Mechanically activated fly ash as a high performance binder for civil engineering

Tato studie je zaměřena na zkoumání pojiva na bázi popílku s vhodnými vlastnostmi pro potřeby stavebního inženýrství. Popílek z české hnědouhelné elektrárny Prunerov II byl mechanicky aktivována k dosažení vhodné velikosti částic pro alkalickou aktivaci procesu vytvrzení. Tento proces je řízen rozpuštěním obsahu aluminosilikátů v popílku a následným vývojem anorganické polymerní sítě zvané geopolymer. Kinetika vytvrzení při 25 a 30 °C byla měřena oscilační rheometrií s malou amplitudou řízenou přetvořením s hodnotou 0,01% a mikrostruktura vytvrzeného pojiva byla vyhodnocena pomocí rastrovací elektronové mikroskopie. Vývoj pevnosti vytvrzeného pojiva byl zkoumán ve vztahu k tlakové a ohybové pevnosti po dobu 180 dnů. Bylo zjištěno, že mechanicky aktivovaný popílek může být srovnatelný s geopolymery na bázi metakaolinu ve vztahu k době tuhnutí a mechanickým parametrům i při vytvrzování za pokojové teplotě. Navíc, na základě dlouhého časového rozvoje, byla dosažena pevnost v tlaku 134,5 po 180 dnech srovnatelná s vysokopevnostními pojivy na bázi Portlandského cementu.This study is aimed for investigation of fly ash binder with suitable properties for civil engineering needs. The fly ash from Czech brown coal power plant Prunerov II was used and mechanically activated to achieve suitable particle size for alkaline activation of hardening process. This process is driven by dissolution of aluminosilicate content of fly ash and by subsequent development of inorganic polymeric network called geopolymer. Hardening kinetics at 25 and 30 °C were measured by strain controlled small amplitude oscillatory rheometry with strain of 0.01 % and microstructure of hardened binder was evaluated by scanning electron microscopy. Strength development of hardened binder was investigated according to compressional and flexural strength for a period of 180 days. Our investigation finds out, that mechanically activated fly ash can be comparable to metakaolin geopolymers, according to setting time and mechanical parameters even at room temperature curing. Moreover, on the bases of long time strength development, achieved compressional strength of 134.5 after 180 days is comparable to performance of high grade Portland cement concretes