Синтеза и карактеризација везивних материјала на бази алкално активираног електрофилтерског пепела термоелектрана и згуре високе пећи

Abstract

Извршена је синтеза и карактеризација везивних материјала на бази алкално активираног индустријског отпадног материјала: - смеше електрофилтерског пепела и згуре високе пећи и - механички активираног електрофилтерског пепела. Синтеза везива на бази алкално активиране смеше електрофилтерског пепела и згуре високе пећи извршена је употребом раствора натријум-силиката као активатора, на температури од 95 С у току 24 h и при различитим условима синтезе: различитим масеним уделима електрофилтерског пепела и згуре високе пећи (100-0; 75-25; 50-50; 25-75; 0-100), различитим вредностима модула активатора (SiO2/Na2O: 0,5; 1,0; 1,5) и различитој концентрацији активатора (% Nа2О: 4; 7; 10). Испитиван је утицај услова синтезе на физичко-механичке и структурне карактеристике синтетисаних везива. Утврђено је да чврстоће на савијање и притисак синтетисаних везива у највећој мери зависе од састава смеше и односа вода/везиво. Време везивања у великој мери зависи од концентрације активатора, а скупљање при сушењу од температуре реакције у прва 24 сата. На основу детаљне карактеризације структуре синтетисаних везива закључено је да продукти реакције алкалне активације у погледу хемијског састава и структуре зависе од састава смеше. Главни продукт алкалне активације електрофилтерског пепела је натријум-алумосиликатни гел (N-A-S-H гел). Главни продукти алкалне активације згуре високе пећи су калцијум-силикохидратни гел са супституцијом силицијума алуминијумом у структури (C-A-S-H гел) и хидроталкит. При уделу згуре од 25% у смеши као главни продукт реације формира се N-A-S-H гел са делимично инкорпорираним Са2+ у структури, или С-N-A-S-H гел. При уделима згуре од 50-75%, продукти реакције састоје се од C-A-S-H гела и С-N-A-S-H гела измешених у структури на нанометарском нивоу. Закључено је да је присуство...

Synthesis and characterization of binding materials based on alkali-activated industrial waste material was conducted, involving: - blends of fly ash and blast furnace slag and - mechanically activated fly ash. Synthesis of binders based on alkali-activated blends of fly ash and blast furnace slag was conducted by use of sodium silicate solution as an activator, at the temperature of 95 ºC during 24 h, with different synthesis conditions: different fly ash - blast furnace slag mass ratios (100-0; 75-25; 50-50; 25-75; 0-100), different moduli of the activator (SiO2/Na2O: 0.5; 1.0; 1.5) and different activator concentration (% Nа2О: 4; 7; 10). Influence of synthesis conditions on physical-mechanical and structural characteristics of synthesized binders was investigated. It was found that the flexural and compressive strengths mostly depended on the composition of the blends and the water/binder ratio. The setting time highly depended on the activator concentration, while the drying shrinkage was mostly affected by the reaction temperature during the first 24 h. Based on detailed structural characterization of the synthesized binders it was concluded that the chemical composition of alkali activation raction products varied as a function of the blend composition. The main reaction product of alkali-activated fly ash is sodiumaluminosilicate gel (N-A-S-H gel). The main reaction product of alkali-activated blast furnace slag are calcium silicate hydrate gel with substituted silicon by aluminum in the structure (C-A-S-H gel) and hydrotalcite. With the 25% content of slag in the blend the N-A-S-H gel with partially incorporated Са2+ in the structure, or С-N-A-S-H gel, was formed as the main reaction product. With the 50-75% content of slag in the blend the reaction products comprised of C-A-S-H gel and С-N-A-S-H gel intermixed within the structure on a nanometer level. It was concluded that the presence of blast furnace slag in the blend with fly ash affected the improved reactivity of fly ash in the reaction of alkali activation due to lowering the water/binder ratio and the availability of soluble...