NAZIV:
Z2-6748 Mehanizmi utrjevanja pepelov po postopku geopolimerizacije
OPIS:
Geopolimeri so anorganski materiali, ki temeljijo na (i) reaktivni komponenti v trdnem stanju, ki vsebuje SiO2 in Al2O3 v zadostni količini in reaktivni obliki (denimo razni pepeli, predhodno žgane gline), in (ii) alkalna aktivacijska raztopin, ki (poleg vode) vsebuje hidrokside in silicate. Z mešanjem obeh component pride najprej do raztapljanja elementov v alkalnem mediju ter nato do utrjevanja zaradi tvorbe alumosilikatov, ki so lahko amorfni ali delno kristalinični. Ti materiali predstavljajo novo vrsto perspektivnih materialov, ki so okoljsko prijazna in tehnično sprejemljiva alternative okoljsko obremenjujočemu cementu Čeprav raziskave na področju geopolimerov intenzivno potekajo, jezaradi kompleksnega procesa še vedno nerazjasnjenih veliko vprašanj, prav tako tudi metodologija še ni enoznačno vzpostavljena. V sklopu predlaganega projekta je glavni cilj preveriti vsaj pet pepelov, ki so lokalno na voljo, glede njihove potencialne uporabnosti za geopolimere ter iz njih pripraviti učinkovite geopolimere s čim bolšjimi lastnostmi. Preverili bomo koliko je pepelov na voljo ter jih okarakterizirali z namemom določitve njihove uporabnosti za geopolimere skladno z najnovešimi spoznanji iz procesa geopolimerizacije. Predvidene analize bodo obsegale določevanje kemijske sestave, kristalne faze in delež amorfne faze oz. delež topnega aluminija in silicija ter fizikalnih parametrov kot je velikost delcev in specifična površina. Glede na rezultate analiz pepelov, bomo pripravili vzorce z različnimi razmerji dodatka aktivatorjev: različni aktivatorji v različni količini, predvidoma NaOH in natrijev silikat (vodno steklo) bodo dodani izbranim pepelom. Tako pripravljene vzorcev bomo preskušali v svežem in otrdelem stanju; pri tem bomo uporabili standardne metode za preskušanje malt. Vzorce bomo istočasno ovrednotili tudi na mikrostrukturnem nivoju (rentgenska analiza, SEM, FTIR, Hg, porozimetrija, BET, μCT...) kar nam bo omogočilo ugotavljanje vpliva parametrov izhodnega materiala na končne lastnosti. Izbrane, optimizirane vzorce bomo nato izpostavili različnim trajnostnim testom (zmrzovanje, izpostavitev solem, segrevanje do povišanih temperatur…) za določitev njihove odpornosti oz trajnosti. Analiza rezultatov (od analize vhodnih surovin do lastnosti vzorcev pred in po staranju skupaj z mikrostrukturnimi analizami) nam bo dala vpogled v mehanizme vezanja, kar nam bo omogočilo načrtovanje geopolimerov z želenimi lastnostmi. Novo pridobljene materiale bomo ocenili za uporabo v gradbeništvu (poudarkek na mehanskih lastnostih in trajnosti) in pridobili nova znanja za načrtovanje geopolimerov z različnimi lastnostmi tudi za druge namene ter s tem vzpostavili metodologijo za oceno druge vrste odpadkov (npr. lokalno dostopne žlindre in raznih muljev) za geopolimerizacijo. V Sloveniji še ni skupine, ki bi se sistematsko ukvarjala z geopolimeri, še posebej ne za uporabo v gradbeništvu. Tako bo s pričujočo nalogo odprto novo raziskovalno polje na nacionalnem nivoju, z možnostjo prenosa znanj v industrijo in izobraževalni proces.
TRAJANJE:
2014/07/01 - 2016/06/30
FINANCIRANJE:
ARRS
VEČ:
