Μονάδα:
Κατεύθυνση Ορυκτοί Πόροι-Πετρολογία και ΠεριβάλλονΒιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2023-10-30
Συγγραφέας:
Σαΐνης Θεόδωρος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Βασιλάτος Χαράλαμπος, Επ. Καθηγητής Τμήμα Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος, ΕΚΠΑ (Επιβλέπων),
Γλυκερία, Καθηγήτρια Ε.Μ.Π., Σχολή Χημικών Μηχανικών,
Πομώνης Παναγιώτης, Καθηγητής Τμήμα Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΟΛΟΓΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΟΥ ΤΟΞΟΥ ΩΣ ΠΟΖΟΛΑΝΙΚΑ ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΟΛΟΓΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΟΥ ΤΟΞΟΥ ΩΣ ΠΟΖΟΛΑΝΙΚΑ ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ
Περίληψη:
Η μελέτη φυσικών ποζολανικών υλικών ως πρόσθετο τσιμέντου μελετάται αρκετές δεκαετίες αλλά η ανάγκη δραστικής μείωσης των ρύπων CO2 από τον κύκλο εργασιών παραγωγής του κλίνκερ παραμένει, ενώ ταυτόχρονα καθορίστηκε από διεθνείς φορείς η εκμηδένιση των ρύπων από την αλυσίδα παραγωγής τσιμέντου λόγω της κλιματικής κρίσης. Μελέτες που διεξάγουν μεγάλες τσιμεντοβιομηχανίες στοχεύουν στο μηδενισμό του περιβαλλοντικού αποτυπώματος από την αλυσίδα παραγωγής τσιμέντου έως το 2050 σύμφωνα με τους στόχους του ευρωπαϊκού οργανισμού τσιμέντου, στόχος που φαίνεται εφικτός με την έως τώρα πρόοδο και υποστηρίζεται από την υποκατάσταση του τσιμέντου από δευτερογενή τσιμεντοειδή υλικά μέσω των οποίων οι ρύποι CO2 εκτιμώνται να μειωθούν κατά 1,3 gt παγκοσμίως σε ετήσια βάση. Ως γνωστόν, αρκετοί τύποι πετρωμάτων που δημιουργήθηκαν από την δραστηριότητα του σύγχρονου κυρίως, αλλά και του αμέσως παλαιότερου, ηφαιστειακόυ τόξου του Αιγαίου αποτελούν υλικά που επιδεικνύουν ποζολανικές ιδιότητες. Στην αναζήτηση τέτοιων φυσικών υλικών σημάνθηκε ως περιοχή μελέτης το νεότερο ηφαιστειακό τόξου του Αιγαίου και παρεμφερή πετρώματα από το ΑΒΑ Αιγαίο. Στο πλαίσιο της παρούσης μελέτης λήφθηκαν δείγματα τα οποία ανήκουν σε ένα ευρύ φάσμα γεωλογικών σχηματισμών και μελετήθηκαν για πιθανή χρήση ως ορυκτό ποζολανικό πρόσθετο τσιμέντου υποκαθιστόντας τμηματικά το κοινό τσιμέντο. Παράλληλα η παρούσα εργασία διαπραγματεύεται τη μέτρηση της ποζολανικότητας γεωλογικών σχηματισμών οι οποίοι δεν είχαν μελετηθεί επαρκώς ως πρόσθετα τσιμέντου, ενώ κατά περιπτώσεις, εκτιμήθηκαν ως υποσχόμενες πηγές τσιμέντου. Συγκεκριμένα αξιολογήθηκαν δείγματα κίσσηρης από τη νήσο Γυαλί, Πλειστοκαινικού και Πλειοκαινικού ρυόλιθου από την χερσόνησο Κεφάλου της νήσου Κω, ηφαιστειακών τόφφων Κεφάλου και οροπεδίου της νήσου Κω, ζεολιθοποιημένος ρυόλιθος της νήσου Σάμου και κισσηρώδης τόφφος από τη νήσο Χίο. Τα συγκεκριμένα δείγματα αξιολογήθηκαν ως κατάλληλα απο μια σειρά δειγμάτων διαφορετικών γεωλογικών σχηματισμών και λιθολογιών που λήφθηκαν στο ύπαιθρο. Οι μέθοδοι των πρoκαρτακτικών αναλύσεων για την αρχική και εν συνεχεία τη συμπληρωματική μελέτη και αξιολόγηση των δειγμάτων περιλαμβάνουν τη χρήση XRD, XRF, SEM-EDS και Blaine. