Μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων σκυροδέματος με διαφορετικής ποιότητας υαλόθραυσμα. - Σιδηροπούλου, Αικατερίνη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών, 2015)
Το σκυρόδεμα είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό στον κατασκευαστικό τομέα και ως επί το πλείστον, παράγεται χρησιμοποιώντας μη ανανεώσιμους φυσικούς πόρους ενώ οι διαδικασίες παραγωγής του απαιτούν τη χρήση υψηλών ποσοτήτων ενέργειας και αυξάνουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Υπάρχει πιθανότητα για βελτίωση της βιωσιμότητας του εν λόγω κλάδου από περαιτέρω διερεύνηση της χρήσης εναλλακτικών υλικών. Η διάθεση των απορριμμάτων γυαλιού που προέρχονται από δοχεία ή γυάλινες συσκευασίες, γυάλινα σκεύη κτλ είναι μία από τις σημαντικότερες περιβαλλοντικές προκλήσεις. Αυτή η πρόκληση ολοένα και μεγαλώνει με την αύξηση της ποσότητας των απορριμμάτων γυαλιού και την έλλειψη χώρων υγειονομικής ταφής τους. Ως εκ τούτου, λόγω της σύστασης, της δομής και των ιδιοτήτων του γυαλιού, έχουν πραγματοποιηθεί μελέτες για την εξεύρεση πρακτικών τρόπων για την χρήση των απορριμμάτων γυαλιού που δεν πληρούν τις προδιαγραφές για ανακύκλωση, σε δομικά υλικά όπως το τσιμέντο, τα κονιάματα, το σκυρόδεμα. Η θετική επίδραση από τη μερική υποκατάσταση της άμμου ή του τσιμέντου από υαλόθραυσμα για την παρασκευή σκυροδέματος έχει επιβεβαιωθεί από προηγούμενες σχετικές μελέτες. Ωστόσο, υπό εξέταση είναι η επίδραση της ενδεχόμενης διάβρωσης (γήρανσης) του υαλοθραύσματος στις μηχανικές ιδιότητες και στην ανθεκτικότητα των τελικών προϊόντων τσιμέντου. Η γήρανση προκαλείται από διάφορους εξωτερικούς ή εσωτερικούς παράγοντες, που οδηγούν σε μια περισσότερο ή λιγότερο πλήρη απώλεια της αισθητικής του, της λειτουργικότητας, της δομής ή του σχήματός του. Αυτή η Μεταπτυχιακή εργασία παρουσιάζει τη μελέτη της συμπεριφοράς κονιαμάτων με υαλόθραυσμα διαφορετικών ποιοτήτων. Για το λόγο αυτό παρασκευάστηκαν 3 κατηγορίες μειγμάτων σκυροδέματος με ποσοστό 5%, 7,5% και 10% υαλοθραύσματος που συλλέχθηκε από την ανακύκλωση και από την γραμμή παραγωγής. Μέρος αυτού του υαλοθραύσματος υποβλήθηκε σε περαιτέρω διάβρωση σε αλκαλικό περιβάλλον με αποτέλεσμα να προκύψουν οκτώ επιμέρους κονιάματα για περαιτέρω διερεύνηση. Σε αυτά ελέχθησαν οι μηχανικές αντοχές και η μικροδομή των δοκιμίων που παρασκευάστηκαν κατά τη διάρκεια της ενυδάτωσης τους. Η κατηγορία των μειγμάτων με το χονδρόκοκκο υαλόθραυσμα (1-4mm) διαφόρων ποιοτήτων έδειξε πολύ χαμηλή θλιπτική αντοχή και επομένως δεν προχώρησε σε περαιτέρω έρευνα. Τα δοκίμια που προέκυψαν από τις υπόλοιπες δύο κατηγορίες με το λεπτόκοκκο υαλόθραυσμα (<90μm) διάφορων ποιοτήτων, μετά από συντήρηση 270 ημερών, εκτέθηκαν σε θερμοκρασία 750οC για μία ώρα, με σκοπό την μελέτη της επίδρασης υψηλών θερμοκρασιών στα μηχανικά χαρακτηριστικά καθώς και στην μικροδομή των δοκιμίων. Τα δοκίμια μελετήθηκαν με XRD και με SEM. Τέλος, προκειμένου να διερευνηθούν συναρτήσει της θερμοκρασίας ενδεχόμενες μεταβολές, έγινε μελέτη της συμπεριφοράς των δοκιμίων με την τεχνική της διαφορικής θερμικής ανάλυσης. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν πως τα μείγματα όπου αντικαθίσταται άμμος από διαβρωμένο υαλόθραυσμα κοκκομετρίας <90μm αναπτύσσουν καλύτερες αντοχές και ανθεκτικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες σε σχέση με τα δοκίμια με μη διαβρωμένο υαλόθραυσμα. Το αντίθετο παρατηρείται για τα δοκίμια στα οποία αντικαθίσταται μερικώς το τσιμέντο από υαλόθραυσμα. Καλύτερη συμπεριφορά έδειξαν αυτά με το μη διαβρωμένο υαλόθραυσμα.