Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2019 - zeszyt 4

Geopolimeryzacja odpadów glinokrzemianów wykorzystywanych w chemii budowlanej

Geopolymerization of aluminosilicate wastes used in building chemistry

10.15199/62.2019.4.11

nr katalogowy: 119567
10.15199/62.2019.4.11

Streszczenie

Geopolimeryzacja pozwala na przekształcenie odpadów glinokrzemianowych w materiały budowlane o doskonałych właściwościach. Badano aktywację alkaliczną dziesięciu różnych materiałów glinokrzemianowych (popiołów lotnych i odpadów mineralnych) w celu określenia wpływu ich właściwości chemicznych, fizycznych i mineralogicznych na wytrzymałość na zginanie i ściskanie produktów po aktywacji alkalicznej. Charakterystykę materiałów glinokrzemianowych określono metodą granulometrii laserowej, BET, SEM, XRF, XRD oraz obróbki chemicznej w 1-proc. roztworze HF. Materiały glinokrzemianowe aktywowano alkalicznie 12 M roztworem wodorotlenku sodu i utwardzono w temperaturze pokojowej. Test wytrzymałości mechanicznej przeprowadzony po 7, 28, 90, 180 i 360 dniach wykorzystano do określenia reaktywności glinokrzemianów jako materiałów aktywowanych alkalicznie. Uzyskane wyniki wykazały, że nie wszystkie badane materiały glinokrzemianowe były odpowiednie do aktywacji alkalicznej. Duża zawartość glinokrzemianu, fazy szklistej i jednorodny rozkład wielkości cząstek wykazywały korzystny wpływ na aktywację alkaliczną. Z drugiej strony, negatywny wpływ wywierała duża wielkość strat przy prażeniu oraz duża zawartość SO3 i Ca.

Abstract

Ten aluminosilicate waste materials (fly ashes and mineral wastes) were studied for their chem., phys. and mineral. properties, leached with 1% HF soln. at room temp., calcinated at 1000°C, alkali-activated (cured) in 12 M NaOH soln. and studied for flexural and compressive strengths. All aluminosilicate materials were converted to useful building materials. The high contents of aluminosilicate and vitreous phase resulted in an improvement of the product properties. The high contents of SO3 and Ca as well as high ignition losses contributed to deterioration of the product quality.

Bibliografia

[1] J. Davidovits, Geopolymer. Chemistry and applications, France Institut Géopolymère 2008, 584.
[2] H. Xu, J.S.J. Van Deventer, Intern. J. Mineral Process. 2000, 59, nr 3, 247.
[3] P. Duxson, A. Fernández-Jiménez, J.L. Provis, G.C. Lukey, A. Palomo, J.S.J. Van Deventer, J. Mater. Sci. 2007, 42, nr 9, 2917.
[4] A. Fernández-Jiménez, A. Palomo, Fuel 2003, 82, nr 18, 2259.
[5] A. Fernández-Jiménez, A. Palomo, I. Sobrados, J. Sanz, Microporous Mesoporous Mater. 2006, 91, 111.
[6] W.K.W. Lee, J.S.J. Van Deventer, Colloid Surf. A Physicochem. Eng. Aspects 2002, 211, nr 1, 49.
[7] H. Xu, J.S.J. Van Deventer, Minerals Eng. 2002, 15, nr 12, 1131.
[8] H. Xu, J.S.J. Van Deventer, Ind. Eng. Chem. Res. 2003, 42, nr 8, 1698.
[9] P. Duxson, J.L. Provis, G.C. Lukey, S.W. Mallicoat, W.M. Kriven, J.S.J. Van Deventer, Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Aspects 2005, 269, nr 1, 47.
[10] P. Duxson, S.W. Mallicoat, G.C. Lukey, W.M. Kriven, J.S.J. Van Deventer, Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Aspects 2007, 292, nr 1, 8.
[11] A. Fernández-Jiménez, A. Palomo, Cement Concrete Res. 2005, 35, nr 10, 1984.
[12] Y. Fang, O. Kayali, Construction Building Mater. 2013, 39, 89.
[13] A. Buchwald, H.D. Zellmann, C. Kaps, J. Non-Cryst. Solids 2011, 357, nr 5, 1376.
[14] J.G.S. Van Jaarsveld, J.S.J. Van Deventer, G.C. Lukey, Chem. Eng. J. 2002, 89, nr 1-3, 63.
[15] J.C. Swanepoel, C.A. Strydom, App. Geochem. 2002, 17, nr 8, 1143.
[16] G. Kovalchuk, A. Fernández-Jiménez, A. Palomo, Fuel 2007, 86, 315.
[17] S. Andini, R. Cioffi, F. Colangelo, T. Grieco, F. Montagnaro, L. Santoro, Waste Manage. 2008, 28, nr 2, 416.
[18] J. Temuujin, R.P. Williams, A. Van Riessen, J. Mater. Process. Technol. 2009, 209, nr 12-13, 5276.
[19] P. Rovnaník, Construction Building Mater. 2010, 24, nr 7, 1176.
[20] P. Chindaprasirt, U. Rattanasak, S. Taebuanhuad, Adv. Powder Technol. 2013, 24, nr 3, 703.
[21] G. Mucsi, S. Kumar, B. Csőke, R. Kumar, Z. Molnár, Á. Rácz, F. Mádai, Á. Debreczeni, Intern. J. Mineral Process. 2015, 143, 50.
[22] S. Kumar, G. Mucsi, F. Kristály, P. Pekker, Adv. Powder Technol. 2017, 28, nr 3, 805.
[23] J.S.J. Van Deventer, J.L. Provis, P. Duxson, G.C. Lukey, J. Hazardous Mater. 2007, 139, nr 3, 506.
[24] P. Duxson,
[w:] Geopolymers. Structure, processing, properties and industrial applications, (red. J.L. Provis, J.S.J Van Deventer), CRC Press, Boca Raton 2009, 37.
[25] M. Straka, R. Lenort, S. Khouri, J. Feliks, Intern. J. Simulation Modelling 2018, 17, nr 1, 105.
[26] M. Buša, I. Kazimírová, M. Paška, E. Puškaš, C. Farkas, Acta Logistica 2018, 5, nr 1, 25.
[27] M. Straka, M. Malindzakova, P. Trebuna, A. Rosova, M. Pekarcikova, M. Fill, Intern. J. Simulation Modelling 2017, 16, nr 3, 422.
[28] S. Saniuk, A. Saniuk, Adv. Intelligent Systems Computing 2018, 637, 217.
[29] L. Wei, C. Haihua, X. Jingcheng, L. Jia, H. Juwen, H. Xiangfeng, L. Guangming, Polish J. Environ. Studies 2018, 27, nr 4, 1619.
[30] R. Kupczyński, K. Śpitalniak, A.Z. Kucharska, A. Szumny, Przem. Chem. 2017, 96, nr 3, 631.
[31] J. Haverland, P. Besta, Acta Logistica 2018, 5, nr 2, 39.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2019-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2019-4

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma