Studium alkalické aktivace strusek

Veronika Horáková

Master's thesis

Study of Alkali Activation of Slags

Abstract:

V diplomové práci je zkoumáno chemické a fázové složení tří ocelářských strusek a jedné granulované vysokopecní strusky, průběh jejich alkalické aktivace vodním sklem a hydratace vodou. Z vybraného materiálu byly vytvořeny dvě sady vzorků, jedna alkalicky aktivovaných a druhá hydratovaných pomocí vody. Vzorky byly testovány pomocí zkoušky pevnosti v tlaku, dále pomocí skenovací elektronové mikroskopie, infračervené spektroskopie a rentgenové difrakční analýzy. Pomocí těchto metod se zjistilo, že alkalicky aktivovaná granulovaná vysokopecní struska dosahuje oproti ocelářským struskám vysokých pevností a má převážně amorfní stav, až na vzrůstající fázi C-S-H gelu se zvyšující dobou hydratace. Alkalicky aktivované i hydratované ocelářské strusky jsou od sebe navzájem velmi odlišné, jak pevností v tlaku, tak vznikem nových fází. Porovnáním ocelářských strusek alkalicky aktivovaných s ocelářskými struskami hydratovanými můžeme konstatovat, že alkalicky aktivované strusky jsou pevnější, hutnější a taktéž u nich oproti struskám hydratovaným, kromě jiných fází, vzniká C-S-H gel. Z důvodu snahy využití ocelářských strusek jako druhotné suroviny by bylo dobré jejich další zkoumání, popř. udělat tyto analýzy i pro další ocelářské strusky a vytvořit tím skupiny využitelnosti ocelářských strusek podle jejich chování v průběhu alkalické aktivace.

Abstract:

Chemical and phase composition of the three steel slags and one granulated blast furnace slag in as received state and in a course of their activation using alkaline water glass (1st set) and in a course of their hydration using distilled water (2nd set) are studied in present thesis. Prepared samples are tested using compressive strength test, as well as by scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and X-ray diffraction analysis. Using these methods it is found that alkali-activated granulated blast furnace slag reaches higher values of compressive strength in comparison to steel slags and its structure is mostly amorphous with C-S-H gel as prevailing poorly crystalline phase. Alkali activated steel slags and hydrated steel slags differ significantly from each other by the means of the values of compressive strength which are results of different microstructure. To fulfill the efforts for using of steel slags as a secondary raw material, further investigation of alkali activation process of steel slags followed with detailed characterization of its microstructure and phase composition has to continue in the future.

Keywords

vysokopecní struska, ocelářská struska, alkalická aktivace, hydratace, IČ spektroskopie, RTG difrakční analýza, SEM, pevnost v tlaku, blast furnace slag, steel slag, alkali activation, hydration, infrared spectroscopy, X-ray diffraction analysis, compressive strength

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2010

Thesis defence

• Supervisor: Vlastimil Matějka
• Reader: Petra Bábková

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Master programme / field:
Metalurgické inženýrství / Tepelná technika a průmyslová keramika