Πυράντοχα γεωπολυμερή υλικά από μετακαολίνη - Καπελαρή, Στεργιανή-Βαρβάρα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών, 2015)
Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η παραγωγή υλικού με την εφαρμογή της τεχνολογίας του γεωπολυμερισμού, με μετακαολίνη ως βασική πρώτη ύλη και διάλυμα KOH ως αλκαλικό ενεργοποιητή, με έμφαση στις πυράντοχες ιδιότητες του υλικού σε ακραίες συνθήκες πυρκαγιάς, όπως αυτές που μπορούν να εμφανισθούν σε εκδήλωση πυρκαγιάς σε σήραγγα. Η επιλογή των κατάλληλης σύνθεσης των πρώτων υλών αλλά και των παραμέτρων ωρίμανσης (θερμοκρασία και χρονική διάρκεια) της γεωπολυμερούς πάστας έγινε με κριτήριο την αντοχή του τελικού προϊόντος σε υψηλά θερμικά φορτία. Αρχικά επελέγησαν δύο συνθέσεις πρώτων υλών, για κάθε μία από τις οποίες παρασκευάσθηκε γεωπολυμερής πάστα, από την οποία δημιουργήθηκαν δοκίμια με τους εξής συνδυασμούς θερμοκρασίας και χρονικής διάρκειας ωρίμανσής της: Θερμοκρασία: Περιβάλλοντος (25 oC), 50 oC, 70 oC, 90 oC. Διάρκεια για κάθε τιμή θερμοκρασίας: 24 h, 48 h, 72 h, 168 h (7 24ώρα). Με βάση ελέγχους που πραγματοποιήθηκαν στα δοκίμια αυτά, επιλέχθηκε η τελική σύνθεση παρασκευής της γεωπολυμερούς πάστας, καθώς και η θερμοκρασία και χρονική διάρκεια ωρίμανσής της και παρασκευάσθηκε κατάλληλος αριθμός δοκιμίων. Πραγματοποιήθηκε έλεγχος της χημικής/ορυκτολογικής σύστασης του παρασκευασθέντος υλικού με χρησιμοποίηση περιθλασιμετρίας ακτινών X (X Ray Diffraction – XRD). Έγινε έλεγχος των φυσικών και θερμικών ιδιοτήτων του υλικού. Στα δοκίμια έγιναν κατάλληλες μετρήσεις για αποτίμηση της ανθεκτικότητας τους σε μηχανικές καταπονήσεις και πιο συγκεκριμένα της αντοχής τους σε θλίψη, εφελκυσμό και κάμψη. Δοκίμιο του υλικού υπεβλήθη σε έλεγχο παθητικής πυροπροστασίας, βάσει της καμπύλης RWS, μετά την οποία εξετάσθηκε με περιθλασιόμετρο ακτίνων Χ για να καταγραφούν οι ορυκτολογικές μεταβολές της δομής του. Συμπερασματικά προέκυψε, ότι: Ο μετακαολίνης, σε συνδυασμό με διάλυμα KOH σε ρόλο αλκαλικού ενεργοποιητή, αποτελεί μια ενδιαφέρουσα πρώτη ύλη για τη σύνθεση γεωπολυμερών, τα οποία αποτελούν εξαιρετικά πυράντοχα υλικά, ενώ ταυτόχρονα διαθέτουν ικανοποιητικές φυσικές, θερμικές και μηχανικές ιδιότητες, αντίστοιχες αυτών εμπορικών πυράντοχων υλικών. Η σύνθεση των πρώτων υλών, αλλά και η θερμοκρασία και χρονική διάρκεια ωρίμανσης της γεωπολυμερούς πάστας, επηρεάζουν σημαντικά τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες, αλλά και την ορυκτολογική σύσταση και μικροδομή των τελικών προϊόντων, άρα και την συμπεριφορά τους στην πυρκαγιά.