Effect of silicate activator pH on the leaching and material characteristics of waste-based inorganic polymers

Phair, John W.; Deventer, J.S.J. van

doi:10.1016/s0892-6875(01)00002-4

Cited by 248 publications

(135 citation statements)

References 7 publications

Supporting

Mentioning

118

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The faster phase transformation was observed in sample having high ratio of Na2O/Al2O3 as presented in Fig 2 (c) and (d). These could be suggested that the higher Na2O content, the rising of pH in system resulting in better dissolution rate of SiO4 tetrahedral and AlO6 octahedral units in metakaolin to form geopolymeric gel [19][20][21]. due to the real-time observation by in-situ XRD machine, the extra Na ion was found to form compounds with CO2 in atmosphere.…”

Section: Mechanical Property and Characterizations Of Geopolymer Samplesmentioning

confidence: 98%

Variable Factors Controlling Amorphous-Zeolite Phase Transformation in Metakaolin Based Geopolymer

Juengsuwattananon¹,

Pimraksa²

2017

Acta Metall Slovaca

View full text Add to dashboard Cite

Metakaolin based geopolymer binder was synthesized using variable factors such as Na2O/SiO2, Na2O/Al2O3 and H2O/Na2O molar ratios as well as curing time. Metakaolin was used as an alumino-silicate source incorporating with strong alkali activators; sodium hydroxide solution to undergo polycondenation and hence a formation of hardened geopolymeric binder. This work was aimed to investigate the effect of Na2O/SiO2, Na2O/Al2O3 and H2O/Na2O ratios, as well as curing time on phase transformation. The chemical composition, phase development and microstructure of reaction products were examined by X-ray fluorescence, X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy with respect to their final compressive strength. Increasing the molar ratios of Na2O/Al2O3 and H2O/Na2O tended to favour the transformation of amorphous gel to various types of crystalline zeolite. Sodalite (pseudo-phase zeolite) and zeolite belonging to the Faujasite group, as well as zeolite X and A were identified in these mixtures. Based on this study, systems that favoured the formation of zeolitic products tended to possess lower strengths.Keywords: Geopolymer binder, Microstructure, Zeolite, Amorphous gel, Aluminosilicates IntroductionGeopolymer or alkali polysialate is an entirely known material that could be used in a wide range of potential applications includes: fire resistant materials, thermal insulation, ceramic tiles, thermal shock refractories, cements and concretes, high-tech composites aircraft interior and automobile, radioactive and toxic waste containment, arts and decoration. These can be formed by mixing aluminate and-silicate materials such as silica fume, fly ash, rice husk ash, slag, waste glass, industrial wastes, kaolinite and metakaolin with strong alkali activators or solution [1][2][3]. The basic of geopolymerization process involve dissolution of solid alumino-silicate oxides in alkali hydroxide or alkali silicate solution, diffusion or transportation of the dissolved Si and Al complexes from the initial raw material, formation of a gel phase and finally hardening of the gel phase. The hydration products forming in the thee-dimensional rigid network geopolymer are composed of variety structures, such as amorphous phase, semi-crystalline phase, as well as fully crystalline zeolite phase. A high content of amorphous geopolymeric gel resulted to the high compressive strength, while a formation of zeolite phase in geopolymer matrix produced lower strength [4][5][6][7].

show abstract

Section: Mechanical Property and Characterizations Of Geopolymer Samplesmentioning

confidence: 98%

Variable Factors Controlling Amorphous-Zeolite Phase Transformation in Metakaolin Based Geopolymer

Juengsuwattananon¹,

Pimraksa²

2017

Acta Metall Slovaca

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…One of the more repeatedly studied properties is the strength achieved by the geopolymer when NaOH, KOH, Na 2 SiO 3 , K 2 SiO 3 or mixtures M 2 SiO 3 +MOH (M: Na or K) are used as the activating solution, presenting contradictory results in many cases (30)(31)(32). In relation to this, the use of sodium or potassium silicates as alkaline activators is of special interest due to their different market prices.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Contributions to the study of porosity in fly ash-based geopolymers. Relationship between degree of reaction, porosity and compressive strength

