The waste generated during the mineral wool production makes up to 30 % of the finished product mass. These wastes can be used for producing building materials, in particular as raw materials for the production of geopolymers (alkali-activated binders). The research aim was to determine the influence of the chemical composition of mineral wool production wastes (MWPW) on the phase composition, structure, and physico-mechanical properties of geopolymers. Five types of MWPW with various chemical compositions and specific surfaces were hydrated in the presence of NaOH (from 2 to 4 wt. %). The experimental results were obtained using the methods of X ray differential (XRD), differential thermal (DTA) and thermogravimetric (DTG) analyses. Moreover, scanning electron microscopy (SEM) and physical and mechanical tests were used. The main hydration product of MWPW in the NaOH presence is determined to be calcium hydrosilicates of the C–A–S–H fiber texture type. The largest amount of C–A–S–H was detected in geopolymer samples made of wastes with an acidity modulus between 1.4 and 1.6. The compressive strength of the obtained materials reaches 80 MPa. They are also characterized by high water resistance. The Al{2}O{3} content in the waste should be about 10 % in order to obtain geopolymers with stable properties. The obtained results made it possible to define the correlation between the structure, composition, and physic-mechanical properties of geopolymers made of MWPW. The practical effect of the research results lies in the possibility of obtaining higher strength classes concrete.

При производстве минеральной ваты образуются отходы в количестве до 30 % от массы готовой продукции. Данные отходы можно использовать при изготовлении строительных материалов, в частности в качестве сырья для получения геополимеров (шлакощелочных вяжущих). Цель исследования состояла в установлении влияния химического состава отходов производства минеральной ваты (ОПМВ) на фазовый состав, структуру и физико-механические свойства геополимеров. Пять видов ОПМВ с различным химическим составом и удельной поверхностью гидратировали в присутствии NaOH (от 2 до 4 мас. %). Экспериментальные результаты получены с применением методов рентгенофазового (РФА), дифференциально-термического (ДТА) и дифференциально-термогравиметрического (ДТГ) анализа, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), физико-механических испытаний. Установлено, что основным продуктом гидратации ОПМВ в присутствии NaOH являются гидросиликаты кальция типа C–A–S–H волокнистой структуры. Наибольшее количество C–A–S–H зафиксировано в образцах геополимеров из отходов с модулем кислотности от 1,4 до 1,6. Прочность при сжатии полученных материалов достигает 80 МПа. Они также характеризуются высокой водостойкостью. Для получения геополимеров со стабильными свойствами содержание Al{2}O{3} в отходе должно быть около 10 %. Выявленные результаты позволили установить взаимосвязь между структурой, составом и физико-механическими свойствами геополимеров из ОПМВ. Практическая значимость результатов исследования заключается в возможности получения бетонов более высоких классов по прочности.

• Structure, composition and properties of geopolymers from mineral wool waste
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Materials
    • 2.2. Compositions and sample manufacturing technology
    • 2.3. Analytical techniques
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. X ray diffraction
    • 3.2. Thermoanalysis
    • 3.3. SEM
    • 3.4. Average density and compressive strength
  • 4. Conclusion
  • 5. Acknowledgments
• Структура, состав и свойства геополимеров из отходов минеральной ваты

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 6 (90), 2019. — 1 файл (21,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-78.pdf>.