Παρασκευή τσιμέντου με χρήση ελληνικών τεφρών και μελέτη των ιδιοτήτων του

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παρασκευή τσιμέντου Portland με αντικατάσταση μέρους των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται παραδοσιακά με ποσοστό ελληνικών τεφρών (ιπτάμενων και υγρών) και η μελέτη των μηχανικών ;ιδιοτήτων του. Η μελέτη αξιοποίησης του συγκεκριμένου παραπροϊόντος θεωρήθηκε απαραίτητη καθώς στην Ελλάδα υπάρχουν τεράστιες ποσότητες που παραμένουν ανεκμετάλλευτες και επιβαρύνουν το περιβάλλον. Για την πραγματοποίηση των πειραματικών διαδικασιών χρησιμοποιήθηκαν ΙΤ (ιπτάμενες τέφρες) από δύο ενεργειακούς σταθμούς, Καρδιάς και Μεγαλόπολης καθώς και ΥΤ (υγρή τέφρα) Μεγαλόπολης. Τα τσιμέντα που παράχθηκαν είχαν το μέγιστο δυνατό ποσοστό υποκατάστασης από αυτές τις τέφρες και μελετήθηκαν οι αντοχές τους στις 2,7 και 28 μέρες καθώς και η πορεία ενυδάτωσης τους σε 2,7,28 και 90 μέρες. Στο θεωρητικό μέρος αντιμετωπίζονται: i) η πορεία παραγωγής του τσιμέντου με ιδιαίτερη έμφαση στην έψηση, ii) τα είδη τσιμέντου που υπάρχουν, iii) οι πρώτες ύλες στην βιομηχανία του τσιμέντου (παραδοσιακές και εναλλακτικές) και iv) οι χρήσεις και οι υπάρχουσες έρευνες για την αξιοποίηση των ιπτάμενων και υγρών τεφρών τόσο σε παγκόσμιο όσο και σε εθνικό επίπεδο. Στο πλαίσιο του πειραματικού μέρους σταδιακά αντιμετωπίζονται: i) ο χαρακτηρισμός των πρώτων υλών και των τεφρών με διάφορες μεθόδους (XRF, XRD, TG), ii) η σύνθεση των φαρινών, iii) η επιλογή της θερμοκρασίας έψησης iv) οι αντοχές των παραγόμενων τσιμέντων και v) η μελέτη ενυδάτωσης τους με XRD και TG-DTG . Συμπερασματικά οι ελληνικές τέφρες μπορούν να υποκαταστήσουν παραδοσιακές πρώτες ύλες για την παρασκευή τσιμέντου με ενεργειακά οφέλη και βελτίωση των ιδιοτήτων των παραγόμενων προϊόντων.

The purpose of this thesis is to manufacture cement using Greek fly and bottom ashes as raw materials and study its properties. The study was necessary as in Greece there is a large quantity of fly and bottom ashes that remain indisposed. To carry out the experimental procedures two kinds of fly ash was used from two power stations (Kardia, Megalopoli) and one kind of bottom ash (Megalopoli). The cement that was produced had the maximum possible rate of substitution of each ash. The compressive strength was studied at 2,7 and 28 days as well as the progress of hydration at 2,7,28 and 90 days after the cement production with XRD and TG-DTG.