Modifikování hydratačních dějů alkalicky aktivovaných pojiv

Michaela Topinková

Doctoral thesis

Modification of hydration processes of alkali activated binders

Abstract:

V práci je řešen rozbor problému využití velkoobjemových odpadů z metalurgického a energetického průmyslu. Práce se zabývá přípravou alkalicky aktivovaných materiálů na bázi druhotné suroviny, která odpadá při výrobě surového železa, granulované vysokopecní strusky. Hlavním námětem je studium vlivu vybraných nukleátorů a příměsí na průběh hydratačních dějů v alkalicky aktivovaných materiálech. Práce je rozdělena na dvě hlavní části, první se věnuje možnosti modifikace struktury alkalicky aktivovaných materiálů pomocí nukleátorů dvou různých typů a velikostí (C-S-H fáze a pórobeton). Druhá část je zaměřena na možnost vzniku geopolymerní struktury pomocí příměsí s dostatečným obsahem Al2O3, kterou je mletý elektrárenský popílek. Účinek nukleátorů a příměsí na strukturu alkalicky aktivovaných materiálů je nejprve hodnocen pomocí dvou základních parametrů, kterými jsou objemová hmotnost a pevnost v tlaku. Další vlastnosti, které byly stanoveny, patří mezi standardně určované v tomto oboru. Pro jejich studium bylo využito metod RTG difrakční analýzy, kombinované termické analýzy DTA a TG, elektronové mikroskopie a izotermické kalorimetrie. Chování hydratujícího systému bylo dále sledováno měřením pH a pórovitost materiálu pomocí rtuťové porozimetrie. U všech materiálů byla zkoumána jejich termická stabilita.

Abstract:

The analysis of the problem of the use of bulk wastes from metallurgical and energy industry is solved in dissertation. The work deal with the preparation of an alkali activated materials based on a secondary raw material called like blast furnace slag, which forms as a by-product in the pig iron production. The main topic of work is the study of the influence of chosen nucleating agents and admixtures on a hydration process in alkali activated materials. The work is separated into the two main parts, where the first one focuses on possibilities of structure modification of alkali activated materials by the two types and sizes of nucleating agents (C-S-H phases and aerated concrete). The second part is attended to possibility of the creation of a geopolymer structure by the admixture with sufficient Al2O3 content. The fly ash is that admixture. The effect of nucleating agents and admixtures on the structure of an alkali activated materials is initially evaluated by the two basic parameters, which are a bulk density and a compressive strength. Next properties, which were determined belong these, which are standardly investigated in this field. For their study were used methods of XRF diffraction, combined with thermal analyses DTA and TG, electron microscopy and isothermal calorimetry. Additionally, the behaviour of a hydrating system was observed by measuring of pH and porosity of material by the method of mercury porosimetry. Thermal stability was studied at all materials.

Keywords

Granulovaná vysokopecní struska, alkalická aktivace, nukleátory, pórovitost, rtuťová porozimetrie, pH, izotermická kalorimetrie, termická stabilita.

Keywords

Granulated blast furnace slag, alkali activation, nucleating agents, porosity, mercury porosimetry, pH, isothermal calorimetry, thermal stability.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 10. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 5. 12. 2018
• Supervisor: Jozef Vlček
• Reader: Oldřich Hoffmann, František Šoukal, Petr Martinec

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta materiálově-technologická

Doctoral programme / field:
Metalurgie / Tepelná technika a paliva v průmyslu