アルカリ活性化バインダーの源泉としての鉱山粘土洗浄残留物

この論文の目的は、アルカリ活性材料（AAMS）の調製のための鉱山粘土洗浄残留物の使用を促進することです。特に、地球質化プロセスに対する粘土質副産物の焼成温度の影響は、化学的安定性と水の耐久性の観点から調査されました。マイニング副産物であるハロイシティクレイは、焼成後に使用され、アルカリ溶液と混合してアルカリ活性化バインダーを形成しています。カオリナイトまたはイリット焼成の文献で示された下限に残っているサンプルのジオポリマーの微細構造に対する粘土の焼成治療（450-500-600°C）の影響に注意が集中していました。粘土とアルカリの活性化因子の混合物（NAOH 8MとNAシリケート）を28日間室温で硬化させました。混合製剤における固体と液体比の影響は、水に24時間の浸漬時間後にpHを測定する化学的安定性と溶出物のイオン導電率の観点からテストされました。結果は、未処理の粘土で作られたサンプル、または焼成粘土（292 ms/m）で作られたサンプルの値と比較して、未処理の粘土で作られたサンプルまたは低温（≥756ms/m）で高いことを報告しました。この結果は、認識されている粘土の適切な焼成がなければ、化学物質の安定性と密度の高い微細構造を備えた25°Cの接続されたAAMを得ることができないことを示唆しています。水中の整合性テスト、pH、およびイオン導電率の測定により、最良のサンプルが600°Cで焼成粘土で作られていることが確認され、値に類似している（溶出性テストとpH）等しい（53％高いイオン導電率）値（整合性テストとpH）メタカオリンをベースにしたジオポリマーに記録された参照材料を考慮しました。これらの結果は、スキャン電子顕微鏡（SEM）とX線回折（XRD）を使用した分析を介したサンプルの網状化と形態の用語に反映されており、密集した均一な微細構造が、少量のクォーツ、ハロイサイト、患者とともに主にアモルファスを示しています。結晶相。Kaolinite（およびMetakaolin）が一次鉱物産物として、環境に大きな影響を与えることを考えると、この副産物に特別な注意が捧げられました。得られた結果により、このハロイサイト粘土はアルミノケイ酸塩前の前駆体として非常に興味深いと考えるようになり、アルカリの活性化に対するその特性と反応性を広く深めました。実際、この作品の核心は、より持続可能な高性能バインダーを取得するために、この産業プロセスのこの副産物を再利用する可能性を研究することです。

The aim of this paper is to promote the use of mine clay washing residues for the preparation of alkali activated materials (AAMs). In particular, the influence of the calcination temperature of the clayey by-product on the geopolymerization process was investigated in terms of chemical stability and durability in water. The halloysitic clay, a mining by-product, has been used after calcination and mixed with an alkaline solution to form alkali activated binders. Attention was focused on the influence of the clay's calcination treatment (450-500-600 °C) on the geopolymers' microstructure of samples, remaining in the lower limit indicated by the literature for kaolinite or illite calcination. The mixtures of clay and alkali activators (NaOH 8M and Na-silicate) were cured at room temperature for 28 days. The influence of solid to liquid ratio in the mix formulation was also tested in terms of chemical stability measuring the pH and the ionic conductivity of the eluate after 24-h immersion time in water. The results reported values of ionic conductivity higher for samples made with untreated clay or with low temperature of calcination (≥756 mS/m) compared with values of samples made with calcined clay (292 mS/m). This result suggests that without a proper calcination of the as-received clay it was not possible to obtain 25 °C-consolidated AAMs with good chemical stability and dense microstructure. The measures of integrity test, pH, and ionic conductivity in water confirmed that the best sample is made with calcined clay at 600 °C, being similar (53% higher ionic conductivity of the eluate) or equal (integrity test and pH) to values recorded for the metakaolin-based geopolymer considered the reference material. These results were reflected in term of reticulation and morphology of samples through the analysis with scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD), which show a dense and homogeneous microstructure predominantly amorphous with minor amounts of quartz, halloysite, and illite crystalline phases. Special attention was dedicated to this by-product to promote its use, given that kaolinite (and metakaolin), as primary mineral product, has a strong impact on the environment. The results obtained led us to consider this halloysite clay very interesting as an aluminosilicate precursor, and extensively deepening its properties and reactivity for the alkaline activation. In fact, the heart of this work is to study the possibility of reusing this by-product of an industrial process to obtain more sustainable high-performance binders.