Synthesis and strength optimization of one-part geopolymer based on red mud

Ye, Nan; Yang, Jiakuan; Liang, Sha; Hu, Yuan; Hu, Jingping; Xiao, Bo; Huang, Qifei

doi:10.1016/j.conbuildmat.2016.02.099

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“…6a e 6b apresentam os espectros de absorção no infravermelho dos materiais de partida e dos geopolímeros GPMK e GPMK-CV, respectivamente. Em todos os espectros pode-se observar a presença de bandas de absorção em números de onda próximos de 3600 cm -1 e 1600-1700 cm -1 que foram associados com as moléculas de água adsorvidas na superfície do material, como foi também demonstrado em [36,37]. Essas bandas tendem a aumentar depois do contato do material de partida com as soluções ativadoras [36,37].…”

Section: Caracterização Dos Geopolímerosunclassified

“…Em todos os espectros pode-se observar a presença de bandas de absorção em números de onda próximos de 3600 cm -1 e 1600-1700 cm -1 que foram associados com as moléculas de água adsorvidas na superfície do material, como foi também demonstrado em [36,37]. Essas bandas tendem a aumentar depois do contato do material de partida com as soluções ativadoras [36,37]. Nos materiais precursores foram observadas bandas próximas de 1080 cm -1 que foram atribuídas ao estiramento dos grupos Si-O-Si presentes nos materiais.…”

Section: Caracterização Dos Geopolímerosunclassified

“…Esse deslocamento foi atribuído à substituição de átomos de Si por átomos de Al na estrutura geopolimérica, formando, ao término das reações de policondensação, estruturas do tipo Al-O-Si. Essa substituição promoveu a diminuição do comprimento e do ângulo da ligação química após a substituição dos átomos de silício nas estruturas do tipo Si-O-Si por alumínio, formando estruturas do tipo Si-O-Al em que o Si pode ocupar sítios do tipo Q 3 ou Q 4 , dependendo da composição química do sistema, como comentado anteriormente [37,38]. Esse mesmo deslocamento nas amostras de GPMK-CV ocorreu para frequências mais altas, devido possivelmente à presença de menor concentração do gel do tipo N-A-S-H formado no sistema em função da substituição do MK por CV.…”

Section: Caracterização Dos Geopolímerosunclassified

“…As bandas próximas de 1460 cm -1 foram associadas com a formação de espécies carbonatadas (Na 2 CO 3 ) [36,37]. Essas espécies são formadas devido ao excesso de solução alcalina, que reagem com o CO 2 atmosférico e formam as espécies identificadas nos espectros de acordo com a equação:…”

Section: Caracterização Dos Geopolímerosunclassified

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Produção de geopolímeros à base de metacaulim e cerâmica vermelha

2018

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INTRODUÇÃONas últimas décadas houve um crescente aumento tecnológico relacionado com pesquisas sobre novos materiais. Esses novos materiais devem ser produzidos com melhorias em suas aplicações e, se possível, com uma preocupação em relação ao impacto ambiental causado por eles. A indústria da construção civil está dentre os setores que mais degradam o meio ambiente durante a produção dos materiais necessários para implantação [1,2]. O cimento Portland (CP) é um dos materiais mais utilizados na indústria da construção civil e sua fabricação promove a liberação de elevadas quantidades de CO 2 para a atmosfera e consome grande quantidade de energia durante a produção do clínquer [3]. De acordo com o relatório produzido em 2013 pelo Sindicato Nacional da Indústria do Cimento, no mesmo ano, o Brasil consumiu cerca de 70000 toneladas de cimento Portland [3]. Devido ao grande consumo desse material e com sua impactante destruição ambiental um novo ligante capaz de competir com o CP como ligante na construção civil se faz necessário [4][5][6].Uma forma de minimizar esse impacto ambiental é a utilização de materiais álcali-ativados [4]. Esses materiais, também conhecidos como geopolímeros ou polímeros inorgânicos são materiais ricos em aluminossilicatos, apresentando estruturas que variam de acordo com a composição química:Esses polímeros inorgânicos apresentam grandes vantagens quando comparados ao CP. Entre as várias propriedades podemos destacar a elevada resistência mecânica, ganho de resistência mecânica em curtos períodos de cura, resistência a ataques ácidos e de sulfatos, resistência a ciclos de gelo-degelo, estabilidade estrutural quando submetidos a elevadas temperaturas, entre outros [5,[9][10][11][12][13][14][15][16]. O termo geopolímero foi primeiramente utilizado pelo francês Davidovits na década de 1970 e o processo se assemelha ao mecanismo de obtenção dos polímeros orgânicos [17,18]. A composição mineralógica do material de partida, temperatura e tempo de cura, quantidade de água e a concentração dos compostos presentes na solução alcalina ativadora são os principais parâmetros controlados durante a produção desses materiais [19][20][21][22][23]. A obtenção desse material pode ser feita por meio da ativação alcalina de precursores ricos e aluminossilicatos, tais como metacaulim,

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Produção de geopolímeros à base de metacaulim e cerâmica vermelha

2018

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“…Approximately 120 million tons of RM is being generated annually around the world [31], imposing a great burden on environment protection. In our previous work, the RM was pretreated through alkali-thermal activation and turned into a one-part geopolymer precursor, which could be used in a blending process by only adding water [32,33]. The RM pretreated through alkali-thermal activation could be recycled for cementitious materials, which reduced the pollution risks of land disposal to the environment.…”

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Co-disposal of MSWI fly ash and Bayer red mud using an one-part geopolymeric system

Chen

Yang

et al. 2016

Journal of Hazardous Materials

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The effect of marble powder on physico‐mechanical and microstructural properties of kaolin‐based geopolymer pastes

Kaya

Köksal

Bayram

et al. 2022

Structural Concrete

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As an alternative to ordinary Portland cement (OPC), alkali‐activated materials (AAMs) have more recently been studied and found to have certain suitability in reducing ecological footprint of OPC binding systems. Nonetheless, due to recent concerns over the availability of certain precursors used AAMs (such as the reduction of coal fly ash availability), this study utilized marble powder in various quantities to replace the naturally available kaolin as precursor. This composite use of natural precursors has been entertained to assimilate the production of carbon zero AAMs. To evaluate the physico‐mechanical and microstructural characteristics of the materials, 48 mixes with different sodium (Na) concentrations, curing temperatures, and marble powder content have been used. The results show that rising curing temperature is more effective than other variables, such as the Na and marble powder content on the physico‐mechanical performance of tested geopolymers. In this regard, it is found that a very high Na content can have adverse effect on the properties, potentially due to altered Na/Si, Na/Al ratio in the mixes. Furthermore, the inclusion of marble powder is found to be effective in decreasing the overall porosity up to ~31% and enhancing the physico‐mechanical properties of the specimens cured at 20 and 80°C. Nonetheless, results show that when specimens containing marble powder are exposed to higher curing temperatures (above 80°C) the presence of marble powder adversely affects physico‐mechanical properties. It is concluded that this phenomenon is caused by the dehydration of chemically bound water in higher temperatures when marble powder is used. This result is further confirmed by microstructural tests.

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Synthesis and strength optimization of one-part geopolymer based on red mud

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Produção de geopolímeros à base de metacaulim e cerâmica vermelha

Produção de geopolímeros à base de metacaulim e cerâmica vermelha

Co-disposal of MSWI fly ash and Bayer red mud using an one-part geopolymeric system

The effect of marble powder on physico‐mechanical and microstructural properties of kaolin‐based geopolymer pastes

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