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε η άμεση μέθοδος μέτρησης ποζολανικότητας που αφορά την κατανάλωση του πορτλανδίτη από τη φυσική ποζολάνη με την τροποποιημένη υγροχημική μέθοδο Chapelle. Η μέθοδος Chapelle επιλέχθηκε ως σύντομη εναλλακτική μέθοδος μέτρησης της ποζολανικότητας ωμών υλικών και συγκρίθηκε με άλλες μεθόδους βασει βιβλιογραφικών αναφορών σχετικά με την συσχέτιση πρόβλεψης και εκτίμησης της θλιπτικής αντοχής ενός ποζολανικού τσιμέντου. Τα υλικά που μελετήθηκαν δύναται να χαρακτηριστούν ως φυσικές ποζολάνες καθώς το εκτιμώμενο δραστικό πυρίτιο ξεπερνά το 25% όπως ορίζεται στις προδιαγραφές ΕΝ 197 1-2. Αντίθετα ο συσχετισμός ποζολανικότητας και θλιπτικής αντοχής δε βρέθηκε ικανοποιητικός (R2῀0,53). Η μέθοδος Chappelle υστερεί σε σχέση με την προτεινόμενη μέθοδο θερμιδομετρίας. Όπως σημειώνεται στη βιβλιογραφία, τηρεί λιγότερα από τα παρακάτω βασικά κριτήρια: i) να είναι πρακτική κι απλή με όρους εκτέλεσης και κόστους ii) να δίδει γρήγορα αποτελέσματα iii) να είναι επαναλαμβανόμενη και αναπαραγωγική iv) να έχει γενική εφαρμογή σε όλα τα πρόσθετα τσιμέντου v) να επιτρέπει εύκολες συγκρίσεις ανάμεσα στα αποτελέσματα και στα κριτήρια ποιότητας. Στα παραπάνω συμπεράσματα, σε κοιτασματολογικά πλαίσια, η χρήση φυσικών ποζολανών ηφαιστειακής προέλευσης ως υποκατάστατο κοινού τσιμέντου είναι αρκετά περίπλοκη λόγω αφενός της ορυκτολογικής κυρίως και αφετέρου της χημικής ανομοιογένειας τους. Η επιβεβαίωση κοιτασμάτων μέσω των παραπάνω τεχνικών, υποκαθιστώντας τις τακτικές πρότυπες μεθόδους με την παραγωγή δοκιμίων για τον προσδιορισμό της μηχανικής αντοχής είναι εφικτή κατόπιν διερεύνησης και εφαρμογής αξιόπιστων συσχετισμών. Για την ασφαλή χρήση τους, χρειάζεται να αποσαφηνιστούν τα κύρια ζητήματα που είναι η φύση του πετρώματος σχετικά με την ταχύτητα ενυδάτωσης του και τη δομή των C-S-H που σχηματίζονται και επιπροσθέτως της ορυκτολογικής και χημικής τους ομοιογένειας. Βιβλιογραφικά, φυσικές ποζολάνες υψηλής δραστικότητας και ικανοποιητικής απόδοσης θεωρούνται οι καολίνες είτε με μηχανική είτε με θερμική επεξεργασία. Στην παρούσα εργασία, υποστηρίζεται πως οι περλίτες της Κώ (Πλειστοκαινικός και Πλειοκαινικός ρυόλιθος), δύνανται να θεωρηθούν ως αξιόπιστη ποζολανική πηγή λόγω της ομοιογενούς σύστασης τους, της έκτασης τους και της συμμόρφωσής τους με τις σχετικές Ευρωπαϊκές και Αμερικάνικες προδιαγραφές και θα μπορούσαν να εισαχθούν είτε ανάντη είτε κατάντη στην παραγωγική διαδικασία ενός ποζολανικού τσιμέντου . Επιπλέον, οι ηφαιστειακοί τόφφοι της Κεφάλου της Κω και ο ζεολιθικός ορίζοντας της Σάμου λόγω υψηλής απώλειας πύρωσης θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μόνο κατάντη της διαδικασίας παραγωγής ενός ποζολανικού τσιμέντου.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Πρώτες ύλες, τσιμεντοβιομηχανία, κλίνκερ, ποζολάνες, πυριγενή πετρώματα, μέθοδος Chapelle
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
2
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
120
