Αξιοποίηση Κεραμικών Οικοδομικών Αποβλήτων στην παραγωγή Σύνθετων Τσιμέντων

Valorization of Ceramics Construction Wastes in the Production of Composite Cements (english)

  1. MSc thesis
  2. Ρόμπου, Ευαγγελία
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 16 May 2020 [2020-05-16]
  5. Ελληνικά
  6. 101
  7. Τσακιρίδης , Πέτρος
  8. Τσακιρίδης , Πέτρος | Μαλαμάκης, Απόστολος
  9. Τσιμεντόπαστα | Cement paste | Αξιοποίηση | valorization | Κεραμικά Απόβλητα | ceramic waste | Οικοδομικά Απόβλητα, Απόβλητα Κατεδάφισης | construction and demolition waste | Σύνθετο Τσιμέντο | blended cement | Portland | Portland | κονίαμα | mortar
  10. 25
  11. 121
  12. πίνακες, εικόνες, διαγράμματα, φωτογραφίες σχήματα
    • Η ολοένα αυξανόμενη ζήτηση τσιμέντου οδηγεί σε συνεχή αύξηση της παραγωγής του με αποτέλεσμα την εντατική κατανάλωση των μη ανανεώσιμων πηγών πρώτων υλών και μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας, ενώ ταυτόχρονα τα στερεά απόβλητα των οικοδομικών υλικών θάβονται ή σωρεύονται. Η επαναχρησιμοποίηση ως πρακτική, προωθεί την ελαχιστοποίηση των αποβλήτων και βοηθά στην διατήρηση των αποθεμάτων με τη χρήση παραπροϊόντων ως πρώτες ύλες ή ως καύσιμα κατά τις διεργασίες παραγωγής. Η αξιοποίηση εναλλακτικών πρώτων υλών πρέπει να διασφαλίζει τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των οικοδομικών υλικών, τα οποία δεν πρέπει να διαφοροποιούνται από τα συνήθη προϊόντα τσιμέντου. Τα ΑΕΚΚ, αποτελούν περίπου το 25% της συνολικής ποσότητας των στερεών αποβλήτων που παράγονται και το 75% εξ’ αυτών οδηγείται σε χώρους υγειονομικής ταφής. Στην Ελλάδα, το ποσοστό των ΑΕΚΚ που ανακυκλώνεται και επαναχρησιμοποιείται δεν ξεπερνά το 5%. Τα κεραμικά υλικά, που προέρχονται από Οικοδομικά Απόβλητα Τοιχοποιΐας (ΟΑΤ), έχουν χαμηλότερη αντοχή και υψηλότερη υγροσκοπικότητα συγκρινόμενα με τα φυσικά αδρανή. Το τσιμέντο Portland CEM I 52,5 με ειδική επιφάνεια 3550 cm2/g και ειδικό βάρος 3,14 g/cm3, αντικαταστάθηκε από ΟΑΤ με ειδική επιφάνεια 3950 cm2/g και ειδικό βάρος 2,52 g/cm3, σε ποσοστά 5,10,15 και 20%, τα οποία και αποτέλεσαν τα δείγματα τα οποία υποβλήθηκαν σε χημικούς, ορυκτολογικούς, φυσικούς και μηχανικούς ελέγχους προκειμένου να διαπιστωθεί η βιωσιμότητα των τσιμέντων αυτών. Οι σχετικές ιδιότητες που ελέχθησαν κατά την υγρή φάση ήταν η λειτουργικότητα και η δέσμευση νερού, ενώ μετά την πήξη του μείγματος μετρήθηκε η θλιπτική αντοχή. Πριν την ενυδάτωση εξετάστηκαν τα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά των κονιαμάτων προκειμένου να διαπιστωθεί η συμβατότητα τους με το τσιμέντο αναφοράς. Η χημική τους σύσταση ήταν παρόμοια με του τσιμέντου αναφοράς. Με την αύξηση των ποσοστών αντικατάστασης αυξήθηκε η ειδική επιφάνεια, το νερό κανονικής πλαστικότητας, οι χρόνοι πήξης και η διόγκωση Le Chatelier, ενώ αντίθετα μειώθηκε το ειδικό βάρος. Παρά την μείωση της θλιπτικής αντοχής που παρατηρήθηκε με την αύξηση των ποσοστών αντικατάστασης, η θλιπτική αντοχή ανά δείγμα αυξάνονταν με τον ίδιο ρυθμό σε σχέση με το τσιμέντο αναφοράς κατά τις ημέρες ενυδάτωσης. Τα χαρακτηριστικά αυτά συγκρίθηκαν με σχετική βιβλιογραφία προκειμένου να διαπιστωθεί αν υπάρχει συμφωνία αποτελεσμάτων. Τα αποτελέσματα των ελέγχων έδειξαν πως τα δείγματα με ποσοστό αντικατάστασης τσιμέντου έως 20% με ΟΑΤ, ήταν μέσα στα όρια του ΕΛΟΤ ΕΝ 197-1 και πως για αυτά τα ποσοστά αντικατάστασης, δεν επηρεάζεται σημαντικά η υψηλή ποιότητα του τελικού προϊόντος. Επομένως, τα δείγματα μπορούν να χαρακτηριστούν ως τσιμέντο υψηλής ποιότητας και αυτά.
    • Increasing demand for cement leads to increased production, resulting in excessive consumption of non-renewable raw materials and energy, while solid building materials are buried or accumulated. Reuse, promotes waste minimization and helps preserve stocks by using by-products as raw materials or as fuels, during production processes. The use of alternative raw materials must ensure the quality characteristics of building materials, which must not be differentiated from conventional cement products. CDWs constitute about 25% of the total amount of solid waste produced where 75% are disposed of in landfills. In Greece, the percentage recycled and reused does not exceed 5%. Masonry waste-derived ceramic materials have characteristics such as low strength and high hygroscopicity, compared to natural aggregates. By adjusting the ratio, the concrete and cement mortar characteristics will be improved in different extensions, using ceramic aggregates as fine or coarse aggregates. Portland CEM I 52.5 with a specific surface area of 3550 cm2/g and a specific weight of 3.14g/cm3 was replaced by masonry waste with a specific surface area of 3950cm2/g and a specific weight of 2.52g/cm3 at 5%, 10%, 15% and 20%, which were the samples that were subjected to chemical, mineralogical, physical and mechanical tests to determine the viability of these cements. The relative properties taken into account were: functionality and water binding during the wet phase, while compressive strength after the mixing phase. Prior to hydration, the physical and chemical characteristics of the mortars were measured to determine their compatibility and course of mixing. Their chemical composition was similar to that of the reference cement. Increasing replacement rates increased the specific surface area, plasticity, setting times, and Le Chatelier swelling, while decreasing the specific gravity. Despite decreasing compressive strength with increasing percentages, compressive strength per sample increased similar to the reference cement, proportionally to age (days of hydration). These features were compared with relevant literature to determine whether there was an agreement on data provided. The results of the tests showed that these samples were within the limits of ELOT EN 197-1 and that these replacement rates did not significantly alter the high quality of the reference cement. The samples can be characterized as high quality cement as well.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.