Χρήση παλυγορσκίτη για την παρασκευή ελαφροβαρών κονιαμάτων = Use of palygorskite for the preparation of lightweight mortars.

Περίληψη

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο την μελέτη της μερικής αντικατάστασης άμμου με παλυγορσκίτη αλλά και της επίδρασης της προσθήκης αυτού του μίγματος αδρανών στην δημιουργία ελαφροβαρών κονιαμάτων.
Σκοπός της εργασίας είναι η δημιουργία κονιαμάτων με εφάμιλλες ιδιότητες με αυτές των ελαφροβαρών μέσω της χρήσης μιγμάτων αδρανών αλλά και η σύγκριση τους με δύο πρότυπα δείγματα, τα S1 (συμβατικό κονίαμα με άμμο & τσιμέντο) αλλά και S2 (κονίαμα με αντικατάσταση ποσοστού της άμμου με ζεόλιθο σε αντίστοιχες αναλογίες με αυτές που χρησιμοποιούνται και για την συγκεκριμένη έρευνα). Για τον λόγο αυτό έγινε αντικατάσταση ενός μέρους της άμμου, που διαχρονικά χρησιμοποιείται, με ένα μαγνησιούχο αργιλοπυριτικό ορυκτό με μεγάλη ειδική επιφάνεια και πορώδες, τον παλυγορσκίτη. Στόχος η ‘’εκμετάλλευση’’ της δομής του έτσι ώστε να προκύψει δυνατότητα δημιουργίας κονιάματος εφάμιλλων ιδιοτήτων με τα συμβατικά, που χρησιμοποιούν κατά κύριο λόγο άμμο, χαμηλού φαινόμενου βάρους αλλά και υψηλού πορώδους έτσι ώστε το τελικό αποτέλεσμα να εντάσσεται στην κατηγορία των ελαφροβαρών κονιαμάτων.
Για το εργαστηριακό κομμάτι της έρευνας έγινε κονιοποίηση συγκεκριμένης ποσότητας παλυγορσκίτη που στάλθηκε από το λατομείο Χαραμή της εταιρείας ΓΕΩΕΛΛΑΣ έτσι ώστε η κοκκομετρία του να είναι ανάλογη της απαιτούμενης. Έπειτα έγινε η ανάμειξη των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν, δηλαδή της άμμου, του παλυγορσκίτη και του τσιμέντου με προσθήκη νερού, με αποτέλεσμα την δημιουργία κονιάματος που τοποθετήθηκε σε μήτρες και αφέθηκε να συμπαγοποιηθεί. Οι μετρήσεις έγιναν ανά συγκεκριμένο διάστημα ημερών που προβλέπεται για την μελέτη των κονιαμάτων. Για κάθε μέρα μετρήσεων τα δοκίμια εξετάστηκαν στο φαινόμενο βάρος τους, στο πορώδες τους, στην μοναξονική τους αντοχή αλλά και στην ορυκτολογική και χημική τους σύσταση. Επιπλέον έγινε και έκπλυση των δειγμάτων με σκοπό την εύρεση βαρέων μετάλλων.
Τα αποτελέσματα που προέκυψαν δείχνουν πως η χρήση του συγκεκριμένου ορυκτού μπορεί να δώσει κονιάματα τα οποία έχουν ιδιότητες ανάλογες αυτών που αναφέρονται στα πρότυπα ΕΛΟΤ και συνεπώς οδηγούν στην κατάταξη του συγκεκριμένου κονιάματος στην κατηγορία των ελαφροβαρών.

The present thesis focuses on the study of partial sand replacement with palygorskite and the effect of adding this aggregate mixture on the production of lightweight mortars. The aim of the study is to create mortars with comparable properties to lightweight ones through the use of aggregate mixtures, and to compare them with two standard samples: S1 (conventional mortar with sand and cement) and S2 (mortar with partial sand replacement by zeolite in the same proportions as those used in this research). For this purpose, a portion of the sand, which is traditionally used, was replaced with a magnesium-rich clay mineral with a high specific surface area and porosity, palygorskite. The goal was to "exploit" its structure in order to create a mortar with properties equivalent to conventional mortars that primarily use sand, but with lower bulk density and higher porosity, so that the final result falls into the category of lightweight mortars.
For the laboratory part of the research, a specific quantity of palygorskite was pulverized, which was provided by the Charami quarry of the company GEOELLAS, to ensure that its granulometry matched the required specifications. Then, the materials used—sand, palygorskite, and cement—were mixed with water, resulting in the creation of a mortar, which was placed in molds and left to solidify. Measurements were taken at specific time intervals as dictated by the study of mortars. For each measurement day, the specimens were examined for their bulk density, porosity, uniaxial compressive strength, and mineralogical and chemical composition. Additionally, the samples were leached in order to detect the presence of heavy metals.
The results indicate that the use of this particular mineral can produce mortars with properties similar to those mentioned in the ELOT standards, thus leading to the classification of the mortar in question as a lightweight mortar.