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Erschienen in: Journal of Materials Science 20/2011

01.10.2011

Micromechanical multiscale model for alkali activation of fly ash and metakaolin

verfasst von: Vít Šmilauer, Petr Hlaváček, František Škvára, Rostislav Šulc, Lubomír Kopecký, Jiří Němeček

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 20/2011

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Abstract

The process of alkali activation of fly ash and metakaolin is examined in the view of micromechanics. Elasticity is predicted via semi-analytical homogenization methods, using a combination of intrinsic elastic properties obtained from nanoindentation, evolving volume fractions and percolation theory. A new quantitative model for volume fraction is formulated, distinguishing the evolution of unreacted aluminosilicate material, solid gel particles of N-A-S-H gel, and open porosity, which is partially filled with the activator. The stiffening of N-A-S-H gel is modeled by increasing the fraction of solid gel particles. Their packing density and intrinsic elasticity differ in N-A-S-H gels synthesized from both activated materials. Percolation theory helps to address the quasi-solid transition at early ages and explains a long setting time and the beneficial effect of thermal curing. The low ability of N-A-S-H gel to bind water chemically explains the high porosity of Ca-deficient activated materials. Micromechanical analysis matches well the elastic experimental data during the activation and elucidates important stages in the formation of the microstructure.

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat Pacheco-Torgal F, Castro-Gomes J, Jalali S (2008) Constr Build Mater 22(7):1305CrossRef Pacheco-Torgal F, Castro-Gomes J, Jalali S (2008) Constr Build Mater 22(7):1305CrossRef
3.
Zurück zum Zitat van Deventer JSJ (eds) (2009) Geopolymers: structures, processing, properties and industrial applications, 1st edn. Woodhead Publishing Ltd, Cambridge van Deventer JSJ (eds) (2009) Geopolymers: structures, processing, properties and industrial applications, 1st edn. Woodhead Publishing Ltd, Cambridge
4.
5.
Zurück zum Zitat Hardjito D, Rangan BV (2005) Research report gc 1. Faculty of Engineering, Curtin University of Technology, Perth Hardjito D, Rangan BV (2005) Research report gc 1. Faculty of Engineering, Curtin University of Technology, Perth
6.
Zurück zum Zitat Wallah SE, Rangan BV (2006) Research Report GC 2. Curtin University of Technology, Perth Wallah SE, Rangan BV (2006) Research Report GC 2. Curtin University of Technology, Perth
7.
8.
Zurück zum Zitat Škvára F, Kopecký L, Šmilauer V, Bittnar Z (2009) J Hazard Mater 168:711CrossRef Škvára F, Kopecký L, Šmilauer V, Bittnar Z (2009) J Hazard Mater 168:711CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Davidovits J (2001) In: Metha PK (ed) Concrete technology, past, present and future, Proceedings of V. Mohan Malhotra Symposium, ACI, p 383 Davidovits J (2001) In: Metha PK (ed) Concrete technology, past, present and future, Proceedings of V. Mohan Malhotra Symposium, ACI, p 383
10.
