered as good competitors to widely used cement-based materials. AAA are in general electrically non-conductive. However, adding a sufficient amount of electrically conductive admixtures significantly decreases their electrical resistivity which broaden application possibilities. Enhanced materiais can be used as self-heating or self-sensing systems. In the paper, AAA samples made of blastfurnace slag, water glass as an alkali activator, filier represented by three fractions of sand and electrically conductive admixtures were prepared. The ability to generate Joule's heat is tested on samples loaded by an external DC electric source by means of measurements of temperature by K-type thermocouples in chosen points on samples. The obtained experimental data make it possible to identify a promising AAA which exhibits a sufficient increase of temperature in room conditions and can be utilized well in practical applications.