Χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων
Η βιομηχανία τσιμέντου κατέχει ηγετικό ρόλο στην παγκόσμια κατασκευαστική βιομηχανία καθώς και την βιομηχανία δομικών υλικών. Η παραγωγή τσιμέντου έχει υποστεί τεράστιες εξελίξεις από την αρχή της, που χρονολογείται πριν από περίπου 2.000 χρόνια. Η χρήση τσιμέντου στο σκυρόδεμα έχει πολύ μεγάλη ιστο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15474 |
| id |
nemertes-10889-15474 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Τσιμέντο Περιβάλλον Πράσινο τσιμέντο Cement Environment Green cement |
| spellingShingle |
Τσιμέντο Περιβάλλον Πράσινο τσιμέντο Cement Environment Green cement Σπανός, Νικόλαος Χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων |
| description |
Η βιομηχανία τσιμέντου κατέχει ηγετικό ρόλο στην παγκόσμια κατασκευαστική βιομηχανία καθώς και την βιομηχανία δομικών υλικών. Η παραγωγή τσιμέντου έχει υποστεί τεράστιες εξελίξεις από την αρχή της, που χρονολογείται πριν από περίπου 2.000 χρόνια. Η χρήση τσιμέντου στο σκυρόδεμα έχει πολύ μεγάλη ιστορία, με την βιομηχανική παραγωγή τσιμέντου να ξεκινάει στα μέσα του 19ου αιώνα. Ωστόσο, η συνεχώς εξελισσόμενη παγκόσμια τσιμεντοβιομηχανία κατέχει και έναν από τους κύριους ρόλους στην περιβαλλοντολογική υποβάθμιση, είτε λόγω εξαντλήσεως των πόρων που χρησιμοποιούνται σαν πρώτες ύλες, είτε λόγω των υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων και των εκπομπών CO2 που συνοδεύουν την παραγωγή τσιμέντου.
Για τον λόγο αυτό, το επιστημονικό ενδιαφέρον στρέφεται σε εύρεση τρόπων για την αντικατάσταση των συμβατικών τσιμέντων από άλλα, τα οποία θα είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον. Τα τσιμέντα αυτά ονομάζονται «πράσινα» τσιμέντα, όπου σαν Α’ ύλες χρησιμοποιούνται και παραπροϊόντα άλλων διεργασιών, ενώ η διαδικασία παραγωγής τους είναι ικανή να μειώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν τα θειικομπελιτικά τσιμέντα, τα οποία είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον.
Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην μελέτη των ιδιοτήτων των θειικομπελιτικών τσιμέντων, ενώ μελετάται η επίδραση διαφορετικών συστάσεων A’ υλών, όπως σχεδιάστηκαν από τις τροποποιημένες εξισώσεις του Bogue, αλλά και των διαφορετικών λεπτοτήτων που επιτεύχθηκαν μέσω λειοτρίβησης (3000, 3800 και 4500 cm2/g). Οι τρεις διαφορετικές συνθέσεις που παρήχθησαν βασίστηκαν στην επίτευξη 50%, 27% και 40% κ.β. γιελιμίτη (SB50y, SB27y, SB40y), ενώ κατά αναλογία εμπεριέχονταν και οι υπόλοιπες ορυκτολογικές φάσεις. Η εργαστηριακή σύνθεση αυτών των clinker έγινε με χρήση των ορυκτών Α’ υλών του ασβεστολίθου και του σχιστολίθου, καθώς και παραπροϊόντων, όπως το κατάλοιπο βωξίτη και ο γύψος αποθείωσης καυσαερίων (FGD). Οι τρεις συνθέσεις προέκυψαν από μείγματα αυτών σε κατάλληλες αναλογίες και πυρώθηκαν στους 1330 οC. Στη συνέχεια, τα clinker που παρήχθησαν, μελετήθηκαν ως προς την ελευθέρα άσβεστο, την ειδική επιφάνεια (Blaine), την κοκκομετρία, την συνεκτικότητα, την πήξη, τη διόγκωση καθώς και τη θλιπτική αντοχή. Και οι τρεις συνθέσεις έπηξαν σε χρονικό διάστημα μικρότερο από 30λεπτά, κάτι που τα καθιστά ταχύπηκτα υλικά. Όσον αφορά την κοκκομετρία αυτών εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με τα ποσοστά των κατανομών μεγέθους κόκκων, που ίσως επηρεάζουν τόσο την αντοχή αυτών όσο και την ταχύτητα πήξης τους. Όπως προέκυψε από τις παραπάνω δοκιμές, υψηλότερες ύστερες αντοχές έδειξε να έχει η σύνθεση SB27y με λεπτότητα 4500 cm2/g, παρουσιάζοντας ανάλογες ιδιότητες με τα εμπορικά τσιμέντα 42.5R αλλά αρκετά μικρότερους χρόνους πήξης. |
