Διερεύνηση της δυνατότητας αξιοποίησης οικοδομικών απορριμμάτων στην παραγωγή κλίνκερ τσιμέντου

Abstract

The scope of the present dissertation is the exploitation of selected Construction and Demolition (C&D) waste, obtained from buildings C&D works, as substitutes of the conventional raw materials that are used in the cement industry for the production of clinker cement. The C&D waste which are faced in this research are Recycled Concrete Aggregates (RMA) and Recycled Masonry Aggregates (RMA). According to the target that has set in this dissertation, the planning of the experimental process is focused in three parts. The basic points of each part are ascribed afterwards: a) Characterization of C&D waste, examination of their composition compatibility with the composition of the cement raw meal of industrial origin and cement raw meal mixtures determination - preparation, b) Burnability study of cement raw meal mixtures and c) Preparation of clinkers and Portland cements and examination of their quality characteristics. Compendiously, from the results of the present dissertation is concluded that RCA and RMA could be credible carriers of calcium and silica, respectively, into the raw materials mixture of cement. Their introduction into the cement raw meal indicates their positive effect in terms of burning process, improving significantly the operation of this procedure. Moreover, from the analysis of the produced clinkers and the arise Portland cements is resulted that the addition of RCA and RMA into raw materials mixture does not affect negatively their quality characteristics. The importance of the above mentioned remarks is more sensible taking into account that there are no clear references in the literature concerned with the exploitation of C&D waste as cement raw meal components for the production of clinker. This reality amplifies the ingenuity of the dissertation subject as well as renders the specific research a tool for its potential implementation in industrial scale.

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η αξιοποίηση επιλεγμένων οικοδομικών απορριμμάτων, προερχόμενων από εργασίες κατασκευής και κατεδάφισης κτιρίων, ως υποκατάστατων των συμβατικών πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τσιμέντου για την παραγωγή του κλίνκερ. . Τα οικοδομικά απορρίμματα που αντιμετωπίζονται στα πλαίσια αυτής της έρευνας είναι τα Ανακυκλωμένα Αδρανή Σκυροδέματος (ΑΑΣ) και τα Ανακυκλωμένα Αδρανή Τοιχοποιίας (ΑΑΤ). Με βάση τον στόχο που έχει τεθεί στα πλαίσια της διατριβής, ο σχεδιασμός της πειραματικής διαδικασίας στρέφεται σε τρεις άξονες. Τα βασικότερα σημεία κάθε άξονα αποδίδονται ακολούθως: α) Χαρακτηρισμός οικοδομικών απορριμμάτων, έλεγχος συμβατότητας της σύστασης τους με τη σύσταση βιομηχανικής φαρίνας και προσδιορισμός - παρασκευή συνθέσεων φαρίνας, β) Μελέτη εψησιμότητας συνθέσεων φαρίνας και γ) Παρασκευή κλίνκερ και τσιμέντου Portland και έλεγχος των ποιοτικών τους χαρακτηριστικών. Συνοπτικά, από τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής προκύπτει ότι τα ΑΑΣ και ΑΑΤ μπορούν να αποτελέσουν αξιόπιστοι φορείς ασβεστίου και πυριτίου, αντίστοιχα, στο μίγμα των πρώτων υλών του τσιμέντου. Η εισαγωγή τους στη φαρίνα καταδεικνύει την θετική επίδρασή τους στη διαδικασία της έψησης βελτιώνοντας πολλαπλά την λειτουργία της συγκεκριμένης διεργασίας. Επιπρόσθετα, από την αξιολόγηση των παραγόμενων κλίνκερ και των προκυπτόντων τσιμέντων Portland, προκύπτει ότι η εισαγωγή των ΑΑΣ και ΑΑΤ στο μίγμα των πρώτων υλών δεν επηρεάζει αρνητικά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους. Η σημασία των ανωτέρω συμπερασμάτων καθίσταται πιο ουσιώδης εάν αναλογιστούμε ότι σε ερευνητικό επίπεδο δεν έχουν υπάρξει σαφείς αναφορές στη βιβλιογραφία που να σχετίζονται με την αξιοποίηση των οικοδομικών απορριμμάτων ως συστατικών του μίγματος των πρώτων υλών για την παραγωγή κλίνκερ. Το γεγονός αυτό πέραν του ότι ενισχύει την πρωτοτυπία του θέματος της διατριβής, καθιστά τη συγκεκριμένη έρευνα εργαλείο για την πιθανή εφαρμογή της σε βιομηχανική κλίμακα.