Open Access (Artykuł w pliku PDF)

Alkaline-activated fly ash as an alternative to cement in concrete mixtures

dr hab. inż. Krzysztof Zieliński, prof. PP, Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
ORCID: 0000-0002-3805-1108
mgr inż. Martyna Herbowska, absolwenci Politechniki Poznańskiej
mgr inż. Jacek Krawczyk, absolwenci Politechniki Poznańskiej

Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2024.05.02
Doniesienie naukowe

Streszczenie. W artykule zaprezentowano wyniki badań betonu wykonanego przy użyciu spoiwa mineralnego geopolimerowego. Betony wykonane zostały na bazie aktywowanego alkalicznie popiołu lotnego krzemionkowego bez dodatku cementu. Wykonano trzy rodzaje betonu geopolimerowego. Rolę aktywatora w sporządzonych mieszankach pełniła mieszanina zasady sodowej oraz szkła wodnego. Przygotowano trzy roztwory zasady sodowej o narastającym stężeniu molowym: 6M, 9M oraz 12M. Przygotowany roztwór mieszano ze szkłem wodnym w proporcji wagowej 1 : 1. Dla każdego stężenia wykonano pomiary w temperaturze dojrzewania 20°C i po utwardzaniu przez 24 h w 60°C. Wykonano badania wytrzymałości na ściskanie oraz na zginanie po 28 dniach dojrzewania oraz badanie nasiąkliwości i mrozoodporności. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, źe beton geopolimerowy może znaleźć zastosowanie w budownictwie, jako alternatywne rozwiązanie dla standardowych cementów powszechnego użytku, generując znacznie mniejszy ślad węglowy niż standardowe cementy.
Słowa kluczowe: spoiwo geopolimerowe; zasada sodowa; szkło wodne; ślad węglowy.

Abstract. The article presents the results of tests on concrete made using a geopolymer mineral binder. The concretes were made on the basis of alkaline-activated silica fly ash without the addition of cement. Three types of geopolymer concrete were made. The role of the activator in the prepared mixtures was played by a mixture of sodium base and water glass. Three solutions of sodium alkali with increasing molar concentration were prepared: 6M, 9M and 12M. The prepared solution was mixed in a 1:1 weight ratio with water glass. For each concentration, measurements were made at a ripening temperature of 20°C and after hardening for 24 hours at 60°C. Compressive and bending strength tests were performed after 28 days ofmaturing, as well as water absorption and frost resistance tests. The analysis of the obtained test results showed that geopolymer concrete can be used in construction as an alternative solution to standard common cements, generating amuch smaller carbon footprint than standard cements.
Keywords: geopolymer binder; sodium alkali; water glass; carbon footprint.

Literatura
[1] Mikuła J. (red.): Rozwiązania proekologiczne w zakresie produkcji. Nowoczesne materiały kompozytowe przyjazne środowisku. Wydawnictwo PK, Kraków, 2014.
[2] Lelek-Borkowska U. Geopolimery, Open AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza, 2022.
[3] Davidovits J. Geopolymer Chemistry and Applications, 5th Ed, Geopolymer Inst, 2009.
[4] Elzeadani M, Bompa DV, Elghazouli AY. One part alkali activated materials: A state-of-the-art review. Journal of Building Engineering. 2022; Vol. 57.
[5] Provis JL. Alkali-activated materials. Cem. Concr. Res. 2018; s. 40-48.
[6] Inada Yuji: Geopolymer technology and prospects – low CO2 concrete that does not use cement, Mitsui & Co. Global Strategic Studies Institute Monthly Report, 2022.
[7] PN-EN 196-1:2016-07Metody badania cementu – Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
[8] PN-EN450-1:2012Popiółlotnydobetonu–Część1: Definicje, specyfikacje i kryteria zgodności.
[9] PN-88/B-06250 Beton zwykły.
[10] PN-EN 12390-3:2019-07 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
[11] PN-EN 12390-5:2019-8 Badania betonu – Część 5: Wytrzymałość na zginanie próbek do badań.

Przyjęto do druku: 18.03.2024 r.

Materiały Budowlane 5/2024, strona 5-8 (spis treści >>)