Η παρούσα διπλωματική εργασία με θέμα “Η αλκαλική ενεργοποίηση ως τεχνική αξιοποίησης βιομηχανικών αποβλήτων και παραπροϊόντων” εκπονήθηκε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου με τίτλο “Διαχείριση Αποβλήτων”. Σκοπός της εργασίας είναι να παρουσιάσει τις βασικές αρχές της τεχνικής της αλκαλικής ενεργοποίησης βιομηχανικών αποβλήτων και παραπροϊόντων προς σχηματισμό γεωπολυμερών. Συγκεκριμένα, γίνεται συστηματική καταγραφή του μηχανισμού της τεχνικής της αλκαλικής ενεργοποίησης και των φυσικοχημικών φαινομένων που λαμβάνουν χώρα σε αυτήν. Η τεχνική της αλκαλικής ενεργοποίησης μπορεί να εφαρμοστεί σε κάθε βιομηχανικό απόβλητο, πλούσιο σε αργίλιο και πυρίτιο, το οποίο έχει την δυνατότητα να διαλυτοποιηθεί σε αλκαλικό διάλυμα. Τα παραγόμενα γεωπολυμερή εμφανίζουν πλήθος ιδιοτήτων, όπως μικροπορώδη δομή, γρήγορη πήξη, χαμηλή διαπερατότητα, υψηλές αντοχές σε θλίψη, ανθεκτικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες και σε ακραίο χημικά περιβάλλον (όξινο ή διαβρωτικό) κ.α. Οι εφαρμογές τους είναι πολλές και σε διαφορετικά πεδία όπως δομικά υλικά, σταθεροποίηση τοξικών αποβλήτων, πυρίμαχα υλικά ειδικών χρήσεων, διακοσμητικές κατασκευές και αποκατάσταση έργων τέχνης. Τα δύο κύρια βιομηχανικά απόβλητα και παραπροϊόντα που εξετάζονται στην παρούσα εργασία είναι οι σκωρίες και η ιπτάμενη τέφρα, λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών τους και των μεγάλων ποσοτήτων που παράγονται κατά τα διάφορα στάδια βιομηχανικών διεργασιών. Το μέγεθος των κόκκων, τόσο των σκωριών όσο και της ιπτάμενης τέφρας, είναι μια σημαντική παράμετρος για την επιτυχημένη εφαρμογή της μεθόδου της αλκαλικής ενεργοποίησης με τα λεπτόκοκκα σωματίδια να εμφανίζουν περισσότερη δραστικότητα. Τέλος, πραγματοποιείται εκτεταμένη βιβλιογραφική έρευνα, η οποία αφορά τις διάφορες παραμέτρους που επηρεάζουν την τεχνική της αλκαλικής ενεργοποίησης (πρώτες ύλες, διάλυμα ενεργοποίησης και συνθήκες ωρίμανσης), την ταυτοποίηση και τις ιδιότητες των τελικών γεωπολυμερικών προϊόντων. Απώτερος σκοπός αυτής της βιβλιογραφικής έρευνας είναι η διαμόρφωση κριτηρίων για την επιλογή αποβλήτων που μπορούν να αξιοποιηθούν με την τεχνική της αλκαλικής ενεργοποίησης, αποτελώντας και το καινοτόμο στοιχείο της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας. Τα κριτήρια αυτά αφορούν τον λόγο Si/Al, την περιεκτικότητα του αποβλήτου σε οξείδιο του ασβεστίου, την ορυκτολογική σύσταση και τη θερμική προϊστορία του αποβλήτου.
This diploma thesis entitled “Exploitation of industrial waste and by-products through alkali activation” was elaborated within the framework of the postgraduate program of the Hellenic Open University entitled “Waste Management”. The aim of this work is to present the basic principles of exploitation of industrial waste and by-products through alkali activation in order to produce geopolymers. Specifically, it becomes a systematic recording of the technical mechanism of alkali activation and of physicochemical phenomena that take place. The alkali activation can be applied to any industrial waste, rich in aluminum and silicon, which has the ability to dissolve in alkali solution. The produced geopolymers display a number of properties, such as microporous structure, fast coagulation, low permeability, high compressive strength, resistance to high temperatures and in extreme chemical environment (acidic or corrosive). Their applications are many and in different fields such as building materials, toxic waste stabilization, refractory materials for special use, decorative constructions and restoration of works of art. The two main industrial waste and by-products examined in this work are the slags and fly ash, because of their specific characteristics and the large quantities produced during the various stages of industrial processes. The size of grains, both the slags and the fly ash, is an important parameter for the successful application of alkali activation with the fine participles to show more activity. Finally, an extensive bibliographic survey is done, which involves the various parameters affecting the alkali activation (raw materials, solution activation and maturation conditions), the identification and the properties of the final geopolymeric products. The ultimate goal of this survey is the formulation of criteria for the selection of waste that can be exploited though alkali activation, becoming the innovative element of this diploma. These criteria relate to Si/Al, waste content to calcium oxide, the mineralogical and the thermal history of the waste.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Κύρια Αρχεία Διατριβής
Η ΑΛΚΑΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΩΣ ΤΕΧΝΙΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΠΡΟΪΟΝΤΩΝ - Identifier: 151788
Internal display of the 151788 entity interconnections (Node labels correspond to identifiers)
