Effect of initial curing conditions on the durability performance of low-calcium fly ash-based geopolymer mortars

• Arın Yılmaz ^[1] ; Fatma Nurhayat Degirmenci ^[1] ; Yurdakul Aygörmez ^[2]
  1. [1] Balıkesir University

     Balıkesir University

     Turquía

     
  2. [2] Yıldız Technical University

     Yıldız Technical University

     Turquía

     
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 63, Nº. 4, 2024, págs. 238-254
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de las condiciones iniciales de curado en el rendimiento de durabilidad de los morteros de geopolímeros con base de cenizas volantes con bajo contenido en calcio
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• Resumen
  • español

    La producción de compuestos de geopolímeros se ha convertido en una cuestión indispensable para reducir las emisiones de dióxido de carbono, que constituyen un problema importante actualmente, y para aportar sostenibilidad verde. La preocupación sobre el problema del cambio climático ha acelerado también los estudios sobre geopolímeros. Este trabajo estudió las características mecánicas y de durabilidad de los morteros de geopolímeros con base de cenizas volantes con bajo contenido de calcio (LCFA) a diferentes temperaturas y tiempos de curado. Se aplicaron dos formas de condiciones de curado: la primera, con curado estándar a temperatura ambiente (20 ± 3 ◦C y RH 65 ± 10%), y la segunda con curado mediante aire caliente a 40, 60 y 80 ◦C durante 24, 48 y 72 horas, seguido de curado estándar. Tras la realización de todos los procesos de curado, se determinaron experimentalmente la fuerza compresiva, la resistencia a la flexión, la absorción de agua, el índice de vacío, la resistencia a altas temperaturas y las condiciones de hielo-deshielo. Además, se realizó un análisis por microscopía electrónica de barrido (SEM) antes y después de las pruebas de durabilidad, a fines comparativos. También se realizaron análisis de difracción de rayos X (XRD) y análisis termogravimétrico (TGA). Conforme a los resultados de la prueba, se comprobó que en las muestras de curado con tiempos más prolongados y temperaturas más altas se incrementaban los valores de fuerza compresiva. El valor de fuerza compresiva más alto se logró a 80 ◦C tras 72 horas de curado. Las muestras de geopolímeros sujetas a temperaturas elevadas (600 y 900 ◦C) perdieron una parte significativa de su valor de fuerza. Tras la prueba de hielo-deshielo, las muestras de geopolímeros basadas en LCFA reflejaron más de 70% de resistencia. La resistencia al hielo-deshielo de las muestras de geopolímeros se vieron afectadas positivamente con el curado prolongado a temperaturas altas, aunque la resistencia a altas temperaturas se vio afectado de manera negativa.

  • English

    Geopolymer composite production has become an indispensable product to reduce carbon dioxide emissions, which have become an important problem today, and to provide green sustainability. Concerns about the global climate change problem have also accelerated geopolymer studies. This research investigated the mechanical and durability characteristics of low-calcium fly ash (LCFA) based geopolymer mortars with different curing temperatures and times. Two forms of curing conditions were applied; the first one was standard curing at room temperature (20 ± 3 ◦C and RH 65 ± 10%) and the second one was cured in the hot air at 40 ◦C, 60 ◦C, and 80 ◦C for 24h, 48h, and 72h followed by standard curing. After all curing processes, compressive strength, flexural strength, water absorption, void ratio, resistance to elevated temperatures, and freeze–thaw conditions were determined experimentally. In addition, SEM analysis was performed before and after durability tests for comparison purposes. Also, XRD and TGA analyzes were performed. According to test results, curing specimens at longer times and higher temperatures has been shown to increase compressive strength results. The highest compressive strength value was reached at 80 ◦C after 72h of curing. Geopolymer specimens subjected to elevated temperatures (600 ◦C and 900 ◦C) lost a significant part of their strength value. After the freeze–thaw test, LCFA-based geopolymer specimens showed more than 70% resistance. The freeze–thaw resistance of geopolymer samples was positively affected on long-term curing at high temperatures, but high-temperature resistance was impacted negatively.