Alkaline activation of metakaolin–fly ash mixtures: Obtain of Zeoceramics and Zeocements

Fernández-Jiménez, Ana; Monzó, María; Vicent, M.; Barba, A.; Palomo, A.

doi:10.1016/j.micromeso.2007.03.024

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“…(Belgium), hereafter CS10-25. As supplementary cementitious material, a class F fly ash (FA), ASTM C618, from the power station of Lada (Spain) [31] was added to the cement powder at different concentrations (0, 15 and 30 wt.%, labeled hereafter 0FA, 15FA and 30FA, respectively). Table 1 shows the elemental analysis of the three raw materials (CS10, gypsum and fly ash) determined by X-ray fluorescence (XRF) in a Magic X spectrometer (PANalytical, Almelo, The Netherlands) using the calibration curve of silica-alumina materials.…”

Section: Anhydrous Cement Preparationmentioning

confidence: 99%

Hydration studies of calcium sulfoaluminate cements blended with fly ash

García-Maté

Torre

León‐Reina

et al. 2013

Cement and Concrete Research

169

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The main objective of this work is to study the hydration and properties of calcium sulfoaluminate cement pastes blended with fly ash (FA) and the corresponding mortars at different hydration ages. Laboratory X-ray powder diffraction, rheological studies, thermal analysis, porosimetry and compressive strength measurements were performed. The analysis of the diffraction data by Rietveld method allowed quantifying crystalline phases and overall amorphous contents. The studied parameters were: i) FA content, 0, 15 and 30 wt.%; and ii) water addition, water-to-CSA mass ratio (w/CSA = 0.50 and 0.65), and water-to-binder mass ratio (w/b = 0.50). Finally, compressive strengths after 6 months of 0 and 15 wt.% FA [w/CSA = 0.50] mortars were similar: 73 ± 2 and 72 ± 3 MPa, respectively. This is justified by the filler effect of the FA as no strong evidences of reactivity of FA with CSA were observed. These results support the partial substitution of CSA cements with FA with the economic and environmental benefits.

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Section: Anhydrous Cement Preparationmentioning

confidence: 99%

Hydration studies of calcium sulfoaluminate cements blended with fly ash

García-Maté

Torre

León‐Reina

et al. 2013

Cement and Concrete Research

169

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“…4), 7) In other words, this absorption band shift behavior was considered to be caused by the formation of the geopolymer. Figure 6 shows the compressive strength of the samples after curing for 7 and 21 days.…”

Section: ¹1mentioning

confidence: 99%

In-situ formation of novel geopolymer-zeolite hybrid bulk materials from coal fly ash powder

Takeda

Hashimoto

Honda

et al. 2010

J. Ceram. Soc. Japan

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Geopolymerzeolite hybrid bulk materials were formed in-situ from as-received coal fly ash powder by a simple two-step treatment: (1) immersing the coal fly ash powder packed within a cylindrical acrylic pipe into a 3.5 mol/l Na(OH) solution at 80°C and (2) subsequent curing in a temperaturehumidity-controlled chamber at a fixed condition: 50°C and 50% relative humidity. The content of the formed Na-X type (conversion ratio from the starting coal fly ash) in the sample was optimized to be approximately 10% when the duration of the immersion in Na(OH) solution reached 72 hours. The compressive strength at room temperature of the in-situ formed bulk samples exhibited a clear tendency to increase with both alkali immersion time and curing time, which could be due to the increase of the amount of the in-situ formed geopolymer. As a result, after the 96-hour-alkaline immersion followed by the 21 days curing, the average compressive strength at room temperature achieved 5.4 MPa. This value was found to be more than four times higher than that of the samples without curing treatment (1.3 MPa).

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“…En general, al incrementar la temperatura se reduce el tiempo necesario para alcanzar un valor óptimo de resistencia mecánica (8,15). Así, en estudios previos se observó que para el caso del metacaolín y de mezclas de metacaolín y cenizas volantes, cuando se utilizaba como disolución activadora una mezcla de silicato sódico e hidróxido sódico, los mejores valores de resistencia se obtenían para temperaturas de curado de 150ºC (16).…”

