Properties of fly ash geopolymer paste containing Portland cement

AbstractThis article presents the effect of ordinary Portland cement (OPC) replacement on low calcium fly ash (FAF)and high calcium fly ash (FAC) geopolymer paste. Fly ash was replaced with OPC at the rate of 5, 10 and 15% by weightof binder. Sodium silicate (Na2SiO3) and 10 molar sodium hydroxide (NaOH) solutions were used as the alkaline solutionin the reaction. The Na2SiO3/NaOH ratio of 0.67 and the liquid/binder (L/B) ratio of 0.50 and the curing at ambienttemperature were used for all of mixtures. The results found that the level replacement of OPC increase showed thecompressive strength tended to increased. The compressive strength of low calcium fly ash (FAF) and high calcium flyash (FAC) geopolymer paste at 7 days with 15% OPC replacement were 22 and 34 MPa, respectively. In addition, themicrostructure analysis indicated that the increase of OPC replacement resulted in the addition formation of calciumsilicate hydrate co-exists with the aluminosilicate geopolymer products. This results lead to overall increase in thecompressive strength of fly ash geopolymer products

Influence of Portland Cement Replacement and Sand to Binder Ratio on Slant Shear Strength between Concrete Substrate and Geopolymer

บทคัดย่อบทความนี้ศึกษาอิทธิพลของการแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์และอัตราส่วนทรายต่อวัสดุประสานที่มีต่อกำลังรับแรงเฉือนอัดระหว่างคอนกรีตกับจีโอโพลิเมอร์มอร์ต้าร์ โดยเถ้าลอยถูกแทนที่ด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์   ร้อยละ 0, 5, 10 และ 15 และทำการแปรผันอัตราส่วนทรายต่อวัสดุประสานเท่ากับ 1.00, 1.25 และ 1.50 สารละลายด่างที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาได้แก่ สารละลายโซเดียมซิลิเกตและสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 6 โมลาร์ โดยใช้อัตราส่วนสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 2.0 อัตราส่วนของเหลวต่อวัสดุประสานเท่ากับ 0.60 และบ่มที่อุณหภูมิห้องทุกอัตราส่วนผสม ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่ากำลังรับแรงเฉือนอัดระหว่างคอนกรีตกับจีโอโพลิเมอร์มอร์ต้าร์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามปริมาณการแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่เพิ่มขึ้น อัตราส่วนทรายต่อวัสดุประสานที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้กำลังรับแรงเฉือนอัดระหว่างคอนกรีตกับจีโอโพลิเมอร์มอร์ต้าร์    มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น แต่อย่างไรก็ตามเมื่อใช้อัตราส่วนทรายต่อวัสดุประสานเท่ากับ 1.50 กำลังรับแรงเฉือนอัด มีแนวโน้มลดลง ซึ่งปริมาณการแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ในเถ้าลอยร้อยละ 15 และอัตราส่วนทรายต่อ วัสดุประสานเท่ากับ 1.00 เป็นอัตราส่วนที่สามารถให้ค่ากำลังรับแรงเฉือนอัดระหว่างคอนกรีตกับจีโอโพลิเมอร์ได้สูงสุดAbstractThis article presents the influence of both Portland cement replacement and sand to binder ratio (S/B) on slant shear strength between concrete substrate and geopolymer mortar. Fly ash (FA) was replaced with Portland cement (PC) at the dosages of 0, 5, 10 and 15% with various sand to binder ratios of 1.00, 1.25 and 1.50, respectively. The alkali solution for used as liquid alkali were sodium silicate (Na2SiO3) and 10 molar sodium hydroxide (NaOH) solutions. The Na2SiO3/NaOH ratio of 2.0 and the liquid/binder (L/B) ratio of 0.60 and cure at ambient temperature were used in all mixture. Test results indicated that the slant shear strength between concrete substrate and geopolymer mortar tends to increase with increase in PC replacement. While the S/B ratio increased, the slant shear strength between concrete substrate and geopolymer mortar tends to increase. However at S/B ratio of 1.50, the slant shear strength tends to decrease. The 15% PC replacement with S/B ratio of 1.00 gave the highest slant shear strength between concrete substrate and geopolymer

Carbon dioxide sequestration of fly ash alkaline based mortars with recycled aggregates and different sodium hydroxide concentrations: Properties, durability, carbon footprint, and cost analysis

