Original title: Použitelnost ložového popele z vitrifikovaného lignitového uhlí v kompozitních cementech.
Translated title: Suitability of vitrified lignite bottom ash for composite cements.
Authors: Bayer, Petr ; Krátký, Josef (referee) ; Wolter, Albrecht (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2014
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [eng] [cze]
Předložená magisterská práce se zabývá možným použitím vitrifikovaného lignitového lóžového popele jako náhrada slinku v kompozitních cementech. Byly zkoumány vlivy přidaného vitrifikovaného lóžového popele, jeho jemnosti, alkalických roztoků a jejich koncentrací. Byly připraveny kompozitní cementy v souladu s normou DIN EN 197 – 1. V těchto cementech bylo nahrazeno 30 % slinku vitrifikovaným lóžovým popelem. Konkrétně byly připraveny kompozitní cementy s vitrifikovaným lóžovým popelem o jemnosti 5549 cm2/g a 8397 cm2/g. Dále byly přidány alkalické roztoky hydroxidů a síranů vždy o dvou různých koncentracích, za účelem stimulace pucolánové a/nebo geopolymerní reakce. Mechanické vlastnosti připravených vzorků byly charakterizovány mechanickým testováním na prizmách s rozměry 40×40×160 mm, jak je specifikováno v normě DIN EN 196 – 1. Byla provedena nedestruktivní měření dynamického elastického modulu a destruktivní testovaní na pevnosti v tlaku a v ohybu. Distribuce velikosti částic a chemická analýza vstupních materiálů byla vykonána pomocí laserové granulometrie a rentgenové fluorescence. U zatvrdlých kompozitů bylo dále zkoumáno po 2 a 28 dnech hydratace fázové složení s využitím metody rentgenové difrakce a mikrostruktura s využitím skenovací elektronové mikroskopie. Výsledky ukázaly, že mechanické vlastnosti jsou nezávislé na množství přidaných alkálií stejně jako na jemnosti přidaného vitrifikovaného lóžového popele. Nicméně, znatelně nižší mechanické pevnosti byly pozorovány pro vzorky, které byly aktivovány hydroxidy, pravděpodobně kvůli brzké tvorbě silikátového hydrogelu. Vzorky aktivované sírany nedosáhly pevností jako referenční malta. The present master’s thesis seeks to develop a better understanding of using vitrified lignite bottom ash as a clinker substitute in composite cements. The influence of added vitrified bottom ash, as well as its fineness, alkaline solutions and its concentration was investigated. In composite cements prepared as specified in DIN EN 197 - 1, the clinker was replaced by 30 % of the vitrified bottom ash. In particular, the composite cements with vitrified bottom ash of fineness 5549 cm2/g and 8397 cm2/g were prepared. Furthermore, in order to stimulate the pozzolanic and/or geopolymeric reaction of the vitrified bottom ash, alkaline solutions of hydroxides and sulphates in two different concentrations were added. Mechanical properties of the prepared samples were characterized by mechanical strength testing on prisms with a proportion of 40×40×160 mm as specified in DIN EN 196 - 1. The non-destructive measurement of dynamic E-modulus and destructive testing on compressive and flexural strength were conducted. Moreover, particle size distribution and chemical analysis of input materials were performed by means of laser granulometry and X ray fluorescence, respectively. The hardened composites were investigated on phase composition and microstructure using X-ray diffraction and scanning electron microscopy after 2 and 28 days of hydration. Finally, the results showed that the mechanical properties are independent on the added amount of alkaline concentration or fineness of grounded bottom ash. However, the noticeable lower mechanical strengths were observed for samples with hydroxides activation likely due to the early silicate hydrogel formation. The strengths for samples with sulphate activation did not reach the strength of the reference mortar.
Keywords: alkalicky aktivované cementy; CO2 emise; doplňkové cementové materiály; dynamický elastický modul; efekt zředění; hypotéza silikátového hydrogelu; pevnost v tlaku; pucolánová reakce; vitrifikovaný lóžový popel; alkali-activated cements; CO2 emission; compressive strength; dilution effect; dynamic elastic modulus; pozzolanic reaction; silicate hydrogel hypothesis; supplementary cementitious materials; vitrified lignite bottom ash

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/31121

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-607254


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses