ضایعات تولید پشم معدنی به عنوان افزودنی به سیمان

هدف این مطالعه بررسی امکان استفاده از گرد و غبار در فیلترهای هوا در طی ذوب مواد معدنی پشم معدنی (گرد و غبار کوره پشم معدنی) به عنوان افزودنی برای سیمان پرتلند است. مشخص شده است که گرد و غبار مورد بررسی عمدتا از کوارتز، پریکلاز، آلبیت، دولومیت و فاز آمورف تشکیل شده است. مهمترین ناخالصی ها هالیت و سیلویوت هستند.

افزودنی مورد بررسی میکروفیلیترآسیاب شده و آماده شده بوده است. نتایج نشان داد ه است که افزودن گرد و غبار ، هیدراتاسیون اولیه سیمان را افزایش می دهد، با این وجود طول دوره خفته (سکون) را افزایش می دهد. برآورد شده است که تا ۱۵ درصد وزن سیمان پورتلند میتواند توسط افزودنی گرد و غبار بدون آسیب رساندن خواص مقاومت نمونه های پس از ۲۸ روز سخت شدن، جایگزین شود. با این وجود، پس از ۹۰ روز هیدراتاسیون، مقاومت فشاری تمام نمونه ها با افزودنی مورد بررسی کمتر از نمونه هایOPC خالص میباشد

ضایعات تولید پشم معدنی به عنوان افزودنی به سیمان

ضایعات تولید پشم معدنی  به عنوان افزودنی به سیمان

این پدیده مربوط به تشکیلیک مقدار قابل توجهی از نمک فریدل است. محتوای کلرید در مواد خام از۴٫۹۰۱ تا ۰٫۶۱۲ درصد وزنی از طریق شستشو با آب، هنگامی که نسبت آب به جامد برابر با ۱۰ بود، کاهش یافت. نتایج این تحقیق نشان داد که گرد و غبار جامد شسته و خشك شده اثر مثبتی  بر مقاومت فشاری نمونه های سیمان دارد. هنگامی که ۵، ۱۰ و ۱۵ درصد وزنی از افزودنی های گرد و غبار آماده استفاده شد، مقاومت فشاری نمونه ها پس از ۲۸ و ۹۰ روز هیدراتاسیون بیشتر از نمونه های پورتلند خالص بود. یافته های این تحقیق نشان می دهد که افزودنی های گرد و غبار تهیه شده به تشکیلیک ساختار پایدار از سیمان می رسند، هیدراتاسیون سیلیکات کلسیم را تسریع می بخشد و باعث تشکیلgismondine می شود.

آزمون نظام مهندسی عمران چیست

نظام مهندسی عمران چیست

مقدمه:

یکی از اولویت های اصلی در صنعت سیمانیافتن موادی است که می تواند به عنوان جایگزینی کلینکر مورد استفاده قرار گیرد و می تواند در کاهش مصرف انرژی و انتشار CO2 در تولید سیمان کمک کند . توجه ویژه ای به جای گذاری بخشی از سیمان پرتلند معمولی با مواد زائد معدنیمختلفوجود دارد. افزودنی های خوب مورد استفاده در سیستم های سیمان به مواد واکنشی و غیر فعال تقسیم می شوند . افزودنیهای واکنشی میتوانند با هیدراتهای سیمان پرتلند واکنش شیمیایی (به عنوان یک واکنش پوزولانی) واکنش نشان دهند، در حالی که افزودنیهای غیرفعال در شرایط پردازش طبیعی، فضاهای خالی را که بین ذرات بزرگتر باقی میمانند و باعث افزایش مقاومت فشاری بدون هیچ گونه واکنش شیمیایی میشوند،را پر میکنند

افزودن پوزولان به سیمان پورتلند باعث افزایشمقاومت مکانیکی و دوام آن در مقایسه با خمیرخالی به دلیل تقویت اتصالات می شود ، در حالی که اثر میکروفیلتر عمدتا به شکل و اندازه ذرات، توزیع اندازه ذرات و سطح مخصوص بستگی دارد.

تحقیقات اقتصادی از طریق استفاده از ضایعات صنعتی (سرباره انفجار، سیلیسیم، خاکستر، خاکستر پوسته برنج و سایر مواد) در کاهش کسری بودجه ثبت شده در تولید سیمان پرتلندنگرانی عمده ای است . منبع جدید از افزودنی برای سیمان پرتلند در محصول ضایعات از صنایع پشم معدنیمی تواند یافت شود. اصطلاح “پشم معدنی” یک نام عمومی برای مواد فیبر است که بوسیله چرخش یا کشیدن مواد معدنیذوب شده شکل می گیرد. ترکیب شیمیایی این مواد معدنی به طور عمده از SiO2، Al2O3، CaO و MgO تشکیل شده است، در حالی که اکسید های دیگر به عنوان ناخالصی ها در نظر گرفته می شوند .