This chapter discloses results of an investigation concerning carbon dioxide sequestration on fly ash/waste glass alkaline-based mortars with recycled aggregates and different sodium hydroxide concentrations. Properties, durability, carbon footprint, and cost analysis were studied on it. Mixtures using a sodium hydroxide concentration of 8M and the additive calcium hydroxide show the best performance and the lowest carbon footprint. Simulations using a carbon tax of 0.0347 Euro/kg show no influence on the cost of the mixtures while the use of the carbon tax of 0.206 Euro/kg show an increase in the cost-efficiency of mixtures, even those using a sodium hydroxide concentration of 8M and additive calcium hydroxide.The authors would like to acknowledge the financial support of the Foundation for Science and Technology (FCT) in the frame of project IF/00706/2014-UM.2.15.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

ปัจจัยของสารละลายด่างต่อสมบัติทางกายภาพและโครงสร้างทางจุลภาค ของเถ้าลอยจีโอโพลิเมอร์แทนที่ด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ Factors of Alkali Solutions Affecting Physical Properties and Microstructure of Fly Ash Geopolymer MortarContaining Portland Cement

บทคัดย่อบทความนี้เป็นการศึกษาปัจจัยของสารละลายด่างต่อสมบัติทางกายภาพและโครงสร้างทางจุลภาคของ    เถ้าลอยจีโอโพลิเมอร์แทนที่ด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ เถ้าลอยถูกแทนที่ด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ร้อยละ 0, 5, 10, 15 และ 20 โดยน้ำหนักวัสดุประสาน สารละลายด่างที่ใช้เป็นของเหลวประกอบด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์  ที่ความเข้มข้น 10 โมลาร์เพียงอย่างเดียว (NH) สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และสารละลายโซเดียมซิลิเกตผสมกัน (NHWG) และสารละลายโซเดียมซิลิเกตเพียงอย่างเดียว (WG) ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าสารละลายด่างที่ใช้ในการผลิตจีโอโพลิเมอร์ส่งผลต่อสมบัติทางกายภาพและโครงสร้างทางจุลภาคของเถ้าลอยจีโอโพลิเมอร์แทนที่ด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ซึ่งสารละลายด่างเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญต่อปฏิกิริยาของระบบจีโอโพลิเมอร์ โดยการใช้สารละลาย NHWG สามารถให้กำลังรับแรงอัดและโมดูลัสยืดหยุ่นของจีโอโพลิเมอร์มอร์ต้าร์สูงกว่าการใช้สารละลายNH และการใช้สารละลาย WG นอกจากนี้การใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และสารละลายโซเดียมซิลิเกตผสมกันยังพบผลึกของสารประกอบแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรตและส่วนอสัณฐานของจีโอโพลิเมอร์ในรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์มากกว่าการใช้สารละลาย NH และการใช้สารละลาย WG ส่งผลให้มีกำลังอัดและโมดูลัสยืดหยุ่นที่สูง สอดคล้องกับผลการทดสอบโครงสร้างทางจุลภาคของ เถ้าลอยจีโอโพลิเมอร์เพสต์ที่มีความหนาแน่นและมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากกว่าAbstractThis article investigated the factors of alkali activated solutions affecting mechanical properties and microstructure of fly ash (FA) geopolymer containing Portland cement type I (PC). The PC was used to replace FA at the dosages of 0, 5, 10, 15 and 20% by weight of binder. The alkali activated solution of 10 molar of sodium hydroxide only (NH), 10 molar of sodium hydroxide and sodium silicate solution (NHWG), and sodium silicate solution only (WG) were used as the liquid portion in the mixture. The test results indicated that the type of alkali activated solutions for producing the geopolymer affecting mechanical properties and microstructure of FA geopolymer containing PC. The alkali activators significantly affected the reaction products of geopolymer matrix. The use of NHWG solution gave higher compressive strength and modulus of elasticity of FA geopolymer mortar than those of NH solution only and WG solution only. Moreover, the use of NHWG solution was found to have more peak of calcium silicate hydrate and amorphous phase of FA geopolymer containing PC in XRD pattern than those of NH solution and WG solution only. This was corresponded to SEM results of FA geopolymer paste, which appeared denser and more homogeneous matrix