ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ
με Τέφρα Ανακυκλούμενου Χαρτιού
Γ. Συγγούνας, Πολιτικός Μηχανικός. Υποψήφιος Διδάκτωρ Τμήματος Μηχανικών Επιστήμης Υλικών, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Θ.Ε. Ματίκας, Αν. Καθηγητής Τμήματος Μηχανικών Επιστήμης Υλικών, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Λέξεις κλειδιά: Σκυρόδεμα από ανακυκλώσιμα υλικά, σκωρία υψικαμίνου, τέφρα ανακυκλούμενου χαρτιού
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Η παρούσα εργασία παρουσιάζει την δημιουργία σκυροδέματος αποτελούμενου από διαφορετικές αναλογίες ανακυκλωμένων υλικών. Η μέθοδος που εξετάζεται είναι η ποσοτική αφαίρεση του τσιμέντου πόρτλαντ (PC) στο σκυρόδεμα και η αντικατάσταση του με ισόποση ποσότητα ανακυκλωμένων υλικών. Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για την δημιουργία του σκυροδέματος είναι το τσιμέντο πόρτλαντ, σκωρία υψικαμίνων (Ground Granulated Blastfurnace Slag, GGBS), τέφρα ανακυκλωμένου χαρτιού (Wastepaper Sludge Ash, WSA), χοντρόκοκκα και λεπτόκοκκα αδρανή και νερό. Το σκυρόδεμα παρασκευάστηκε χρησιμοποιώντας τρεις διαφορετικές αναλογίες νερού/συνδετικού υλικού ίσες με 0,5, 0,4 και 0,35. Για κάθε τύπο σκυροδέματος δημιουργήθηκαν τρία κυβικά δοκίμια διαστάσεων (150 mm x 150 mm χ 150 mm) στα οποία εξετάστηκε η αντοχή τους σε θλίψη σε ηλικία 7 ημερών σε δεξαμενή νερού. Σε ηλικία 28 ημερών στην δεξαμενή νερού σε τρία κυλινδρικά δοκίμια διαστάσεων (ύψος 300 mm και διάμετρος 150 mm) δοκιμάστηκε η εφελκυστική τους αντοχή σε διάρρηξη και σε τρία δοκίμια των ίδιων διαστάσεων εξετάστηκε το στατικό μέτρο ελαστικότητας και η αντοχή τους σε θλίψη. Η εργασιμότητα μέσω της δοκιμής κάθισης και η κορεσμένη πυκνότητα είναι δυο ιδιότητες του σκυροδέματος που μετρήθηκαν κατά τη διάρκεια των πειραμάτων.
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Το τσιμέντο αποτελεί το πιο διαδεδομένο και εύχρηστο δομικό υλικό στον κόσμο. Η παρασκευή, όμως του τσιμέντου είναι μια διαδικασία ρυπογόνος και απαιτεί μεγάλο κόστος και απώλεια σε ενέργεια. Σύμφωνα με τον 'Ετήσιο Απολογισμό Ενέργειας και Περιβάλλοντος , το 2001, η βιομηχανία παραγωγής τσιμέντου είναι υπεύθυνη για το 5% της παγκόσμιας εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα. Στόχος αυτής της έρευνας ήταν η μείωση της χρήσης του τσιμέντου στο σκυρόδεμα και η αντικατάσταση του με ανακυκλωμένα υλικά.
Έρευνες που είχαν ως αντικείμενο τη χρήση του WSA στο σκυρόδεμα στο πανεπιστήμιο Glamorgan της Ουαλία συμπεραίνουν ότι η χρήση του WSA από μόνο του στο σκυρόδεμα ως μοναδικό συνδετικό υλικό δεν είναι εφικτή. Για τη δημιουργία συνδετικού ιστού στο σκυρόδεμα με τη χρήση του WSA χρειάζονταν η προσθήκη μεγάλης ποσότητας νερού. Η λύση δόθηκε με την προσθήκη άλλων συνδετικών υλικών όπως GGBS, PFA και Πόρταλντ τσιμέντο (CEM Ι/42,5Ν) και ταυτόχρονα με την ισόποση αφαίρεση ποσότητας WSA για τη μείωση της απαίτησης σε νερό του παραγόμενου σκυροδέματος.