xxiii πανελληνιο ÏƒÏ Î½ÎµÎ´ÏÎ¹Î¿ Ï†Ï ÏƒÎ¹ÎºÎ·Ï‚ στερεας καταστασης & επιστημης ...

παρουσία της µήτρας, προϊόν αντίδρασης και ενυδάτωσης, γίνεται εκτεταµένη, ανταγωνιστικά προς την ευδιάκριτη
παρουσία κόκκων. Από στοιχειακές µικροαναλύσεις EDS κατά τα διάφορα στάδια σχηµατισµού της µήτρας, παρατηρήθηκε
ότι κατά την εξέλιξη της αντίδρασης αυξάνει ο λόγος Si/Al στη γέλη, από ~1.5 αρχικά µέχρι ~1.9 σε προχωρηµένους
χρόνους ενυδάτωσης. Στο Σχήµα 1 δίνονται ακτινογραφήµατα τριών δειγµάτων µε 30% Ca(OH) 2 . Το δείγµα Α προέκυψε
µετά από ανάµιξη και συµπίεση, χωρίς να τοποθετηθεί σε περιβάλλον σκλήρυνσης. Το δείγµα Β παρέµεινε για 14d σε
κορεσµένη µε υδρατµούς ατµόσφαιρα σε θερµοκρασία περιβάλλοντος ενώ το δείγµα Γ παρέµεινε σε κορεσµένη ατµόσφαιρα
για 72h σε θ~95 0 C. Η κύρια κρυσταλλική φάση είναι αυτή του SiO 2 . Η κύρια κρυσταλλική φάση του ασβεστίου είναι ο
πορτλαντίτης αφού µε την προσθήκη του νερού το CaO που προϋπήρχε στην ΙΤ µετασχηµατίστηκε σε Ca(OH) 2 . Επίσης, το
ασβέστιο εµφανίζεται στις φάσεις CaCO 3 , CaSO 4 και CaAl 2 Si 2 O 8 . Με τη παραµονή του δείγµατος σε θ~95 0 C, το Ca(OH) 2
εξαφανίζεται σταδιακά, χωρίς να µετασχηµατιστεί σε CaCO 3 (καλσίτη), ενώ εξαφανίζεται και η κρυσταλλική φάση του
ανυδρίτη (CaSO 4 ). Η ερµηνεία επ’ αυτού είναι ότι το ασβέστιο συµµετέχει στη δοµή της γέλης που σχηµατίζεται κατά την
σκλήρυνση του υλικού. Αυτό είναι εµφανές από τη σύγκριση των δειγµάτων Α και Γ όπου φαίνεται ότι οι κορυφές που
αντιστοιχούν στα Ca(OH) 2 και CaSO 4 µετά από 72h εξαφανίζονται, ενώ δεν προκύπτει µεταβολή στην ένταση των κορυφών
που αντιστοιχούν στο CaCO 3 . Ακόµη, από τη σύγκριση των ακτινογραφηµάτων, γίνεται φανερό ότι µετά από 72h επέρχεται
σηµαντική αµορφοποίηση του υλικού, µε τη δηµιουργία γέλης, σε συµφωνία µε τις παρατηρήσεις SEM. Η µόνη νέα
κρυσταλλική φάση που φαίνεται να δηµιουργείται σε µικρό ποσοστό, είναι η ένυδρη ασβεστο-αργιλοπυριτική ένωση
Ca(Al 2 Si 7 O 18 ).6H 2 O.
(α) (β) (γ)
50 µm 50 µm 50 µm
Εικόνα 2. Εικόνες SEM δειγµάτων ΙΤ µε 30% Ca(OH) 2 . µετά από απλή συµπίεση (α) και µετά από παραµονή σε περιβάλλον
κορεσµένων υδρατµών σε θ~95 0 C για 8h (β) και 72h (γ).
Σχήµα 1. Ακτινογραφήµατα
XRD τριών δειγµάτων ΙΤ-30%
Ca(OH) 2 . Χρόνοι σκλήρυνσης
σε κορεσµένη ατµόσφαιρα :
∆είγµα Α: 0h.
∆είγµα Β: 14d σε θ περιβάλλοντος .
∆είγµα Γ: 72h σε θ~95 0 C.
Ο σχηµατισµός της ασβεστο-αργιλοπυριτικής γέλης συνδέεται µε την ανάπτυξη µηχανικών αντοχών ανάλογων αυτών του
τσιµέντου τύπου Πόρτλαντ, όπως παρουσιάζεται σε άλλη εργασία στο πλαίσιο του παρόντος συνεδρίου. Συµπερασµατικά, η
ΙΤ Πτολεµαΐδας είναι ένα υδραυλικό καυ ταυτόχρονα ποζολανικό υλικό κατάλληλο για το σχηµατισµό ένυδρων ασβεστοπυριτικών
δοµών. Η προτεινόµενη εδώ µέθοδος κατεργασίας είναι χαµηλού ενεργειακού κόστους και κατάλληλη για µεγάλης κλίµακας
αξιοποίηση του αποβλήτου µε στόχο τη χρήση του στον κατασκευαστικό τοµέα. Μελέτη των δειγµάτων µε SEM έδειξε ότι, µε
εξελισσόµενη την αλκαλική προσβολή των κόκκων, η παρουσία της γέλης, προϊόν αντίδρασης και ενυδάτωσης, γίνεται εκτεταµένη.
Ο δοµικός χαρακτηρισµός µε XRD επιλεγµένων δειγµάτων, απέδειξε ότι τα χαρακτηριστικά της χρονικής εξέλιξης της ενυδάτωσης
αλλά και του τρόπου κατεργασίας, αποτυπώνονται µε τις µεταβολές των διαφόρων κρυσταλλικών φάσεων.
[1] Iver R. S., Scott J. A., Res. Conserv. Recycl. 31 (2001) 217.
[2] Fernandez-Jimenez A., Palomo A., Criado M., Cement and Concrete Research 35 (2005) 1204.
[3] Palomo A., Grutzeck M. W., Blanco M. T., Cement and Concrete Research 29 (1999) 1323.
[4] Bakharev T., Cement and Concrete Research 35 (2005) 1224.
Ευχαριστίες: Tο έργο συγχρηµατοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Κοινοτικό Ταµείο και Εθνικούς πόρους µέσω του
προγράµµατος ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ "ΑΡΧΙΜΗ∆ΗΣ ΙΙ" υποέργο 2.6.8.
225