Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής κας Αικατερίνης Βαλουμά

"Ολοκληρωμένη ανάπτυξη τεχνολογιών αποτοξικοποίησης και διαχείρισης αμιαντούχων υλικών"

με θέμα "Ολοκληρωμένη ανάπτυξη τεχνολογιών αποτοξικοποίησης και διαχείρισης αμιαντούχων υλικών "

Τρίτη 3 Σεπτεμβρίου 2019, Ώρα: 12:00, Αίθουσα: Κ2.Α7

Επιβλέπων: Ευάγγελος Γιδαράκος

Επταμελής Εξεταστική Επιτροπή:

  1. Ευάγγελος Γιδαράκος, Καθ. ΜηΠερ Πολ. Κρήτης
  2. Κωνσταντίνος Κομνίτσας, Καθ. ΜηχΟΠ Πολ. Κρήτης
  3. Νόνη-Παγώνα Μαραβελάκη, Καθ. ΑρχΜηχ Πολ. Κρήτης
  4. Μιχάλης Γαλετάκης, Καθ. ΜηχΟΠ Πολ. Κρήτης
  5. Απόστολος Γιαννής, Επ. Καθ. ΜηΠερ Πολ. Κρήτης
  6. Ευάγγελος Διαμαντόπουλος, Καθ. ΜηΠερ Πολ. Κρήτης
  7. Γεώργιος Καρατζάς, Καθ. ΜηΠερ Πολ. Κρήτης

Περίληψη:

Τα Απόβλητα Εκσκαφών Κατασκευών & Κατεδαφίσεων (ΑEKK) αποτελούν ένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα στον τομέα διαχείρισης αποβλήτων. Τα ορυκτά του αμιάντου, λόγω της διαδεδομένης τους χρήσης στον κατασκευαστικό τομέα, καθιστούν τα υλικά που περιέχουν αμίαντο ένα αυξανόμενο ρεύμα αποβλήτων, ως μέρος  που προέρχονται από ανακαινίσεις και κατεδαφίσεις κτιρίων.

Η διδακτορική διατριβή προσεγγίζει το πρόβλημα διαχείρισης των κυματοειδών φύλλων στέγης αμιαντοτσιμέντου (ΕΛΕΝΙΤ). Τα ΕΛΕΝΙΤ είναι κατασκευαστικά υλικά με συνδετικό υλικό το τσιμέντο, ενισχυμένα με ίνες αμιάντου. Ως υλικά στέγης υπόκεινται σε διάβρωση λόγω της έκθεσης σε καιρικές συνθήκες, καθώς η βροχή, η υγρασία, η όξινη βροχή και οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας προκαλούν φθορά.

Μελετάται η επίδραση διαφορετικών συγκεντρώσεων οξαλικού οξέος, ως προς την δυνατότητα αποτοξικοποίησης των ΕΛΕΝΙΤ. Κατόπιν, γίνεται αξιοποίηση της πυριτικής μήτρας του αμιάντου ενσωματώνοντάς της σε ένα δίκτυο πυριτίου. Το τετρα-αιθοξυ-σιλάνιο (Si(OC2H5)4, TEOS) είναι υλικό που χρησιμοποιείται στην παραγωγή πυριτικού δικτύου με τη μέθοδο λύματος-πηκτής (sol-gel). Η αποτοξικοποίηση των αποβλήτων οδήγησε στην παραγωγή μιας μη τοξικής πυριτικής γέλης. Μελετήθηκε επιπλέον, η επίδραση της ακτινοβολίας μικροκυμάτων στη διαδικασία προκειμένου να διαπιστωθεί τυχόν επιτάχυνση της επεξεργασίας των αποβλήτων. Επιπλέον, μελετήθηκε ο συνδυασμός οξαλικού οξέος με πυριτικό κάλιο (K2O3Si)  προς τη διάσπαση των ινών του αμιάντου και τη μετατροπή των αποβλήτων σε μη επικίνδυνη μορφή.

Πραγματοποιήθηκε χαρακτηρισμός των επεξεργασμένων αποβλήτων ως προς τον προσδιορισμό των ορυκτών αμιάντου, των φάσεων κρυσταλλικών και άμορφων φάσεων του αμιαντοτσιμέντου, καθώς και των νέων φάσεων που δημιουργήθηκαν μετά τις επεξεργασίες. Χρησιμοποιήθηκαν αναλυτικές τεχνικές όπως XRPD, FTIR, XRF και TG-DTG. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι ο συνδυασμός του οξαλικού οξέος είτε με το TEOS είτε με το πυριτικό κάλιο επιτυγχάνει την πλήρη αποτοξικοποίηση των αποβλήτων και τη διάσπαση της δομής των ΕΛΕΝΙΤ, ενώ παράλληλα παράγεται οξαλικό ασβέστιο λόγω της αντίδρασης του οξαλικού οξέος με τις φάσεις του τσιμέντου και μεγάλη ποσότητα άμορφου πυριτίου μέχρι και 90 %κ.β.

Τα υλικά που προέκυψαν από την επεξεργασία των αποβλήτων μελετώνται για τυχόν ποζολανικές ιδιότητες, λόγω του μεγάλου περιεχομένου σε άμορφο πυρίτιο (90 %κ.β.) και της λεπτότητά τους. Ο προσδιορισμός της ποζολανικότητας αξιολογείται με πρότυπες μεθόδους. Η άμεση αντίδραση των υλικών με το υδροξείδιο του ασβεστίου προσδιορίζεται μέσω της μεθόδου NF P 18 – 513 που ποσοτικοποιεί την κατανάλωση του ασβεστίου από τα μελετώμενα υλικά. Η μακροπρόθεσμη ποζολανική αντίδραση των υλικών εκτιμάται σύμφωνα με το Δείκτη Δραστικότητας Αντοχής (Strength Activity Index, EN 450-1) σε δοκίμια κονιάματος τσιμέντου, που παράγονται αντικαθιστώντας ποσοστό τσιμέντου με το επεξεργασμένο απόβλητο ως πρόσθετο υλικό.

Μελετάται η δυνατότητα ανακύκλωσης των υλικών ως δευτερεύουσες πρώτες ύλες με ποζολανικές ιδιότητες για την παραγωγή δομικών στοιχείων με προηγμένα χαρακτηριστικά. Για την παραγωγή των δοκιμίων χρησιμοποιούνται δύο εμπορικοί τύποι τσιμέντου, τα CEMI 42.5N και CEMII/A-LL 42.5N, πρότυπη άμμος ως αδρανές, και πυριτική παιπάλη (για λόγους σύγκρισης) ως υλικό αντικατάστασης τσιμέντου. Διερευνάται η επίδραση της μερικής αντικατάστασης τσιμέντου (1.5-5 %κ.β.) με την τεχνητή ποζολάνη.