| author2 |
Spanos, Nikolaos |
| author_facet |
Spanos, Nikolaos Σπανός, Νικόλαος |
| author |
Σπανός, Νικόλαος |
| author_sort |
Σπανός, Νικόλαος |
| title |
Χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων |
| title_short |
Χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων |
| title_full |
Χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων |
| title_fullStr |
Χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων |
| title_full_unstemmed |
Χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων |
| title_sort |
χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15474 |
| work_keys_str_mv |
AT spanosnikolaos charaktērismosprasinōntsimentōn AT spanosnikolaos characterizationofgreencements |
| _version_ |
1771297281629224960 |
| spelling |
nemertes-10889-154742022-09-05T20:40:44Z Χαρακτηρισμός «πράσινων» τσιμέντων Characterization of "green" cements Σπανός, Νικόλαος Spanos, Nikolaos Τσιμέντο Περιβάλλον Πράσινο τσιμέντο Cement Environment Green cement Η βιομηχανία τσιμέντου κατέχει ηγετικό ρόλο στην παγκόσμια κατασκευαστική βιομηχανία καθώς και την βιομηχανία δομικών υλικών. Η παραγωγή τσιμέντου έχει υποστεί τεράστιες εξελίξεις από την αρχή της, που χρονολογείται πριν από περίπου 2.000 χρόνια. Η χρήση τσιμέντου στο σκυρόδεμα έχει πολύ μεγάλη ιστορία, με την βιομηχανική παραγωγή τσιμέντου να ξεκινάει στα μέσα του 19ου αιώνα. Ωστόσο, η συνεχώς εξελισσόμενη παγκόσμια τσιμεντοβιομηχανία κατέχει και έναν από τους κύριους ρόλους στην περιβαλλοντολογική υποβάθμιση, είτε λόγω εξαντλήσεως των πόρων που χρησιμοποιούνται σαν πρώτες ύλες, είτε λόγω των υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων και των εκπομπών CO2 που συνοδεύουν την παραγωγή τσιμέντου. Για τον λόγο αυτό, το επιστημονικό ενδιαφέρον στρέφεται σε εύρεση τρόπων για την αντικατάσταση των συμβατικών τσιμέντων από άλλα, τα οποία θα είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον. Τα τσιμέντα αυτά ονομάζονται «πράσινα» τσιμέντα, όπου σαν Α’ ύλες χρησιμοποιούνται και παραπροϊόντα άλλων διεργασιών, ενώ η διαδικασία παραγωγής τους είναι ικανή να μειώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν τα θειικομπελιτικά τσιμέντα, τα οποία είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην μελέτη των ιδιοτήτων των θειικομπελιτικών τσιμέντων, ενώ μελετάται η επίδραση διαφορετικών συστάσεων A’ υλών, όπως σχεδιάστηκαν από τις τροποποιημένες εξισώσεις του Bogue, αλλά και των διαφορετικών λεπτοτήτων που επιτεύχθηκαν μέσω λειοτρίβησης (3000, 3800 και 4500 cm2/g). Οι τρεις διαφορετικές συνθέσεις που παρήχθησαν βασίστηκαν στην επίτευξη 50%, 27% και 40% κ.