Pozzolanic Activity of Silicon Dioxide

Cílem této bakalářské práce je identifikovat a prozkoumat současné zdroje s převládajícím obsahem amorfního oxidu křemičitého a sumarizovat potenciální metody pro stanovení pucolánové aktivity. Využití pucolánu jako částečné náhrady portlandského cementu vede ke snížení produkce oxidu uhličitého na tunu konečného produktu a zároveň může zkvalitnit rozmanité vlastnosti výsledných cementových kompozitů. Určení pucolánové aktivity u materiálů nahrazujících cement nabývá na významu z důvodu udržitelnosti ekonomiky cementových pojiv. Byla vyšetřena a porovnána pucolánová aktivita popelu ze slámy, křemičitého úletu, nanosiliky, dvou diatomitů, pomletého skla a expandovaného perlitu za pomoci pevnostních indexů aktivity, modifikovaného Chapelle testu a testu pucolanity podle harmonizované normy ČSN EN 196-5. Z provedených experimentálních testů na sedmi různých pucolánech lze uvést především následující zjištění: v případě acidobazických titrací (stanovení [OH–], postup podle ČSN EN 196-5) je výhodné použít směsný indikátor Tashiro namísto požadované methyloranže, barevný přechod Tashira v bodu ekvivalence je zřetelnější. Pevnostní index aktivity: postup stanovení byl založen na ČSN EN 450-1. Ve své současné podobě je tato metoda matoucí vzhledem ke dvěma důležitým vlastnostem pucolánů, jmenovitě měrná hmotnost a schopnost redukovat/zvyšovat potřebu záměsové vody. Na základě výsledků experimentálního šetření je současný zkušební postup vyhodnocen podle varianty, ve které je 25% náhrada cementu pucolánem uskutečněna objemově, přičemž objemový podíly vody je vždy konstantní.The aim of this bachelor's thesis is to investigate and identify the present status of resources with dominant amorphous silicon dioxide content and summarize feasible test methods to assess pozzolanic activity. The use of pozzolan as a partial replacement of Portland cement reduces the carbon dioxide emitted per tonne of product and can also improve various physical properties of the resulting cementitious composites. Assessment of the pozzolanic activity of cement replacement materials is increasingly important because of the economic sustainability of cementing materials. The pozzolanic activity of wheat straw ash, silica fume, nanosilica, two diatomites, glass powder and expanded perlite have been investigated and compared using the strength activity index test, the modified Chapelle test and the pozzolanicity test in accordance with the European Standard EN 196-5. From an experimental investigation of seven different pozzolans, the following main conclusions can be drawn. In the case of an acid-base titration (determination of [OH–], the procedure specified in EN 196-5) is better to use Tashiro (mixed indicator) instead of required methyl orange, Tashiro changes color at the endpoint of a titration distinctly. Strength activity index: the procedure used was based on EN 450-1. In its current form, this procedure is misleading because of two other significant properties of the pozzolan, namely its density and its water-reducing/increasing capabilities. Based on the results of our experimental investigation, the current testing procedure is evaluated against an alternative in which the 25% pozzolan replacement for cement is performed on a volumetric basis and the volume fraction of water is held constant.