Μελέτη γεωπολυμερισμού βιομηχανικών παραπροιόντων ασβεστο - αργιλοπυριτικής σύστασης για παραγωγή δομικών προιόντων

Abstract

The scope of this thesis is to investigate the possibility of utilization of domestic industrial by-products - binders with calcium-aluminosilicate composition - for the production of cement-free construction products through alkaline activation. According to the research, it is demonstrated that calcium-aluminosilicate binders such as Greek fly ash and ladle furnace slag are capable of being alkaline activated. The results of this study also showed that it is feasible to use these high calcium by-products for alkaline activation in combination with each other as well as with other binders and glass aggregates. In this way, it is possible to produce mortar with sufficient physicomechanical properties compared to those of ordinary cement mortar. Differentiation of resistance results showed that there is not a unique formula of alkaline-activated fly ash mixtures that can exhibits good performance in all durability tests. The proposed alkali-activated mixtures should be optimized depending on the application in order to exhibit sufficient durability. The use of alkaline activated calcareous fly ash and ladle slag mixtures is an interesting alternative proposal for the production of low-cost and environmentally friendly precast products such as floor coverings, cement blocks, bricks, tubes, drains, etc.

Σκοπός της διατριβής είναι η διερεύνηση της δυνατότητας αξιοποίησης των εγχώριων βιομηχανικών παραπροϊόντων, κονιών ασβεστο-αργιλοπυριτικής σύστασης, για την παραγωγή δομικών προϊόντων χωρίς τσιμέντο μέσω της αλκαλικής ενεργοποίησης. Σύμφωνα με την έρευνα, καταδεικνύεται για τις κονίες υψηλής ασβεστιτικής σύστασης, όπως της ελληνικής ιπτάμενης τέφρας και της σκωρίας κάδου, η δυνατότητά τους να ενεργοποιηθούν αλκαλικώς. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν επίσης, ότι είναι εφικτή η χρήση των παραπροϊόντων αυτών υψηλής περιεκτικότητας σε ασβέστιο για αλκαλική ενεργοποίηση σε συνδυασμό τόσο μεταξύ τους, όσο και με άλλες δομικές κονίες και με αδρανή υαλοθραύσματος. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατόν να παραχθούν υλικά με επαρκή μηχανικά χαρακτηριστικά και συγκρίσιμες ιδιότητες με αντίστοιχα συμβατικά υλικά από τσιμέντο. Από τη διαφοροποίηση των αποτελέσματων ανθεκτικότητας φαίνεται ότι δεν υπάρχει ενεργοποιημένο υλικό που να εμφανίζει καλή συμπεριφορά ταυτόχρονα σε όλες τις δοκιμές. Θα πρέπει η σύνθεση του αλκαλικώς ενεργοποιημένου προϊόντος να προσαρμόζεται ανάλογα με την εφαρμογή, προκειμένου να εμφανίζει επαρκή ανθεκτικότητα. Tα αλκαλικώς ενεργοποιημένα υλικά από ασβεστούχες κονίες καθίστανται μια ενδιαφέρουσα εναλλακτική πρόταση για την παραγωγή προκατασκευασμένων προϊόντων χαμηλού κόστους και φιλικών στο περιβάλλον, όπως πλάκες επίστρωσης δαπέδου, τσιμεντόλιθοι, πλίνθοι, αγωγοί, φρεάτια κ.α.