Ανάπτυξη δομικών υλικών με χαμηλή εκπομπή σκόνης

Γεωργουλέα, Σωτηρία-Κυριακή; Georgoulea, Sotiria-Kyriaki

dc.contributor.author	Γεωργουλέα, Σωτηρία-Κυριακή	el
dc.contributor.author	Georgoulea, Sotiria-Kyriaki	en
dc.date.accessioned	2016-05-05T08:19:57Z
dc.date.available	2016-05-05T08:19:57Z
dc.date.issued	2016-05-05
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42453
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4303
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση των Κατασκευών”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Τεχνολογία χαμηλής εκπομπής σκόνης	el
dc.subject	Τσιμεντοειδής κόλλα πλακιδίων	el
dc.subject	Τσιμέντο	el
dc.subject	Ίνες κυτταρίνης	el
dc.subject	Μηχανικές ιδιότητες	el
dc.subject	Low-dust technology	en
dc.subject	Cementious tile adhesive	en
dc.subject	Cement	en
dc.subject	Cellulosic fibers	en
dc.subject	Mechanical properties	en
dc.title	Ανάπτυξη δομικών υλικών με χαμηλή εκπομπή σκόνης	el
dc.title	Development of low-dust building materials	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Δομικά Υλικά	el
heal.classification	Building Materials	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-03-07
heal.abstract	Χαρακτηριστικό των υλικών με βάση το τσιμέντο είναι η υψηλή τους τάση να σχηματίζουν σκόνη κατά την παραγωγή, τη μεταφορά, την ανάμειξη και τη μεταχείρισή τους. Η αιωρούμενη σκόνη των υλικών αυτών προκαλεί σοβαρά προβλήματα υγείας στους εργαζόμενους και επιβαρύνει τις συνθήκες εργασίας. Επιπλέον, τα πιο λεπτά σωματίδια που απομακρύνονται υπό τη μορφή σκόνης πιθανώς να είναι τα πρόσθετα που με χαμηλό ποσοστό συμμετέχουν στη σύνθεση. Τα πρόσθετα των συνθέσεων με βάση το τσιμέντο συνήθως αποτελούν συστατικά υψηλού κόστους και καθορίζουν σημαντικά τις ιδιότητες του τελικού προϊόντος. Ως εκ τούτου, η απώλεια των εν λόγω συστατικών μπορεί να τροποποιήσει τη σύσταση της σύνθεσης, μειώνοντας με τον τρόπο αυτό την απόδοση του τελικού προϊόντος. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη δομικών υλικών με βάση το τσιμέντο χαμηλής εκπεμπόμενης σκόνης. Ως υλικά αναφοράς επιλέγονται μία εμπορικά διαθέσιμη κόλλα πλακιδίων υψηλών επιδόσεων με βάση το τσιμέντο και ένα τσιμέντο τύπου Portland. Για την παραγωγή της κόλλας πλακιδίων και του τσιμέντου με χαμηλή τάση σχηματισμού σκόνης, χρησιμοποιήθηκαν διάφοροι τύποι ινών κυτταρίνης και υγρών προσθέτων. Πιο αναλυτικά, για την ανάπτυξη της κόλλας πλακιδίων με χαμηλή εκπομπή σκόνης, διερευνήθηκε η προσθήκη έξι τύπων ινών κυτταρίνης και δύο τύπων υγρών νεοπεντυλο-γλυκόλης σε διάφορες περιεκτικότητες. Διαπιστώθηκε ότι οι ίνες κυτταρίνης και τα υγρά νεοπεντυλο-γλυκόλης μειώνουν σημαντικά την τάση σχηματισμού σκόνης της κόλλας πλακιδίων. Με την προσθήκη ινών κυτταρίνης σε περιεκτικότητα 1.50% κ.β. κόλλας πλακιδίων, επιτυγχάνεται μία σημαντική μείωση της σκόνης, η οποία κυμαίνεται από 68 έως 84%, ανάλογα με τον τύπο της ίνας. Ακόμη καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται με την προσθήκη των υγρών νεοπεντυλο-γλυκόλης, τα οποία σε περιεκτικότητα 1.50% κ.β. κόλλας πλακιδίων οδηγούν σε μία μείωση της σκόνης της τάξης του 95%. Εκτός από την αποτελεσματικότητα των προσθέτων ως προς τη μείωση της σκόνης, διερευνήθηκε και η επίδρασή τους στις φυσικές ιδιότητες της νωπής κόλλας πλακιδίων και τις μηχανικές ιδιότητες της σκληρυμένης κόλλας. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών, η παρουσία των ινών κυτταρίνης και των υγρών νεοπεντυλο-γλυκόλης δεν υποβαθμίζει τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες της κόλλας πλακιδίων. Τέλος, εξετάστηκε η επιβάρυνση του κόστους παραγωγής της κόλλας πλακιδίων λόγω της προσθήκης των ινών κυτταρίνης και των υγρών νεοπεντυλο-γλυκόλης. Από τη συσχέτιση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων της σκόνης, των δοκιμών προσδιορισμού των μηχανικών ιδιοτήτων και του κόστους παραγωγής, προέκυψε ως βέλτιστη λύση το υγρό νεοπεντυλο-γλυκόλης τύπου Β σε περιεκτικότητα 1.50% κ.β. κόλλας. Η κόλλα πλακιδίων με υγρό τύπου Β εμφανίζει μειωμένη τάση σχηματισμού σκόνης κατά 96% συγκριτικά με τη συμβατική κόλλα, παρόμοια μηχανική συμπεριφορά και επιβάρυνση του κόστους παραγωγής κατά 43.50 €/tn. Για την παραγωγή του τσιμέντου με χαμηλή εκπομπή σκόνης, διερευνήθηκε η προσθήκη δύο τύπων ινών κυτταρίνης, τριών τύπων υγρών νεοπεντυλο-γλυκόλης και ενός λαδιού σιλικόνης σε διάφορες περιεκτικότητες. Διαπιστώθηκε ότι οι ίνες κυτταρίνης και τα υγρά νεοπεντυλο-γλυκόλης μειώνουν σημαντικά την τάση σχηματισμού σκόνης του τσιμέντου. Η μέτρηση της σκόνης του τσιμέντου με λάδι σιλικόνης απέτυχε λόγω έντονων, κατά περιοχές, συσσωματώσεων. Με την προσθήκη ινών κυτταρίνης σε περιεκτικότητα 1.50% κ.β. τσιμέντου, επιτυγχάνεται μία σημαντική μείωση της σκόνης, η οποία κυμαίνεται από 79 έως 93%, ανάλογα με τον τύπο της ίνας. Η αντίστοιχη μείωση της σκόνης λόγω της προσθήκης των υγρών νεοπεντυλο-γλυκόλης κυμαίνεται από 88 έως 95%, ανάλογα με τον τύπο του υγρού. Εκτός από την αποτελεσματικότητα των προσθέτων ως προς τη μείωση της σκόνης, διερευνήθηκε και η επίδρασή τους στις ιδιότητες του νωπού και σκληρυμένου τσιμεντοπολτού. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών, η παρουσία των ινών κυτταρίνης και των υγρών νεοπεντυλο-γλυκόλης δεν υποβαθμίζει τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες του τσιμέντου. Τέλος, εξετάστηκε η επιβάρυνση του κόστους παραγωγής του τσιμέντου λόγω της προσθήκης των ινών κυτταρίνης και των υγρών νεοπεντυλο-γλυκόλης. Από τη συσχέτιση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων της σκόνης, των δοκιμών προσδιορισμού των μηχανικών ιδιοτήτων και του κόστους παραγωγής, προέκυψε ως βέλτιστη λύση το υγρό νεοπεντυλο-γλυκόλης τύπου Β, σε ποσοστό 1.50% κ.β. κόλλας. Το τσιμέντο με υγρό τύπου Β εμφανίζει μειωμένη τάση σχηματισμού σκόνης κατά 95% συγκριτικά με το συμβατικό τσιμέντο, παρόμοια μηχανική συμπεριφορά και επιβάρυνση του κόστους παραγωγής κατά 43.50 €/tn.	el
heal.abstract	Cement-based materials are generally in the form of powdered products and they are known to have a significant dust emission rate during their production, transportation, mixing and handling. That dust emission causes significant health problems to the workers. Furthermore, the finest particles, which blow away, could probably be the additives, that they were used at low-percentage. Such being the case, these constituents are costly and they have a determinant role in the composition and the properties of the final material. Therefore, the loss of such particles, may result in a consequent degradation of the performance at the final material. The overall objective of the present Dissertation is the development of low-dust cement-based materials. A commercially available cementious tile adhesive and a typical Poltant cement were chosen as reference materials. To achieve the dustiness reduction of the reference materials, different types of cellulosic fibers and liquids were used as dust-reducing agents. Concerning the development of the low-dust cementious tile adhesive, it has been investigated the addition effect, at