Διερεύνηση της δραστηριότητας ασβέστη προερχόμενου απο εψηση διαφόρων ανθρακικών πετρωμάτων

Abstract

Στη συγκεκριμένη εργασία μελετάται η διερεύνηση της δραστικότητας ασβέστη προερχομένου από έψηση διαφόρων ανθρακικών πετρωμάτων. Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα διαφορετικά ανθρακικά πετρώματα (L1, L2, L7 και L8). Τα δύο από αυτά ήταν μάρμαρα ( L1, L2) και τα άλλα δύο ασβεστόλιθοι (L7, L8). Προσπαθήσαμε μέσα απο μια σειρά πειραμάτων, με βασικό κριτήριο την δραστικότητα των συγκεκριμένων δειγμάτων να καταλήξουμε ποιό από τα παραπάνω δείγματα θα μας δώσει καλής ποιότητας ασβέστη (για δομική κυρίως χρήση). Μετά από την μελέτη των τεσσάρων ανθρακικών πετρωμάτων έγινε μια προσπάθεια να διατυπωθούν κάποια γενικά κριτήρια για την ποιότητά τους. Και τα τέσσερα δείγματά μας είχαν μέγεθος 1.6 – 2 cm. Για το δείγμα L8 έγινε θραύση σε κλάσμα 3 mm ( μικρά τεμάχια ) και άλλο ένα θραύσμα 5 – 6 cm ( μεγάλα τεμάχια ) και μελετήθηκε η δραστικότητα μόνο στη θερμοκρασία των 1050ο C έτσι ώστε να έχουμε μια ένδειξη της επίπτωσης και του μεγέθους του ασβεστολίθου στη δραστικότητα. Οι ασβεστόλιθοι υπέστησαν μια σειρά πειραμάτων. Αρχικά έγινε χημική ανάλυση με την μέθοδο φασματοσκοπία εκπομπής με διέγερση πλάσματος (ICP- AES). Στη συνέχεια προσδιορίστηκαν τα ορυκτά με την μέθοδο περίθλασης ακτίνων Χ (XRD), μελετήθηκαν σε ηλεκτρονικό (SEM) και πολωτικό μικροσκόπιο. Κατόπιν έγιναν εψήσεις (σε εργαστηριακό φούρνο THERMOWATT) σε τρείς διαφορετικές θερμοκρασίες (900 oC, 1050 oC και 1200 oC) και για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα (2 h). Προέκυψαν 14 είδη ασβέστη. Σε κάθε είδος υπολογίστηκε η δραστικότητα, η χημική του σύσταση και η ορυκτολογική σύσταση. Με βάση τα πειραματικά μας αποτελέσματα καταλήγουμε ότι το δείγμα Q2 στους 1050ο C έχει την μεγαλύτερη δραστικότητα σε σχέση με όλα τα άλλα δείγματα στις τρείς θερμοκρασίες. Ενω αντίστοιχα το Q8 στους 900ο C έχει την μικρότερη δραστικότητα. Είναι φανερό ότι αυξάνοντας την θερμοκρασία έψησης, αυξάνει και η δραστικότητα μέχρι τους 1050ο C. Για το δείγμα Q8 το οποίο μελετήσαμε την δραστικότητά του σε σχέση και με το μέγεθος ( μικρό – μεγάλο θραύσμα ) στην θερμοκρασία των 1050ο C καταλήξαμε στο ότι την μεγαλύτερη δραστικότητα έχει το μεγαλύτερο μέγεθος, την μικρότερη δραστικότητα έχει το ενδιάμεσο μέγεθος και την ενδιάμεση δραστικότητα έχει το μικρότερο μέγεθος. Τέλος πρέπει να αναφέρουμε ότι τα δείγματα L1 και L7 είναι εκτός προδιαγραφών λόγω της πλούσιαs περιεκτικότητάς τους σε οξείδιο του μαγνησίου ( MgO ). Σε αντίθεση με τα δείγματα L2 και L8 τα οποία είναι εντός προδιαγραφών και μπορούν να μας δώσουν ασβέστη καλής ποιότητας για δομική χρήση.

In this particular paper is studied the investigation of reactivity of lime deriving from the baking of various carbonic rocks. Four different carbonic rocks (L1, L2, L7 and L8) were used for the study. Two of them were marbles (L1, L2) while the other two were limestones (L7, L8). We tried, out of a full spate of experiments and with our basic criterion being the reactivity of particular samples, to determine which of the above samples would give us good quality lime ( mainly for structural use). After studying the four carbonic rocks, great effort was made to draw up a general set of criteria for determining their quality. All our four samples had a size 1.6 – 2 cm. For the sample L8, there was a fracture at a fraction of 3 mm (small items) and another splinter of 5 – 6 cm (big items) while the reactivity was studied only at the temperature of 1050o C so as to give us a clue of the impact and size of limestone in its reactivity. The limestones underwent a series of experiments. Initially, there was a breakdown of the chemical elements with the method of emission spectroscopy with plasma excitation (ICP- AES). Afterwards were determined the minerals using the method of perithlasis beams H (XRD) and were studied under the electronic (SEM) and polarized microscope. Then, bakings were conducted (in a THERMOWATT laboratorial oven) at three different temperatures (900 oC, 1050 oC and 1200 oC) and within the specific time space of 2 h. This process resulted in 14 types of lime whose reactivity, chemical and mineral constitution were calculated. On the basis of our experimental results, we have come to the conlusion that sample Q2 at 1050o C has the highest reactivity compared to all other samples at all three temperatures. While respectively the Q8 at 900o C shows the lowest reactivity. It is obvious that the more we increase the baking temperature, the higher is the lime's reactivity at 1050oC. Now as regards sample Q8 whose reactivity was studied in relation to its size (big or small fracture) a1050ο C, we have come to the conclusion that the biggest size has the greatest reactivity with the intermediate size yielding the lowest reactivity. The smallest size, on the other hand, presents an intermediate reactivity. Finally, it should be noted that the samples L1 and L7 do not come within the specifications due to their rich MgO content.On the contrary, the L2 & L8 samples are within the specifications and yield good quality lime for structural use.