„Pucolaninio priedo iš molio ir AlF3 gamybos atliekos sintezė bei įtaka portlandcemenčio savybėms“

Autorius, institucija: Raimonda Kubiliūtė, Kauno technologijos universitetas

Mokslo sritis, kryptis: Technologijos mokslai, chemijos inžinerija

Su disertacija susipažinti galima KTU (K. Donelaičio g. 20, Kaunas) bibliotekoje.

Mokslinis vadovas – prof. dr. Rimvydas KAMINSKAS (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, chemijos inžinerija – 05T).

Chemijos inžinerijos mokslo krypties disertacijos gynimo taryba:

prof. dr. Raimundas ŠIAUČIŪNAS (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, chemijos inžinerija – 05T) – pirmininkas,

dr. Valentin ANTONOVIČ (Vilniaus Gedimino technikos universiteto Termoizoliacijos mokslo institutas, technologijos mokslai, medžiagų inžinerija – 08T),

prof. dr. Kęstutis BALTAKYS (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, chemijos inžinerija – 05T),

dr. Ina PUNDIENĖ (Vilniaus Gedimino technikos universiteto Termoizoliacijos mokslo institutas, technologijos mokslai, medžiagų inžinerija – 08T),

prof. dr. Virgilijus VALEIKA (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, chemijos inžinerija – 05T).

Anotacija:

Cemento pramonė yra viena labiausiai energetikai imlių pramonės šakų. Dalinis cemento klinkerio pakeitimas portlandcementyje kitomis medžiagomis leidžia ne tik sumažinti portlandcemenčio savikainą, bet ir tausoti aplinką, mažinant CO₂ emisiją. Pastaruoju metu intensyviai tiriamos degtų molių pucolaninės savybės, nes degant molį, kai kurie molio mineralai (dažniausiai kaolinitas) pereina į amorfinę būseną, pasižyminčią pucolaniniu aktyvumu. Tačiau Lietuvos telkinių moliuose vyrauja hidrožėručiai, o kaolinito yra nedaug. Kita vertus, Lietuvoje gausu technogeninių atliekų. Viena jų – AB „Lifosa“ įmonėje AlF₃ gamybos metu susidarantis silikagelis. Ši atlieka dėl joje esančių fluoridų priemaišų yra kaupiama sąvartynuose. Aktyvaus pucolaninio priedo sintezė iš molio ir silikagelio leistų sumažinti aplinkos taršą ir portlandcemenčio savikainą. Šioje disertacijoje yra pateikiamas parinktų molių ir silikagelio mineralinės sudėties bei pucolaninio aktyvumo kitimas žaliavų degimo metu, įvertinta silikagelio – molio mišinių sudėties ir jų degimo temperatūros įtaką produktų pucolaniniam aktyvumui. Pateikti metalų fluoridų susidarymo termodinaminių parametrų skaičiavimai modelinėje sistemoje, parinktos mišinių sudėtys, kurių degimo metu susintetinamos aktyvios pucolaninės medžiagos, išvengiant lakių fluoridų patekimo į aplinką. Pateikti cemento su susintetintais pucolaniniais priedais hidratacijos proceso ir cemento akmens stiprio gniuždant tyrimų rezultatai.

Annotation:

Cement industry is one of the most energy-intensive industries. Partial cement clinker replacement in the Portland cement with other materials allows not only to reduce the cost of Portland cement, but also to protect the environment by reducing CO₂ emissions. Recently, the pozzolanic properties of burned clays intensively have been investigated, because during the combustion process, some of clay minerals (mainly kaolinite) transforms into amorphous state, which is characterized by pozzolanic activity. However, clays of Lithuanian quarries are rich in hydromica and are limited in kaolinite. On the other hand, Lithuania is rich in technogenic wastes. One of them is silica gel, which forms during the production of AlF₃ in the factory of JSC “Lifosa“. This waste is stored in the landfills due to the fluoride impurities in it. The synthesis of an active pozzolanic additive from clay and silica gel would allow reduction of environmental pollution and Portland cement cost. In this dissertation, changes of mineralogical composition and pozzolanic activity of selected clays and silica gel during combustion process are presented and the influence of silica gel–clay mixtures composition and their combustion temperature on the pozzolanic activity of combustion products is evaluated. Furthermore, thermodynamic parameters calculations of metal fluoride formation in model system and compositions of the clay–silica gel mixtures, from which active pozzolanic materials are synthesized without emission of fluorides into environment, are provided. Moreover, discussion of the influence of pozzolanic additives on Portland cement hydration process and compressive strength of cement stone is presented.