title: Παραγωγή κεραμικών από συν-αξιοποίηση αποβλήτων εκσκαφών κατασκευών και κατεδαφίσεων και βιομάζας
Creators: name: Μανιουδακη Ειρηνη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2023

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία αγροτικά απόβλητα και τούβλα, από απόβλητα εκσκαφών, κατασκευών και κατεδαφίσεων (ΑΕΚΚ), έχουν χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή κεραμικών ως μία νέα φιλική προς το περιβάλλον λύση. Τα αγροτικά απόβλητα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν κελύφη φυστικιού Αιγίνης, τα οποία προστέθηκαν σε δύο μορφές, ως έχουν και μετά από πυρόλυση στους 400 oC. Μελετήθηκε η προσθήκη 5% και 15% κ.β αγροτικών αποβλήτων (ως έχουν και μετά από πυρόλυση) επί του ποσοστού του απόβλητου τούβλου και ακολούθησε η μορφοποίηση τους με μονοαξονική συμπίεση και έπειτα η έψησή τους σε θερμοκρασίες 900 oC, 1000  oC και 1100 oC. Επιπλέον, μελετήθηκε και η επίδραση της προσθήκης διαφορετικών ποσοστών (5% και 10% κ.β) χαλαζιακής άμμου στις ιδιότητες των παραγόμενων κεραμικών. 
Τα κεραμικά που προέκυψαν χαρακτηρίστηκαν με εκτέλεση μιας σειράς δοκιμών προσδιορισμού φαινόμενου πορώδους, υδατοαπορροφητικότητας, αντοχής σε θλίψη και μέτρησης ειδικής επιφάνειας. Επίσης, πραγματοποιήθηκε χημική και ορυκτολογική ανάλυση των αρχικών πρώτων υλών και των παραγόμενων κεραμικών. 
Βάσει των αποτελεσμάτων της παρούσας διπλωματικής εργασίας, παράχθηκαν κεραμικά που παρουσιάζουν ικανοποιητικές φυσικές και μηχανικές ιδιότητες. Οι μεγαλύτερες τιμές της αντοχής παρατηρήθηκαν στα κεραμικά που παρασκευάστηκαν μετά από έψηση στους 1100 οC. Πιο συγκεκριμένα, τα κεραμικά που αποτελούνται από απόβλητο τούβλο παρουσίασαν αντοχή 12,5 MPa και με την προσθήκη μικρής ποσότητας 5% κ.β κελύφους φυστικιού (ως έχει) η αντοχή αυξήθηκε στα 16 MPa. Επιπλέον η προσθήκη και χαλαζιακής άμμου (σε ποσοστό 10% κ.β) οδήγησε σε ακόμη μεγαλύτερη αύξηση αντοχής σε 18,1 MPa. 
Επίσης, άλλη μία φυσική ιδιότητα που παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, είναι το πορώδες. Η προσθήκη κελύφους φυστικιού και του παραγόμενου εξ’ αυτού βιοεξανθρακώματος οδήγησε σε σημαντική αύξηση του πορώδους, που κυμάνθηκε από 12,8%-44,0%, ενώ μετά την προσθήκη της χαλαζιακής άμμου οι τιμές κυμάνθηκαν μεταξύ 12,8%-73,5% .
Με βάση τα ευρωπαϊκά και αμερικανικά πρότυπα έγινε κατάταξη των κεραμικών, ώστε να καθοριστούν οι χρήσεις τους ως τελικά προϊόντα σε διάφορους τομείς της κατασκευαστικής βιομηχανίας (παρασκευή τούβλων, κεραμιδιών, πλακιδίων) για την παραγωγή κεραμικών φίλτρων και κεραμικών προϊόντων για καθημερινές χρήσεις π.χ. κεραμικά είδη εστίασης.
Τέλος, ο κύριος στόχος αυτής της εργασίας είναι η αξιολόγηση νέων συνθέσεων προκειμένου να παραχθούν νέα προϊόντα με υψηλή προστιθέμενη αξία ή με σημαντικά μικρότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

description: In the present thesis agricultural residues and wastes from constructions and demolitions (C&D) have been used for the production of ceramics. Valorization of wastes is an environmental priority of high importance. The agricultural residues used were peanut shells, which were added in two forms, as such and after pyrolysis at 400 oC. The addition of 5 wt.% and 15 wt.% of agricultural residues (raw and pyrolyzed) of the mass of brick (C&D) was studied. In addition, the use of different percentages (5% and 10%) of silica sand on the properties of the produced ceramics has also studied.
All samples were uniaxially pressed at 10 MPa, dried at 110 oC and then fired for two hours between 900 oC and 1100 oC, with a heating rate of 3 oC/min. The compressive strength was measured using a MTS 815 machine. Porosity, bulk density and water absorption were determined by the Archimedes principle.
Ceramics with sufficient mechanical and physical properties have been developed. In particular, at a firing temperature of 1100 oC, the highest strength was observed. More specifically, ceramics produced from brick obtained compressive strength value of 12,5 MPa, while after the addition of peanut shell (without pyrolysis), at a rate of 5 wt.% the compressive strength increased up to 16 MPa. Furthermore, with the addition of 10% silica sand and peanut shells a higher value of compressive strength of 18,1 MPa was achieved.
Furthermore, the ceramics produced from brick and peanut shells (as such and after pyrolysis) exhibited high porosity ranging between 12,8%-44%. The addition of silica sand also resulted in high porosity between 12,8%-73,5%.
Ceramics were classified using European and American standards, in order to determine their possible uses as final products in various sectors on the construction and building industry (for the production of bricks, roof and floor tiles) as well as filter for environmental applications.
Finally, the main objective of this work is to evaluate new compositions that improve the performance of ceramic bricks in order to obtain new products with high added value or with significantly lower environmental impact.