Section: +unclassified

“…Según la bibliografía, la sodalita está formada por cuatro anillos que presentan en el espectro 29 Si RMN-MAS una única señal intensa a -84.8ppm asociada, asimismo, a unidades q 4 (4Al). La estructura de la zeolita A está formada por uniones de sodalita a través de anillos dobles de cuatro miembros, que presentan una única señal sobre -89ppm asociada a la presencia de unidades q 4 (4Al) (16,21,22). Ambas zeolitas, sodalita y zeolita A, se caracterizan por presentar una relación Si/Al ≈ 1, que implica que en la estructura, cada átomo de silicio está unido a cuatro átomos de aluminio y viceversa (21,22).…”

Section: Resonancia Magnética Nuclear (Rmn-mas)unclassified

“…En cuanto al proceso de curado, se ha observado que, en general, la resistencia mecánica del material resultante aumenta con la temperatura de curado, hecho que concuerda con resultados obtenidos en trabajos previos en los que se demostró que el tiempo y la temperatura juegan un papel importante en el comportamiento mecánico de estos materiales (8,15,16). No obstante, los resultados obtenidos muestran que existe un valor umbral a partir del cual el aumento de la temperatura de curado comienza a tener efectos negativos sobre la resistencia mecánica.…”

Section: Resonancia Magnética Nuclear (Rmn-mas)unclassified

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Activación alcalina de metacaolín. Efecto de la adición de silicato soluble y de la temperatura de curado

Monzó¹,

Fernández-Jiménez²,

Vicent³

et al. 2008

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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El objetivo del presente trabajo es determinar el efecto que la cantidad de sílice soluble presente en la disolución activadora (relación molar SiO 2 /Na 2 O entre 0 y 0.69) y la temperatura de curado (85ºC, 150ºC y 200ºC) ejercen sobre las propiedades físico-mecánicas y las características mineralógicas y microestructurales de los productos formados por activación alcalina de metacaolín. Para ello se determinaron los valores de resistencia mecánica a compresión de los materiales objeto de estudio y se realizó un estudio mineralógico y microestructural de los mismos por DRX, SEM-EDX, 29Si RMN-MAS y porosimetría de mercurio. Los resultados obtenidos muestran que la resistencia mecánica del material guarda una estrecha relación con la naturaleza, microestructura y composición química de los productos de reacción así como con las condiciones de curado. En todos los casos se genera, como principal producto de reacción, un polímero inorgánico alcalino con propiedades cementantes (gel N-A-S-H) responsable, en mayor medida, de las propiedades mecánicas del material. Como productos secundarios se forman algunas zeolitas cuya proporción y tipo (sodalita, zeolita A, faujasita, …) dependen tanto de la naturaleza del activador como de las condiciones de curado. La presencia de sílice soluble en la disolución activadora conduce a la formación de geles con una mayor relación Si/Al y a la ralentización de la zeolitización, factores, ambos, con un efecto positivo sobre la resistencia mecánica. Con respecto a la temperatura de curado, existe un valor umbral, en función de la composición del material, a partir del cual un incremento en dicha temperatura deja de tener efectos positivos sobre la evolución de la resistencia mecánica. Palabras clave: Metacaolín, activación alcalina, SEM-EDX, 29Si RMN-MAS, porosimetría de mercurio. Alkaline activation of metakaolin. Effect of the soluble silicate addition and curing temperatureThis study has been undertaken to determine the effect that the soluble silica content in the activating solution (molar ratio SiO 2 /Na 2 O between 0 and 0.69) and curing temperature (85ºC, 150ºC, and 200ºC) have on the physico-mechanical properties and mineralogical and microstructural characteristics of products formed by alkaline activation of metakaolin. The compression strength of the materials obtained was determined and a mineralogical and microstructural study of these materials was conducted by XRD, SEM-EDX, 29 Si MAS-NMR, and mercury porosimetry. The results show that the mechanical strength of the material is closely related to the nature, microstructure, and chemical composition of the reaction products, as well as to the curing conditions. In all cases, the main reaction product that forms is an inorganic alkaline polymer with cementing properties (N-A-S-H gel), which is largely responsible for the mechanical properties of the material. Some zeolites form as by-products, whose quantity and type (sodalite, zeolite A, faujasite, etc.) depend on the nature of the activator and the curing conditions...

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Alkaline activation of metakaolin–fly ash mixtures: Obtain of Zeoceramics and Zeocements

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Hydration studies of calcium sulfoaluminate cements blended with fly ash

Hydration studies of calcium sulfoaluminate cements blended with fly ash

In-situ formation of novel geopolymer-zeolite hybrid bulk materials from coal fly ash powder

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