Resumen de K-Based Geopolymer from metakaolin: roles of K/Al ratio and water or steam Curing at different temperatures

A. Tawfik, F. Abd El Raoof, H. Katsuki, K.J.D. MacKenzie, S. Komarneni

• English

  K-based geopolymer binder was prepared by reacting metakaolin with alkaline solutions having different potassium contents and by water curing at room temperature and 80 °C as well as steam curing at 150 and 180 °C. The phase formation, microstructure and Al and Si nearest neighbor environments were studied using XRD, TEM and 27Al and 29Si MAS NMR spectroscopy, respectively. The results revealed that amorphous alumino-silicates were predominant in geopolymer prepared by curing up to 28 days at room temperature or at 80 °C. The amorphous alumino-silicates persisted after hydrothermal treatment at 150 °C/48 hrs and even at 180 °C/30 hrs. However, the samples cured hydrothermally at 180 °C/48 hrs revealed formation of crystalline potassium aluminum silicate and chabazite phases. The Al nearest neighbor environments was not significantly affected by increasing the K/Al ratio up to 1.55 or by the curing temperatures. On the other hand, the geopolymer reaction appears to have increased when cured at 80 °C or steam cured at 150° and 180 °C and crystalline aluminosilicates resulted when the geopolymer sample was hydrothermally treated at 180 °C/48 hrs.

• English

  Se prepararon geopolímeros por reacción de metacaolín con disoluciones alcalinas con diferentes contenidos de potasio. Se realizó un curado con agua a temperatura ambiente y a 80 °C, y con vapor de agua a 150 y 180 °C. La formación de las diferentes fases así como la microestructura y entornos del Al y Si se estudiaron mediante DRX, TEM y espectroscopia de RMN MAS de 27Al y 29Si. Los aluminosilicatos amorfos fueron predominantes en aquellos geopolímeros sometidos a curado de hasta 28 días a temperatura ambiente o a 80 °C. Los aluminosilicatos amorfos persistieron tras el tratamiento hidrotermal a 150 °C/48 horas e incluso a 180 °C/30 h. Sin embargo, las muestras curadas hidrotermalmente a 180 °C/48 h revelaron la formación de fases cristalinas de silicatos de aluminio y potasio, así como de chabazita. Los entornos de Al no resultaron afectados significativamente por el aumento de la relación K/Al de hasta 1.55, ni por las temperaturas de curado. Por otro lado, la reacción de geopolimerización aumentó cuando el curado se realizó a 80 °C o con curado a vapor a 150 y 180 °C.