در طی فرایند تولید پشم معدنی، مواد زائد مانند فیبر زباله و گرد و غبار شکل می گیرند. از یک طرف، فیبر های زباله پشم معدنی می توانند بازیافت شوند و به خط تولید بازگردانده شوند، اما گرد و غبار معمولا به تخلیه زباله ارسال می شود. از سوی دیگر،فیبرهای زباله پشم را می توان به عنوان یک جایگزین مناسب برای دانه هایدرشت و ریز ، صرفه جویی در هزینه سنگ های طبیعی و به حداقل رساندن تاثیر زیست محیطی دفع زباله های جامد استفاده کرد . برخی از محققان همچنین خاطرنشان می کنند که ترکیبسنگ پشم فیبر زباله مشابه دیگر مواد پوزولانی مانند خاکسترهای فلزی، سرباره انفجار گرانشی (GGBS) و سیلیکا است.

افزودنیهای واکنشی باعث تراکم مکان پیدایش و ناحیه عبور اتصال می شوند زیرا ذرات مواد پوزولانی فضای خالی بین دانه های بزرگتر را که در غیر این صورت توسط آب اشغال می شوند، پر می کنند و با گذشت زمان، واکنش شیمیایی می دهند تا هیدرات های بیشتری تولید کنند.

ضایعات پشم سنگ می تواند به عنوان یک ماده سیمان یا یک پرکننده خنثی در کامپوزیت های مبتنی بر سیمان، بسته به اندازه ذرات، عمل کند. ساختار متراکم کامپوزیت مبتنی سیمان، که توسط اثر پر شدن محصول پوزولانیک به دست می آید، مقاومت فشاری، تقسیم کردن مقاومت کششی، مقاومت سایشی، جذب، مقاومت در برابر واکنش پذیری قلیایی بالقوه و مقاومت را افزایش می دهد . علاوه بر این، اشاره شده است که  افزودنی ضایعات فیبر کتان پشم معدنی تخلخل را ۱۰e40 wt٪کاهش داده و ریزساختار کامپوزیت های مبتنی بر سیمان را تغییر میدهد. این اثرات باعث کاهش جذب یون کلرید و نفوذ / پویایی دیگر یون ها می شود.

با این حال، بحث های کمی در مورد استفاده از دیگر مواد معدنی در تولید پشم معدنی مانند گرد و غبار کوره وجود دارد. این زباله ها در فیلترها برای هوای خارج از کوره جمع شده و شامل مواد خام، افزودنی ها و مخلوط ذرات ذوب شده می شود. بنابراین، گرد و غبار کوره با خواص جذب قوی، بسیار پراکنده است.

ضایعات تولید پشم معدنی به عنوان افزودنی به سیمان

گزارش شده است که افزودن گرد و غبار کوره، از طریق درجه بندی و ترکیب شیمیایی آن، به طور قابل توجهی باعث کاهش میزانگسترش پذیری خمیرسیمان می شود. علاوه بر این، مشخص شد که این افزودنی تاثیری بر روند هیدراتاسیون سیمان پرتلند و افزایشمقاومت اولیهخمیر سیمان سخت شده دارد . هدف از این کار تعیین امکان استفاده از گرد و غبار در فیلترها در تولیدپشم معدنی به عنوان افزودنی برای سیمان پرتلند بود

نتیجه گیری:

1. ناخالصی های اصلی گرد و غبار، جمع آوری شده در فیلتر هوا در طول ذوب مواد معدنی،پشم معدنی هالیت و sylvite است. این ناخالصی ها هیدراتاسیون اولیه سیمان را افزایش می دهد و باعث تشکیل مقدار قابل توجهی نمک فریدل در مخلوط های سیمان پرتلند با افزودنیRWCD می شود و همچنین مقاومت فشاری نمونه ها را که برای ۹۰ روز عمل آوری می شوند را کاهش می دهد.
2. محتوای کلرید در مواد خام از ۹،۰۱۳ تا ۶،۱۲۲ درصد وزنی از طریق شستشو با آب هنگامی که نسبت آب به جامد برابر ۱۰ بود، کاهش یافت. گرد و غبار اساسی کوره شسته شده، هیدراتاسیون اولیه سیمان را تضعیف می کند، اما دارای اثر مثبت بر مقاومت فشاری نمونه هایسیمان پورتلند است. هنگامی که ۵، ۱۰ و ۱۵ درصد وزنی از افزودنی های گرد و غبار تهیه شده استفاده شد، مقاومت فشاری نمونه ها پس از ۲۸ و ۹۰ روز هیدراتاسیون بیشتر از نمونه خالص سیمان پورتلند بود
3. کاهش مقدار کلرید ها در یک بررسی متوازن، کریستالیزاسیون نمک فریدل را ایجاد می کند و منجر به تشکیلیک ساختار پایدار سیمان می شود. علاوه بر این، هیدراتاسیون سیلیکات کلسیم را تسریع می بخشد و همچنین باعث تشکیلgismondine می شود.