Synthesis of geopolymers based on perlite with the addition of metakaolin

Geopolymers are a novel class of eco-friendly materials, promising for building applications and a prominent replacement for Portland cement products. Synthesis of geopolymer uses aluminosilicate precursors, including industrial by-products and waste materials. One of the potential geopolymer precursors is raw perlite, regarding sustainable material with reduced carbon footprints. In the present study, industrial by-product perlite and metakaolin were used to prepare geopolymers. The activator solution was a mixture of sodium water glass and potassium hydroxide. The optimal concentration of the activator solution was determined. The first research results obtained the maximal compressive strength of 52.61 MPa in geopolymers with SiO2/Al2O3=1. The best series from the previous research is further examined by reducing the partial size of the raw perlite. In the second research study, the maximum compressive strength of 61.15 MPa was obtained in geopolymers with SiO2/Al2O3=1. Further, the presoaking of raw materials with KOH and H2O for 24 hours before the preparation of geopolymer paste gave similar compressive strength of 60.33 MPa. The microstructure and morphology were identified with SEM, powder XRD techniques. The potential application of the obtained novel geopolymer was discussed.

I geopolimeri sono una nuova classe di materiali eco-compatibili, promettenti per le applicazioni di costruzione e un importante sostituto dei prodotti in cemento Portland. La sintesi del geopolimero utilizza precursori di alluminosilicato, compresi sottoprodotti industriali e materiali di scarto. Uno dei potenziali precursori del geopolimero è la perlite grezza, per quanto riguarda il materiale sostenibile con ridotte impronte di carbonio. Nel presente studio, i sottoprodotti industriali perlite e metacaolino sono stati utilizzati per preparare i geopolimeri. La soluzione attivatrice era una miscela di vetro d'acqua di sodio e idrossido di potassio. È stata determinata la concentrazione ottimale della soluzione di attivatore. I primi risultati della ricerca hanno ottenuto la massima resistenza alla compressione di 52,61 MPa in geopolimeri con SiO2/Al2O3=1. Le migliori serie della ricerca precedente vengono ulteriormente esaminate riducendo le dimensioni parziali della perlite grezza. Nel secondo studio di ricerca, la resistenza massima alla compressione di 61,15 MPa è stata ottenuta in geopolimeri con SiO2/Al2O3=1. Inoltre, la presa in considerazione delle materie prime con KOH e H2O per 24 ore prima della preparazione della pasta di geopolimeri ha dato una resistenza alla compressione simile di 60,33 MPa. La microstruttura e la morfologia sono state identificate con le tecniche SEM, XRD in polvere. È stata discussa la potenziale applicazione del nuovo geopolimero ottenuto.