ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ ΑΝΑΚΥΚΛΩΜΕΝΟΥ ΥΑΛΟΤΡΙΜΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΤΣΙΜΕΝΤΩΝ

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE ADDITION OF RECYCLING GLASS CULLET TO THE PRODUCTION OF COMPOSITE CEMENTS (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. ΚΕΧΑΓΙΑ, ΠΑΝΑΓΙΩΤΑ
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 05 Σεπτεμβρίου 2020 [2020-09-05]
  5. Ελληνικά
  6. 116
  7. ΤΣΑΚΙΡΙΔΗΣ, ΠΕΤΡΟΣ
  8. ΤΣΑΚΙΡΙΔΗΣ, ΠΕΤΡΟΣ | ΜΟΥΣΤΑΚΑΣ, ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ
  9. Κοινό Τσιμέντο Portland - Portland Cement | Κλίνκερ - Clinker | Υαλόθραυσμα - Glass cullet | Σταθερότητα όγκου - Volume Stability | Λόγος νερού προς τσιμέντο - Water to Cement Ratio | Ποζολανικότητα - Pozzolanicity | Θλιπτική Αντοχή - Compressive Strength | Ενυδάτωση Τσιμέντου - Cement Hydration | Αλκαλοπυριτική Αντίδραση - Alkali-Silicate Reaction | Κοκκομετρία - Granulometry | Ποσοστό Αντικατάστασης - Percentage Cement Substitution
  10. 16
  11. 65
  12. Περιέχει : πίνακες, διαγράμματα, εικόνες, εξισώσεις.
    • Το τσιμέντο θεωρείται το βασικό υλικό των κατασκευών παγκοσμίως. Τεράστιες ποσότητες τσιμέντου παράγονται από τη βιομηχανία του είδους ετησίως, καταναλώνοντας φυσικούς πόρους ασβεστόλιθου, αργιλικών πετρωμάτων και γύψου. Η απαιτούμενη ενέργεια για την παραγωγική διαδικασία προέρχεται από την καύση ορυκτών καυσίμων με αποτέλεσμα την εκπομπή αερίων του θερμοκηπίου και τη γενικότερη περιβαλλοντική επιβάρυνση του πλανήτη. Πέραν του τσιμέντου, το γυαλί είναι ένα προϊόν καθημερινής χρήσης, κυρίως στη συσκευασία βρώσιμων προϊόντων. Ο περιβαλλοντικός προσανατολισμός προς τη μείωση χρήσης του πλαστικού και η δυνατότητα ανακύκλωσης του γυαλιού, έχει ως αποτέλεσμα την ανοδική πορεία της παραγωγής του τις τελευταίες δεκαετίες. Το γυαλί ως εξαιρετικά ανθεκτικό υλικό δύναται να επαναχρησιμοποιηθεί πολλαπλές φορές μετά από σύντηξη στην παραγωγή νέου γυαλιού. Παρόλα αυτά, ετησίως μεγάλες ροές υαλοθραύσματος καταλήγουν ως απόβλητο σε χώρους υγειονομικής ταφής λόγω της ποιοτικής αδυναμίας τους να επαναχρησιμοποιηθούν ως πρώτη ύλη στην υαλουργία. Με γνώμονα τη δομή, τη χημική σύσταση και τις ποζολανικές ιδιότητες του γυαλιού, στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξέταση της δυνατότητας χρήσης του υαλοθραύσματος στην παραγωγή σύνθετων τσιμέντων με αντικατάσταση ποσοστού άλλων συστατικών του κλίνκερ. Πραγματοποιείται συγκριτική αξιολόγηση της διαθέσιμης επιστημονικής έρευνας και ταυτόχρονα πειραματική αξιολόγηση για την προσθήκη του γυαλιού στο τσιμέντο και τη βιωσιμότητα του εγχειρήματος, αναφορικά με τις μηχανικές θλιπτικές αντοχές του τελικού προϊόντος. Οι πειραματικές διαδικασίες περιλαμβάνουν ανάλυση της φυσικής, χημικής και ορυκτολογικής σύστασης του τσιμέντου και του υαλοθραύσματος ως πρώτες ύλες, καθώς και τη διερεύνηση των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων πέντε παραγόμενων δοκιμίων τσιμεντοκονιάματος, με διαφορετικό ποσοστό μερικής αντικατάστασης τσιμέντου από υαλότριμμα το κάθε ένα. Τα τέσσερα υβριδικά δοκίμια περιέχουν 5, 10, 15 και 20% περιεκτικότητα σε υαλότριμμα ενώ παράγεται και ένα συμβατικό δοκίμιο αναφοράς σύμφωνα με το ΕΝ 196-1:2016. Οι διαθέσιμες επιστημονικές έρευνες καταδεικνύουν ναι μεν τη δυνατότητα χρήσης του υαλοθραύσματος στο τσιμέντο, αλλά υπό συγκεκριμένες προϋποθέσεις που αφορούν στην σύσταση, την