Αξιοποίηση ιπτάμενης τέφρας για την ανάπτυξη γεωπολυμερικών τσιμέντων

Exploitation of fly ash for the development of polymer cements (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. ΜΑΥΡΟΦΟΡΟΣ, ΜΑΡΙΟΣ
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 16 Σεπτεμβρίου 2018 [2018-09-16]
  5. Ελληνικά
  6. 61
  7. ΖΩΡΑΣ, ΣΤΑΜΑΤΗΣ
  8. ΚΑΛΑΒΡΟΥΖΙΩΤΗΣ, ΙΩΑΝΝΗΣ | ΛΑΝΤΑΒΟΣ, ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ
  9. Ιπτάμενη τέφρα, | γεωπολυμερή | στερεοί ενεργοποιητές
  10. 11
  11. 65
  12. Σχηματα , Πινακες
    • Ο σκοπός τησ παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η επαναχρησιμοποίηση της παραγόμενης ιπτάμενης τεφρας κατά την καύση του λιγνίτη στους ηλεκτροπαραγωγικούς σταθμούς. Συγκεκριμένα, προτείνεται η χρήση της ιπτάμενης τεφρας ως πρώτης ύλης για την ανάπτυξη καινοτόμων δομικών υλικών που ονομάζονται γεωπολυμερή. Τα γεωπολυμερή αποτελούν μία νεα κατηγορία ανόργανων δομικών υλικών με άριστες μηχανικές ιδιότητες και υψηλή ανθεκτικότητα σε θερμική και χημική προσβολή. Ο σχηματισμός των γεωπολυμερών βασίζεται στη χημική αντίδραση μεταξύ ενός αργιλοπυριτικού υλικού και ενός διαλύματος πυριτικού νατρίου, κάτω από έντονα αλκαλικές συνθήκες. Στο πλαίσιο της εργασίας θα εξεταστεί η σύνθεση γεωπολυμερών ιπτάμενης τέφρας με χρήση διαφόρων στερεών αλκαλικών ενεργοποιητών σε αντίθεση με τους παραδοσιακά χρησιμοποιούμενους υγρούς ενεργοποιητές. Για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων θα πραγματοποιηθούν δοκιμές θλιπτικών αντοχών και πυκνότητας. Ο χαρακτηρισμός τόσο των πρώτων υλών όσο και των τελικών προιόντων έγινε με την βοήθεια περίθλασης ακτίνων Χ (XRD) και υπέρυθρης φασματοσκοπίας (FTIR). Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι υπάρχουν στερεοί ενεργοποιητές που δίνουν συνθέσεις που είναι συγκρίσιμες σε αντοχή με εκείνες που χρησιμοποιούν υγρούς ενεργοποιητές. Συγκεκριμένα, η χρήση του άνυδρου πυριτικό νατρίου (Na2SiO3) μπορεί να αντικαταστήσει πλήρως το διάλυμα ενεργοποίησης χωρίς να επηρεάζονται καθόλου οι αντοχές του τελικού προϊόντος. Η χρήση στερεών υδροξειδίων όπως NaOH και μίγματος NaOH και Ca(ΟΗ)2 οδηγεί επίσης σε ικανοποιητικές αντοχές, μόνο όμως με θερμική ωρίμανση στους 70 οC. Η χρήση αλάτων του νατρίου (Na2CO3 και Na2SO4) δεν οδηγεί σε προϊόντα με ικανοποιητικές αντοχές, γεγονός που πιθανόν συνδέεται με την απουσία Si στον ενεργοποιητή.Σε όλες τις περιπτώσεις η ωρίμανση σε υψηλότερη θερμοκρασία ευνοεί σημαντικά την ανάπτυξη των αντοχών. Τέλος, το είδος των ενεργοποιητών επηρεάζει και την ορυκτολογική σύσταση των τελικών προϊόντων. Η χρήση Na2CO3 και Na2SO4 ευνοεί τον σχηματισμό ανθρακικών αλάτων ενώ η χρήση NaOH τον σχηματισμό ζεολιθικών φάσεων.
    • This dissertation aims to investigate the procedure of reuse the fly ash that is produced during the combustion of lignite in power stations. In particular, it is proposed to use fly ash as a raw material for the development of innovative building materials called geopolymers. Geopolymers are a new class of inorganic building materials with excellent mechanical properties and high resistance to thermal and chemical attack. The formation of geopolymers is based on the chemical reaction between an aluminosilicate material and a sodium silicate solution under severe alkaline conditions. In the course of the thesis, the composition of fly ash geopolymers will be examined using different solids of alkaline activators. Tests of compressive strength will be performed to evaluate the results. Compressive strength and density tests will be performed to evaluate the results. The characterization of both raw materials and final products was perfomed by means of X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results of this study revealed that there are solid activators that give nmaterials with comparable strength to those employing liquid activators. In particular, the use of anhydrous sodium silicate (Na2SiO3) can completely replace the activating solution without affecting the final product’s performance. The use of solid hydroxides such as NaOH and a mixture of NaOH and Ca(OH)2 also results in satisfactory strengths, but only after thermal curing at 70 ° C. The use of sodium salts (Na2CO3 and Na2SO4) does not lead to products with satisfactory strengths, possibly linked to the absence of Si in the activator. In all cases, high temperature curing greatly favors the development of robust materials. Finally, the type of activators also affects the mineralogical composition of the final products. The use of Na2CO3 and Na2SO4 promotes the formation of carbonates while the use of NaOH the formation of zeolite phases.
  14. Attribution-NoDerivatives 4.0 Διεθνές