Zurück zum Zitat van Jaarsveld JGS, van Deventer JSJ, Lorenzen L (1997) Miner Eng 10(7):659CrossRef van Jaarsveld JGS, van Deventer JSJ, Lorenzen L (1997) Miner Eng 10(7):659CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat Fernández-Jiménez A, Palomo A, Criado M (2004) Cem Concr Res 35:1204CrossRef Fernández-Jiménez A, Palomo A, Criado M (2004) Cem Concr Res 35:1204CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Powers TC, Brownyards TL (1948) Studies of physical properties of hardened portland cement paste. Bulletin 22, Research Laboratories of the Portland Cement Association, Chicago Powers TC, Brownyards TL (1948) Studies of physical properties of hardened portland cement paste. Bulletin 22, Research Laboratories of the Portland Cement Association, Chicago
16.
18.
19.
21.
Zurück zum Zitat Němeček J, Šmilauer V, Kopecký L (2011) Cem Concr Compos 33(2):163CrossRef Němeček J, Šmilauer V, Kopecký L (2011) Cem Concr Compos 33(2):163CrossRef
26.
28.
Zurück zum Zitat Rodríguez E, de Gutiérrez RM, Bernal S, Gordillo M (2009) Rev Fac Ing 49:30 Rodríguez E, de Gutiérrez RM, Bernal S, Gordillo M (2009) Rev Fac Ing 49:30
29.
Zurück zum Zitat Strnad T (2011) PhD thesis, Faculty of Civil Engineering, Czech Technical University (in Czech) Strnad T (2011) PhD thesis, Faculty of Civil Engineering, Czech Technical University (in Czech)
32.
Zurück zum Zitat Duxson P, Provis JL, Lukey GC, Mallicoat SW, Kriven WM, van Deventer JSJ (2005) Colloids Surf A 269:47CrossRef Duxson P, Provis JL, Lukey GC, Mallicoat SW, Kriven WM, van Deventer JSJ (2005) Colloids Surf A 269:47CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Wongpa J, Kiattikomol K, Jaturapitakkul C, Chindaprasirt P (2010) Mater Des 31(10):4748CrossRef Wongpa J, Kiattikomol K, Jaturapitakkul C, Chindaprasirt P (2010) Mater Des 31(10):4748CrossRef
37.
Zurück zum Zitat Matsunaga T, Kim JK, Hardcastle S, Rohatgi PK (2002) Mater Sci Eng A 325(1–2):333CrossRef Matsunaga T, Kim JK, Hardcastle S, Rohatgi PK (2002) Mater Sci Eng A 325(1–2):333CrossRef
38.
Zurück zum Zitat van Deventer J, Provis J, Duxson P, Lukey G (2007) J Hazard Mater 139(3):506CrossRef van Deventer J, Provis J, Duxson P, Lukey G (2007) J Hazard Mater 139(3):506CrossRef
39.
Zurück zum Zitat Neubauer CM, Jennings HM, Garboczi EJ (1997) Cem Concr Res 27(10):1603CrossRef Neubauer CM, Jennings HM, Garboczi EJ (1997) Cem Concr Res 27(10):1603CrossRef
40.
Zurück zum Zitat Neville AM (1997) Properties of concrete. Wiley, New York Neville AM (1997) Properties of concrete. Wiley, New York
41.
Zurück zum Zitat Šmilauer V (2011) Multiscale hierarchical modeling of hydrating concrete. Saxe-Coburg Publications, Stirling Šmilauer V (2011) Multiscale hierarchical modeling of hydrating concrete. Saxe-Coburg Publications, Stirling
43.
Zurück zum Zitat Duxson P, Mallicoat SW, Lukey GC, Kriven WM, van Deventer JSJ (2007) Colloids Surf A 292(1):8CrossRef Duxson P, Mallicoat SW, Lukey GC, Kriven WM, van Deventer JSJ (2007) Colloids Surf A 292(1):8CrossRef
44.
Zurück zum Zitat Kirschner AV, Harmuth H (2004) Ceram-Silik 48(3):117 Kirschner AV, Harmuth H (2004) Ceram-Silik 48(3):117
45.
Zurück zum Zitat Barbosa VFF, MacKenzie KJD, Thaumaturgo C (2000) Int J Inorg Mater 2(4):309CrossRef Barbosa VFF, MacKenzie KJD, Thaumaturgo C (2000) Int J Inorg Mater 2(4):309CrossRef
Metadaten
Titel
Micromechanical multiscale model for alkali activation of fly ash and metakaolin
verfasst von
Vít Šmilauer
Petr Hlaváček
František Škvára
Rostislav Šulc
Lubomír Kopecký
Jiří Němeček
Publikationsdatum
01.10.2011
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 20/2011
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-011-5601-x

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