Contributions to the study of porosity in fly ash-based geopolymers. Relationship between degree of reaction, porosity and compressive strength

Abstract

The main contribution of this paper relates to the development of a systematic study involving a set of parameters which could potentially have an impact on geopolymer properties: curing temperature, type of activating solution, alkali metal in solution, incorporation of slag (Ca source) and type of slag used. The microstructures, degrees of reaction, porosities and compressive strengths of geopolymers have been evaluated. Geopolymers prepared with soluble silicate presented a more compacted and closed structure, a larger amount of gel, lower porosity and greater compressive strength than those prepared with hydroxides. On the other hand, Na-geopolymers were more porous but more resistant than K-geopolymers. Although there is an inverse relation between degree of reaction and porosity, between compressive strength and porosity it is not always inversely proportional and could, in some cases, be masked by changes produced in other influencing parameters.

Contribuciones al estudio de la porosidad de geopolímeros basados en cenizas volantes. Relación entre grado de reacción, porosidad y resistencia a compresión. La principal contribución de este documento es el desarrollo de un estudio sistemático implicando una serie de parámetros que podrían afectar a las propiedades de los geopolímeros: temperatura de curado, solución activadora, metal alcalino de la solución, incorporación de escorias (fuente de calcio) y tipo de escorias. Se han evaluado: microestructura, grado de reacción, porosidad y resistencia a compresión. Los geopolímeros preparados con silicatos presentaron un microestructura más densa y compacta, una mayor cantidad del gel geopolimérico, menor porosidad y mejores propiedades mecánicas que los preparados con hidróxidos. Los geopolímeros preparados con sales de sodio fueron más porosos pero más resistentes que los preparados con sales potasio. Aunque existe una relación inversa entre el grado de reacción y la porosidad, en algunos casos, la relación entre resistencia y porosidad es inexistente ya que puede estar enmascarada por cambios producidos por otros parámetros que afecten a la reacción.