different percentages, of six different types of cellulosic fibers and of two types of esters of neopentyl glycol. It was proven that both cellulosic fibers and esters of neopentyl glycol reduce significantly the dustiness of the cementious tile adhesive. The addition of cellulosic fibers, at a concentration of 1.50% by weight of adhesive, led to a reduction of the dustiness in the range from 68 to 84%, depending on the type of the fiber used. Even better results were achieved by applying the neopentyl glycols, which at the amount of 1.50% by weight of dry adhesive, led to a dust reduction of 95%. Apart from the effect of the chosen agents on the adhesive’s dustiness, their effect on the mechanical properties of the fresh and hardened adhesive was studied. The test results suggested that the addition of cellulosic fibers and liquid agents did not degrade the mechanical performance of the tile adhesive. Finally, the extra cost of tile adhesive’s production due to the addition of cellulosic fibers and liquid agents was examined. By taking into account the results of dust measurements, the overall mechanical behavior and the extra cost of tile adhesive’s production, the liquid type B, at the concentration of 1.50% by weight of dry adhesive, has emerged as the optimal solution. Compared to the conventional cementious tile adhesive, the tile adhesive with neopentyl glycol type B exhibits a dustiness reduction of 96%, similar mechanical performance and an increased production cost equal to 43.50 €/tn. Concerning the development of the low-dust cement, the effect of two different types of cellulosic fibers, three types of esters of neopentyl glycol in liquid form and a silicone oil, at various concentrations, on the dustiness of the cement was investigated. It was proven that both cellulosic fibers and esters of neopentyl glycol reduce significantly the dustiness of the cement. The dustiness measurements of the cement with silicone oil failed because of the intense agglomeration at certain regions. The addition of cellulosic fibers at a concentration of 1.50% by weight of cement led to a reduction of the dustiness in the range from 79 to 93%, depending on the type of the fiber used. The respective dustiness reduction due to the addition of neopentyl glycols ranges from 88 to 95%, depending on the type of liquid. Apart from the effectiveness of the chosen agents on reducing the dustiness of cement, their effect on the mechanical properties of fresh and hardened cement paste was also investigated. The test results suggested that the addition of cellulosic fibers and liquid agents did not degrade the mechanical performance of cement. Finally, the extra cost of cement’s production due to the addition of cellulosic fibers and liquid agents was examined. By taking into account the results of dust measurements, the overall mechanical behavior and the extra cost of cement’s production, the liquid type B, at the concentration of 1.50% by weight of cement, has emerged as the optimal solution. Compared to the conventional cement, the cement with neopentyl glycol type B exhibits a dustiness reduction of 95%, similar mechanical performance and an increased production cost equal to 43.50 €/tn.	en
heal.advisorName	Μπαδογιάννης, Ευστράτιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαγιάννης, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκας, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	190 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true