2016

View full text Add to dashboard Cite

ABSTRACT:The main contribution of this paper relates to the development of a systematic study involving a set of parameters which could potentially have an impact on geopolymer properties: curing temperature, type of activating solution, alkali metal in solution, incorporation of slag (Ca source) and type of slag used. The microstructures, degrees of reaction, porosities and compressive strengths of geopolymers have been evaluated. Geopolymers prepared with soluble silicate presented a more compacted and closed structure, a larger amount of gel, lower porosity and greater compressive strength than those prepared with hydroxides. On the other hand, Na-geopolymers were more porous but more resistant than K-geopolymers. Although there is an inverse relation between degree of reaction and porosity, between compressive strength and porosity it is not always inversely proportional and could, in some cases, be masked by changes produced in other influencing parameters. RESUMEN: Contribuciones al estudio de la porosidad de geopolímeros basados en cenizas volantes. Relación entre grado de reacción, porosidad y resistencia a compresión.La principal contribución de este documento es el desarrollo de un estudio sistemático implicando una serie de parámetros que podrían afectar a las propiedades de los geopolímeros: temperatura de curado, solución activadora, metal alcalino de la solución, incorporación de escorias (fuente de calcio) y tipo de escorias. Se han evaluado: microestructura, grado de reacción, porosidad y resistencia a compresión. Los geopolímeros preparados con silicatos presentaron un microestructura más densa y compacta, una mayor cantidad del gel geopolimérico, menor porosidad y mejores propiedades mecánicas que los preparados con hidróxidos. Los geopolímeros preparados con sales de sodio fueron más porosos pero más resistentes que los preparados con sales potasio. Aunque existe una relación inversa entre el grado de reacción y la porosidad, en algunos casos, la relación entre resistencia y porosidad es inexistente ya que puede estar enmascarada por cambios producidos por otros parámetros que afecten a la reacción.

show abstract

“…To determine the leachability of Al and Si from the fly ashes (Phair and Deventer 2001), their concentrated suspensions were prepared in a 10 M NaOH solution. The suspensions, containing 24 g of solid dispersed in 50 ml of solution, were mixed for 24 hours, centrifuged, filtered, and diluted with 5 % content HCl before analysis of the elemental concentrations by AAS ( Table 3).…”

Section: Characterization Of Fly Ashesmentioning

confidence: 99%

Alkali activation of fresh and deposited black coal fly ash with high loss on ignition

Sisol

Drabova

Mosej

2014

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

View full text Add to dashboard Cite

Streszczenie 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 depo- nowane w osadnikach, co stwarza poważne zagrożenie środowiskowe. Możliwości zagospodarowania popiołów lotnych stwarza przede wszystkim przemysł materiałów budowlanych; tym niemniej użyt- kowanie 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 powo- duje, że możliwości ich późniejszego wykorzystaniajako 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 nie- organicznej polikondensacj i glinokrzemianów z krzemianem sodu w środowisku wysoce alkalicznym. Praca zajmuje się produkcją spoiw geopolimerowych otrzymywanych w wyniku aktywacji alka- licznej popiołów lotnych pochodzących z bieżącej działalności oraz ze zwałowiska. Popioły lotne pochodzą ze spalania węgla kamiennego w kotłach pyłowych, wykazując wysoką zawartość niespa- lonych cząstek węgla. Wartość straty prażenia w tych popiołach przekracza 20%. Są one aktywowane alkalicznie roztworami wodorotlenku sodowego i szkła wodnego. Analizowano zależność wytrzy- małości na ściskanie syntetyzowanych geopolimerów od stosunku SiO2/Na2O, zawartości Na2O i zawartości wody. Wytrzymałość na ściskanie aktywowanych alkalicznie popiołów lotnych de- ponowanych (DPA) i z bieżącej działalności (FFA) wynosi odpowiednio 39,8 MPa i 46,8 MPa po 7 dniach i wzrasta z czasem.

show abstract

Effect of silicate activator pH on the leaching and material characteristics of waste-based inorganic polymers

Cited by 248 publications

References 7 publications

Variable Factors Controlling Amorphous-Zeolite Phase Transformation in Metakaolin Based Geopolymer

Variable Factors Controlling Amorphous-Zeolite Phase Transformation in Metakaolin Based Geopolymer

Contributions to the study of porosity in fly ash-based geopolymers. Relationship between degree of reaction, porosity and compressive strength

Alkali activation of fresh and deposited black coal fly ash with high loss on ignition

Contact Info

Product

Resources

About