Copper slag as a raw material in the production of alkali-activated slag binders

Abstract

W artykule opisano badania, których celem było opracowanie nowej rodziny spoiw hydraulicznych na bazie żużla pomiedziowego, stanowiącego odpad przemysłowy z hutnictwa miedzi. Granulowany i szybowy żużel pomiedziowy nie wykazuje aktywności hydraulicznej, dlatego w badaniach podjęto próby ich alkalicznej aktywacji. W tym celu wykorzystano 5 rodzajów aktywatorów alkalicznych w postaci sodowego szkła wodnego oraz technicznego metakrzemianu sodowego o zmiennym module krzemianowym. Badania nad aktywacją alkaliczną żużla dowiodły, że najlepsze właściwości mechaniczne (wytrzymałość na ściskanie po 90 dniach wynosiła 53,5 MPa) osiągalne są tylko w przypadku stosowania granulowanego żużla pomiedziowego (100% masy zasadniczej żużla stanowi faza szklista) oraz przy użyciu szkła wodnego o najniższym module krzemianowym (Mk=1,79). Wraz z malejącym modułem krzemianowym zastosowanego szkła wodnego sodowego, widoczny był wzrost wytrzymałości.The article describes research aimed at developing a new family of hydraulic binders based on copper slag, which is industrial waste from smelting of copper. Granulated and lump copper slags do not show hydraulic activity, so the studies were based on their alkaline activation. For this purpose the five types of alkaline activators in the form of aqueous sodium silicate and technical sodium metasilicate were used. All activators were varied in terms of silicate modulus value. Studies on the alkaline activation of slags showed that the best mechanical properties (compressive strength after 90 days amounted even 53.5 MPa) is achievable only in case of using granulated copper slag (100% of the slag constitutes the glassy phase) and water glass with the lowest value of silicate modulus (Mk = 1.79). Along with decreasing silicate module of used water glass there is a significant increase in strength