Αξιοποίηση Αποβλήτων Κοπής Μαρμάρου στην Παραγωγή Σύνθετων Τσιμέντων

Valorization of Marble Dust Cutting-Plant Waste in the Production of Composite Cements (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Κουτρουμπή, Δέσποινα
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 12 Σεπτεμβρίου 2020 [2020-09-12]
  5. Ελληνικά
  6. 120
  7. Τσακιρίδης, Πέτρος
  8. Τσακιρίδης, Πέτρος | Μέρκος, Παναγιώτης
  9. Τσιμέντο «Portland» | Portland cement | απόβλητο σκόνης από κοπή μαρμάρου | Waste Marble Dust | θλιπτική αντοχή | compression strength | σύνθετα τσιμέντα | composite cements
  10. 28
  11. 40
  12. Περιέχει: Εικόνες, πίνακες, διαγράμματα, σχήματα
    • Οι αυξανόμενες ανάγκες στέγασης παγκοσμίως απαιτούν όλο και μεγαλύτερες ποσότητες τσιμέντου καθώς αποτελεί το βασικό υλικό δόμησης των σύγχρονων κατασκευών, εκτινάσσοντας τη ζήτηση του στα 5 δισεκατομμύρια τόνους μέχρι το 2030 στην παγκόσμια αγορά. Η τσιμεντοβιομηχανία θεωρείται από τους βασικούς παράγοντες της ανθρωπογενούς αέριας ρύπανσης, λόγω της μεγάλης κατανάλωσης ενέργειας και της παραγωγής CO2, NOX, SO2 καθώς και σωματιδίων σκόνης. Η εκτεταμένη ζήτηση του τσιμέντου σε συνδυασμό με την ενεργοβόρα διαδικασία παραγωγής του και την παραγωγή σημαντικών ποσοτήτων ρύπων, δημιουργεί την ανάγκη για αναθεώρηση της διαδικασίας παραγωγής του υλικού, για χρήση νέων πρώτων υλών και δημιουργία νέων υλικών τα οποία να μειώνουν τους ρύπους που δημιουργούνται κατά την παραγωγή και ταυτόχρονα να ανταποκρίνονται στις προδιαγραφές δόμησης. Το τσιμέντο Portland ως βασικό υλικό δόμησης αποτελείται κυρίως από τα εξής στοιχεία: Ca, Si, Al και Fe. Τα στάδια της παραγωγής του περιλαμβάνουν α) την εξόρυξη και μεταφορά των Α’ υλών, β) την θραύση των πρώτων υλών, γ) την αποθήκευση και προ-ομογενοποίηση των Α’ υλών (σιλό αποθήκευσης-μύλοι άλεσης), δ) τη ξήρανση και άλεση ε) την ομογενοποίηση της φαρίνας στ) την έψηση της φαρίνας προς παραγωγή κλίνκερ η) την συνάλεση κλίνκερ με γύψο και άλλα υλικά και θ) τη διάθεση τσιμέντου ως τελικό προϊόν. Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει μέσα από τη χρήση βιβλιογραφικών πηγών και πειραματικών δεδομένων, να αποδείξει πως η χρήση της σκόνης που προέρχεται από τη βιομηχανία κοπής μαρμάρου δύναται να αντικαταστήσει επιτυχώς μέρος της απαιτούμενης ποσότητας κλίνκερ που απαιτείται για την παραγωγή κονίας τσιμέντου, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας και την παραγωγή ρύπων που συνεπάγεται η παραγωγή του απορροφώντας το απόβλητο της μαρμαρόσκονης προς παραγωγή νέων σύνθετων τσιμέντων. Η βιβλιογραφική έρευνα στην οποία βασίστηκε η διπλωματική εργασία αφορά στη διαδικασία παραγωγής σύνθετων μιγμάτων τσιμέντου με χρήση σκόνης μαρμάρου ως πρόσμικτο και τον έλεγχο των φυσικοχημικών και μηχανικών ιδιοτήτων τους. Από τη βιβλιογραφία αντλήθηκαν επίσης πληροφορίες για το υπό εξέταση απόβλητο, την σκόνη κοπής μαρμάρου, τα χημικά και φυσικά της χαρακτηριστικά, την ορυκτολογική της σύσταση και τις προγενέστερες έρευνες σχετικά με την χρήση της ως πρόσμικτο για την παραγωγή σύνθετων τσιμέντων. Σχετικά με τις έρευνες οι οποίες αφορούν στη χρήση της μαρμαρόσκονης στη τσιμεντοβιομηχανία, παρατίθενται τα αποτελέσματα της σύγκρισης των δοκιμίων στα οποία έχει προστεθεί μαρμαρόσκονη σε διαφορετικές περιεκτικότητες με τα δοκίμια αναφοράς ως προς τις μηχανικές, φυσικές και ορυκτολογικές ιδιότητες τους. Τα πειραματικά δεδομένα περιλαμβάνουν την κοκκομετρική κατανομή του υπό εξέταση υλικού με χρήση ακτινών laser μικρής γωνίας με τη μέθοδο της σκέδασης, την χημική ανάλυση του με τη μέθοδο XRF (μέθοδος φθορισμού ακτινών Χ ), τον προσδιορισμό του ειδικού βάρους του υπό εξέταση υλικού και των παραγόμενων δοκιμίων με φιάλη Le Chatelier χωρητικότητας 250ml, τον προσδιορισμό των της ειδικής τους επιφάνειας κατά Blaine, τον προσδιορισμό των χρόνων πήξης, τον προσδιορισμό της σταθερότητας του όγκου των δοκιμίων και τέλος τον προσδιορισμό των μηχανικών αντοχών σε θλίψη των δοκιμίων.