β. γιελιμίτη (SB50y, SB27y, SB40y), ενώ κατά αναλογία εμπεριέχονταν και οι υπόλοιπες ορυκτολογικές φάσεις. Η εργαστηριακή σύνθεση αυτών των clinker έγινε με χρήση των ορυκτών Α’ υλών του ασβεστολίθου και του σχιστολίθου, καθώς και παραπροϊόντων, όπως το κατάλοιπο βωξίτη και ο γύψος αποθείωσης καυσαερίων (FGD). Οι τρεις συνθέσεις προέκυψαν από μείγματα αυτών σε κατάλληλες αναλογίες και πυρώθηκαν στους 1330 οC. Στη συνέχεια, τα clinker που παρήχθησαν, μελετήθηκαν ως προς την ελευθέρα άσβεστο, την ειδική επιφάνεια (Blaine), την κοκκομετρία, την συνεκτικότητα, την πήξη, τη διόγκωση καθώς και τη θλιπτική αντοχή. Και οι τρεις συνθέσεις έπηξαν σε χρονικό διάστημα μικρότερο από 30λεπτά, κάτι που τα καθιστά ταχύπηκτα υλικά. Όσον αφορά την κοκκομετρία αυτών εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με τα ποσοστά των κατανομών μεγέθους κόκκων, που ίσως επηρεάζουν τόσο την αντοχή αυτών όσο και την ταχύτητα πήξης τους. Όπως προέκυψε από τις παραπάνω δοκιμές, υψηλότερες ύστερες αντοχές έδειξε να έχει η σύνθεση SB27y με λεπτότητα 4500 cm2/g, παρουσιάζοντας ανάλογες ιδιότητες με τα εμπορικά τσιμέντα 42.5R αλλά αρκετά μικρότερους χρόνους πήξης. The cement industry plays a leading role in the global construction industry as well as the building materials industry. Cement production has undergone tremendous developments since its inception, dating back about 2,000 years. The use of cement in concrete has a very long history, with the industrial production of cement starting in the middle of the 19th century. However, the ever-evolving global cement industry has also played a major role in environmental degradation, either due to depletion of raw materials or due to the high energy requirements and CO2 emissions that accompany cement production. For this reason, scientific interest is focused on finding ways to replace conventional cements with others that will be more environmentally friendly. These cements are called "green" cements, where by-products of other processes are used as alternative raw materials, while their production process is able to reduce carbon dioxide emissions. Sulphobelite cements belong to this category and they are more environmentally friendly. The present diploma thesis focuses on the study of the properties of sulphobelite cements, while studying the effect of different compositions of raw materials, as designed by the modified Bogue equations, but also of the different finenesses achieved by grinding (3000, 3800 and 4500 cm2/g). The three different compositions produced were based on achieving 50%, 27% and 40% w/w yeelimite (SB50y, SB27y, SB40y), while the other mineralogical phases were included in proportion. The laboratory synthesis of these clinkers was done using limestone and shale mineral raw materials, as well as by-products such as bauxite residue and flue gas desulphurisation gypsum (FGD). The three compositions were obtained from mixtures thereof in appropriate proportions and heated at 1330 οC. Then, the clinkers produced were studied in terms of free lime, specific surface area (Blaine), granulometry, soundness, setting time, swelling as well as compressive strength. All three compositions had a setting time of less than 30 minutes, which makes them fast-setting materials. Regarding their granulometry, conclusions were drawn about the percentages of grain size distributions, which may affect both their strength and their setting rate. As it resulted from the above tests, the composition SB27y with a fineness of 4500 cm2/g showed higher later strengths, presenting similar properties to the commercial cements 42.5R but much shorter setting times. 2021-11-01T06:53:58Z 2021-11-01T06:53:58Z 2021-10-13 http://hdl.handle.net/10889/15474 gr application/pdf |