κοκκομετρία και το ποσοστό αντικατάστασης του. Γενικότερος στόχος είναι η εκμετάλλευση της ποζολανικότητας του γυαλιού και η μετρίαση της αλκαλοπυριτικής αντίδρασης που λαμβάνει χώρα κατά την ενυδάτωση του μίγματος. Η πειραματική διερεύνηση της μεταπτυχιακής εργασίας επιβεβαιώνει την παραγωγή τσιμέντου με ικανοποιητικές μηχανικές ιδιότητες με χρήση λεπτόκοκκου υαλοτρίμματος έως και 90μm μέγεθος κόκκου και ποσοστό αντικατάστασης τσιμέντου από υαλότριμμα έως και 15%. Περαιτέρω επιστημονική διερεύνηση απαιτείται αναφορικά με την επίδραση της φθοράς και της γήρανσης του γυαλιού στη θλιπτική αντοχή των νέων σύνθετων υλικών.
    • Cement is the basic construction material worldwide. Huge quantities of cement are produced annually, consuming natural resources of limestone, clayey rocks and gypsum. The energy consumption, required for the production process, comes from the direct combustion of fossil fuels, which are responsible for the emission of greenhouse gases and the general environmental impacts on the planet. In addition to cement, glass is a product of daily use, especially in the packaging of edible products. The environmental need for reduction of plastic and the ability of glass to be recycled, has as a result the upward course of its production in the last decades. Glass, as an extremely durable material, can be reused multiple times after fusion to produce new glass. However, annually large streams of glass cullet end up as waste in landfills due to their qualitative inability to be reused in glass production. Based on the structure, chemical composition and pozzolanic properties of the glass, the aim of this Master's dissertation is to examine the possibility of using the glass cullet in the production of composite cements by replacing a percentage of other clinker components. A comparative evaluation of the available scientific research is carried out, as well as an experimental evaluation for the addition of glass to the cement and the viability of the project, regarding the mechanical compressive strengths of the final product. The experimental procedures include the analysis of the physical, chemical and mineralogical composition of cement and glass cullet, as well as the investigation of the physical and mechanical properties of five cement mortar samples produced with different percentages of partial cement replacement by glass cullet. The four hybrid specimens contain 5, 10, 15 and 20% glass cullet while a conventional reference specimen is produced according to EN 196-1: 2016. The available scientific research demonstrates the possibility of using the glass shavings in cement, but under certain conditions concerning its composition, granulometry and percentage of replacement. The general goal is to take advantage of the glass pozzolanic behavior and to mitigate the alkali-silica reaction in concrete that takes place during the hydration of the mixture. The experimental investigation of the master's thesis confirms the production of cement with satisfactory mechanical properties using finely ground lightweight glass with a mean particle size up to 90μm and small cement substitution with glass cullet up to 15%. Further scientific consideration is required concerning the impact of the glass cullet weathering is in the compressive strength of new cement composites.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.