    • Growing construction needs worldwide tend to increase the use of cement as a basic building material to 5 billion tones by 2030 on the world market. The cement industry is considered to be one of the main contributors to anthropogenic air pollution factors due to its high energy consumption and production of CO2, NOX, SO2 and dust particles. The widespread demand for cement in combination with the energy consumption for the production process and the significant quantities of pollutants that are being product creates the need to revise the production process by using new raw materials in order to create new products that reduce pollutant production and respond to the building specifications. Portland cement as a basic construction material consists mainly of: Ca, Si, Al and Fe. The procedure of producing cement includes: (a) extraction and transportation of raw materials, (b) crushing of raw materials, (c) storage and pre-homogenization of raw materials (storage silos - milling mills), (d) drying and milling, (e) homogenization of fern, (f) roasting of clinker, (h) grinding of clinker with gyp sum and other materials to the final product of cement (i) and finally sale of cement. The present thesis aims to use bibliographical sources and experimental data to demonstrate that the use of powder from the marble processing industry is capable to partially replace a specific amount of clinker required for cement mortar production leading to a reduce of energy consumption and the pollutants that are being produced during the production process, and also contribute to the absorption of marble waste, in order to produce new composite cements. The bibliographic research on which the thesis is based relates to the cement production process and the materials used, which were examined for their chemical composition and behavior during the production process. Information was also drawn on the waste material, its chemical and physical characteristics, its mineralogical composition and previous investigations into its use as an additive for the production of composite cements. In relation to researches on the use of waste marble dust (WMD) in the cement industry, the results of the studies that WMD has been added at different contents to product composite cement samples are being tested in order to point out the mechanical, physical and mineralogical properties of composite cement products in comparison with reference cement samples. Experimental data include the particle size distribution of the material (WMD) using short-angle laser beams by scattering, its chemical analysis by XRF (X-ray fluorescence method), the determination of the specific weight of the WMD material using the “Le Chatelier” flask with capacity of 250ml, determination of special surface (Blaine method), determination of setting times using the “Vicat needle” apparatus, determination of soundness and finally, determination of mechanical strengths (compression strength).
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.