NAZIV:
Recikliranje odpadne titanove sadre v cementnih kompozitih Z1-1858
OPIS:
Velike količine različnih sintetičnih sader predstavljajo globalni ekonomski in okoljski problem. Številni ostanki proizvodnje se v večjih količinah že dolgo časa rutinsko reciklirajo v gradbenem sektorju. Taka praksa za odpadno industrijsko sadro še ni uspešno implementirana zaradi specifičnih kemijskih in fizikalnih lastnosti ter posledično nizkega potenciala za recikliranje. Vsebuje lahko tudi spremenljiv delež izlužljivih toksičnih komponent. Uporaba oz. recikliranje rdeče titanove sadre v cementnih kompozitih zahteva poznavanje njihovih kratkoročnih in dolgoročnih lastnosti, pri tem sta ključnega pomena mehanizem hidratacije, razvoj fazne sestave in mikrostrukture.
Sadra kot regulator vezanja na eni strani predstavlja bistveno komponento cementnih kompozitov na drugi strani pa se povečana količina sadre uporabljene lahko odraža v negativnih vplivih. Vpliv etringita na poškodbe cementnih kompozitov, ki so kot posledica prisotnosti povečane količine sadre ´prenasičeni´ s sulfatom, je v grobem opisan z dvema teorijama. Dejstvo je, da za potrditev obeh izmed predstavljenih teorij pomanjkuje eksperimentalnih dokazov, ki bi neposredno povezovale količino nastalega etringita z razsežnostjo ekspanzije. Raziskave so nadalje pokazale tudi, da se količina nastalega etringita ter obseg ekspanzije močno razlikuje med sistemi cementnih kompozitov z različno vsebnostjo aluminatnih faz.
Ker je za razvoj cementnih kompozitov s povečano količina titanove rdeče sadre (v kombinaciji z nekaterimi dodatnimi industrijskimi odpadki) poznavanje mehanizmov in kinetike hidratacije, spremljanje in identifikacija nastalih mineralnih faz ter kemijskih in mehansko fizikalnih lastnosti kompozitov v odvisnosti od časovne komponente nujna, bomo z izvedbo predlaganega projekta bistveno prispevali k detajlni karakterizaciji predlaganih sistemov cementnih kompozitov. Na femenološki ravni bomo z izvedbo projekta definirali vpliv večje količine nastalega etringita v preiskovanih sistemih na potencialne destruktivne mehanizme. Ustrezna Implementacija rezultatov mineraloških in kemijskih preiskav bo omogočila natančno kvantifikacijo in karakterizacijo mobilizacijskih procesov v preiskovanih cementnih kompozitih. Vzporedni rezultati mehansko- fizikalnih analiz bodo omogočili neposredno razlago o medsebojnih vplivih na trajnost tovrstnih kompozitov.
Predlagane metode dela zajemajo tako kvalitativne kot kvantitativne analize, na podlagi katerih bomo lahko določili ne le vrsto ampak tudi kvantiteto posameznega pridobljenega podatka. Metodologija dela bo temeljila na širokem spektru komplementarnih analitskih metod.
Cementni kompoziti opisani v projektnem predlogu omogočajo razvoj nizkoogljične in krožne ekonomije, ki temelji na uporabi manjše količine cementa in lokalnih obnovljivih virov. Predlagan program predstavlja središčni vozel različnih tematik in področij, ki bodo omogočile pridobitev novih znanj predvsem na področju geologije (mineralogija, petrografije) ter tudi kemije, materialov in gradbeništva.
Sadra kot regulator vezanja na eni strani predstavlja bistveno komponento cementnih kompozitov na drugi strani pa se povečana količina sadre uporabljene lahko odraža v negativnih vplivih. Vpliv etringita na poškodbe cementnih kompozitov, ki so kot posledica prisotnosti povečane količine sadre ´prenasičeni´ s sulfatom, je v grobem opisan z dvema teorijama. Dejstvo je, da za potrditev obeh izmed predstavljenih teorij pomanjkuje eksperimentalnih dokazov, ki bi neposredno povezovale količino nastalega etringita z razsežnostjo ekspanzije. Raziskave so nadalje pokazale tudi, da se količina nastalega etringita ter obseg ekspanzije močno razlikuje med sistemi cementnih kompozitov z različno vsebnostjo aluminatnih faz.
Ker je za razvoj cementnih kompozitov s povečano količina titanove rdeče sadre (v kombinaciji z nekaterimi dodatnimi industrijskimi odpadki) poznavanje mehanizmov in kinetike hidratacije, spremljanje in identifikacija nastalih mineralnih faz ter kemijskih in mehansko fizikalnih lastnosti kompozitov v odvisnosti od časovne komponente nujna, bomo z izvedbo predlaganega projekta bistveno prispevali k detajlni karakterizaciji predlaganih sistemov cementnih kompozitov. Na femenološki ravni bomo z izvedbo projekta definirali vpliv večje količine nastalega etringita v preiskovanih sistemih na potencialne destruktivne mehanizme. Ustrezna Implementacija rezultatov mineraloških in kemijskih preiskav bo omogočila natančno kvantifikacijo in karakterizacijo mobilizacijskih procesov v preiskovanih cementnih kompozitih. Vzporedni rezultati mehansko- fizikalnih analiz bodo omogočili neposredno razlago o medsebojnih vplivih na trajnost tovrstnih kompozitov.
Predlagane metode dela zajemajo tako kvalitativne kot kvantitativne analize, na podlagi katerih bomo lahko določili ne le vrsto ampak tudi kvantiteto posameznega pridobljenega podatka. Metodologija dela bo temeljila na širokem spektru komplementarnih analitskih metod.
Cementni kompoziti opisani v projektnem predlogu omogočajo razvoj nizkoogljične in krožne ekonomije, ki temelji na uporabi manjše količine cementa in lokalnih obnovljivih virov. Predlagan program predstavlja središčni vozel različnih tematik in področij, ki bodo omogočile pridobitev novih znanj predvsem na področju geologije (mineralogija, petrografije) ter tudi kemije, materialov in gradbeništva.
TRAJANJE:
2019/07/01 - 2021/06/30
FINANCIRANJE:
ARRS - Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
VEČ:
