Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Παραγωγή πορωδών κεραμικών υλικών από πυριτικά τέλματα επίπλευσης

Gourdomichali Chrysoula-Pigi

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η αξιοποίηση των βιομηχανικών αποβλήτων για την παραγωγή κεραμικών αποτελεί σε αρκετές περιπτώσεις πιθανή επιλογή σύμφωνα με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας. Στην παρούσα πειραματική μελέτη, πορώδη κεραμικά παράχθηκαν με ανάμειξη πυριτικών τελμάτων εμπλουτισμού από το ορυχείο Kevitsa της Φινλανδίας, με δύο διαφορετικούς παράγοντες σχηματισμού πόρων, ανθρακικό ασβέστιο (CaCO₃) και φωσφορικό ασβέστιο (Ca₃(PO₄)₂). Χρησιμοποιήθηκαν πέντε διαφορετικά ποσοστά από 0-12%. Διερευνήθηκε επίσης η επίδραση των συστάσεων των δύο ειδών μιγμάτων και η επίδραση της θερμοκρασίας πύρωσης στο πορώδες, την πυκνότητα, την υδατοαπορροφητικότητα, την αντοχή σε θλίψη και τη θερμική αγωγιμότητα των παραγόμενων πορωδών κεραμικών. Τα μείγματα παρασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας την τεχνική επεξεργασίας σκόνης και πιέστηκαν μονοαξονικά (40 MPa) σε κυβικές μήτρες (5×5×5 cm³). Όλα τα δείγματα πυρώθηκαν στους 900 °C, 950 °C, 1000 °C και 1020 °C αντίστοιχα.Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η προσθήκη CaCO₃ οδήγησε σε αισθητή αύξηση του πορώδους και της υδατοαπορροφητικότητας με τις τιμές τους να κυμαίνονται από 28% έως 51% και 12.5% έως 38.6% αντίστοιχα, ενώ η πυκνότητα μειώθηκε από 2.16 g/cm³ σε 1.29 g/cm³. Το CaCO₃ δρα ως παράγοντας σχηματισμού πόρων και αντιδρά με τα πυριτικά τέλματα προκαλώντας την απελευθέρωση αερίου (CO₂) και την ανάπτυξη μεγαλύτερων πόρων, με αποτέλεσμα υψηλότερες τιμές πορώδους και απορρόφησης νερού. Η προσθήκη CaCO₃ μείωσε επίσης τις τιμές θερμικής αγωγιμότητας, από 0.64 W/m·K σε 0.48 W/m·K, καθώς σχηματίστηκαν περισσότεροι πόροι κατά τη διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης. Επιπλέον, η προσθήκη CaCO₃ μείωσε τη δομική ακεραιότητα και την μονοαξονική αντοχή σε θλίψη, από 6 MPa σε 2 MPa, των παραγόμενων κεραμικών ακόμη όταν χρησιμοποιήθηκε υψηλότερη θερμοκρασία (1020 °C).Από την άλλη, η προσθήκη Ca₃(PO₄)₂ οδήγησε σε μικρή αύξηση τόσο του πορώδους όσο και της υδατοαπορροφητικότητας, από 28.4 % σε 31.9 % και από 13 % σε 14 % αντίστοιχα. Η πυκνότητα παρέμεινε πρακτικά ανεπηρέαστη (2.1 gr/cm³). Η θερμική αγωγιμότητα αυξήθηκε με την αύξηση του ποσοστού προσθήκης Ca₃(PO₄)₂, από 0.26 W/m·K σε 0.32 W/m·K, λόγω του γεγονότος ότι η ανάπτυξη και η πύκνωση των κόκκων προωθήθηκαν κατά τη διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης, με αποτέλεσμα την δημιουργία πιο συνεκτικής δομής. Η αντοχή σε θλίψη αυξήθηκε σημαντικά από 5 MPa σε 15.6 MPa.Με βάση τα αποτελέσματα των φυσικών, μηχανικών και θερμικών ιδιοτήτων, συμπεραίνεται ότι τα παραγόμενα κεραμικά είναι κατάλληλα για διάφορες κατασκευαστικές εφαρμογές όπως μονωτικά τούβλα, κεραμίδια για θερμομονωτικά πάνελ και ελαφριά αδρανή για σκυρόδεμα.Η έκπλυση δυνητικά επικίνδυνων στοιχείων (potentially hazardous elements, PHEs) από τα πορώδη κεραμικά διερευνήθηκε με τη χρήση δοκιμών τοξικότητας TCLP (Toxicity Characteristics Leaching Procedure) (US EPA, 1992) και EN 12457-2 (CEN, 2002) με τα αποτελέσματα να δείχνουν ότι τα παραγόμενα κεραμικά δεν παρουσιάζουν τοξικότητα. Διάφορες αναλυτικές τεχνικές, όπως περιθλασιμετρία ακτίνων-Χ (X-Ray Diffraction, XRD) φασματοσκοπία υπερύθρων μετασχηματισμού Fourier (Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR) και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (Scanning Electron Microscope, SEM) χρησιμοποιήθηκαν επίσης για τον χαρακτηρισμό των πρώτων υλών και των παραγόμενων κεραμικών.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες