بهينه سازي فرآيند توليد وميزان جذب آب در ژئو پليمرها

• اعتبار
• قابل خرید

اداره اختراع : اداره ثبت اختراعات ایران

شماره اظهارنامه : 13905014000300739

شماره ثبت : 73880

تاریخ ثبت : 1390/10/04

نام مالک/مالکین : فرزاد سليماني و علي نظري و شادي رياحي و غلامرضا خلج

نام مخترع/مخترعین : غلامرضا خلج و شادي رياحي و علي نظري و فرزاد سليماني و غلامرضا خلج

طبقه بندی بین المللی :

خلاصه شرح اختراع :

سيمانهاي ژئوپليمري با روشي متفاوت نسبت به سيمان پرتلند توليد مي شوند. آنها احتياج به دماي بالا, مقدار سوخت زياد و كوره و تجهيزات جانبي ندارند. معرفي اين سيمان هاي ژئوپليمري حاوي CO2 كم, نه تنها براي استفاده هاي زيست محيطي است بلكه در مهندسي عمران نيز مقدار انتشار CO2 حاصل از صنايع سيمان و بتن را تا ٪۸۰ كاهش مي دهد. سيمان پرتلند معمولي ماده مهمي در توليد بتن است كه به عنوان چسبي جهت اتصال سنگدانه به هم به كار مي رود. هر چند به كار گيري سيمان سبب آلودگي محيط زيست و كاهش مواد خام (سنگ آهك) مي شود. توليد سيمان پرتلند معمولي نيازمند سوزاندن مقدار زيادي سوخت و تجزيه سنگ آهك است كه سبب توليد مقدار زيادي دي اكسيد كربن مي شود. به همين منظور بتن هاي ژئوپليمري براي كاهش مشكلات بالا معرفي شده است. بتن هاي ژئوپليمري همچنين خواص مطلوبي مانند استحكام فشاري بالا و خزش كم و مقاومت خوب در برابر اسيد و انقباض كم از خود نشان مي دهند. نقش چسب در بتن ژئوپليمري را خاكستر بادي كه مانند سيمان پرتلند معمولي داراي خواص پوزولاني بوده و غني از آلومينا و سيليكات است. ايفا مي كند. بنابراين بتن هاي ژئوپليمري با پايه خاكستر بادي راه حل مناسبي براي غلبه بر ازدياد ميزان خاكستر بادي روي زمين است. در بتن هاي ژئوپليمري با پايه خاكستر بادي, سيليس و آلومينا در ماده اوليه وجود داشته و با تركيب شدن با فعال كننده هاي قليايي, ژلي تحت عنوان آلومينوسيليكات ايجاد مي كند. اين ژل, سنگدانه ها و ساير مواد واكنش نيافته در مخلوط را به هم متصل كرده و بتن ژئوپليمري توليد مي كند. علاوه بر اين واكنش به پارامترهايي نظير اندازه سنگدانه ها , تركيب شيميايي خاكستر بادي, مقدار فازهاي ناخواسته در خاكستر بادي, طبيعت و غلظت pH فعال كننده بستگي دارد. در اين پروژه امكان سنجي استفاده از مواد زائد خاكستر كوره و خاكستر شلتوك برنج براي توليد ژئوپليمر با حداقل جذب آب مورد بررسي قرار مي گيرد. در نهايت ميزان بهينه هر يك از مواد مصرفي با توجه به نتايج حاصل ارائه خواهند شد. جهت بهينه نمودن شرايط آزمايش و دستيابي به بهترين نتيجه با استفاده از كمترين تعداد نمونه ها، از روش طراحي آزمون تاگوچي استفاده خواهد شد. هدف به دست آوردن تركيب بهينه جهت دارا بودن كمترين جذب آب است دماي ۹۰ درجه سانتي گراد همواره به عنوان دماي بهينه پخت براي دستيابي به حداقل جذب آب به دست آمد. درصد جذب آب بهينه در نمونه هاي بدون نانو ذرات در رژيم هاي آبي ۲ و ۷ روزه به ترتيب برابر ۶۶/9 و ۰۱/11 درصد به دست آمد. استفاده از سود با غلظت هاي متوسط و كم (۵ و ۸ مولار) در عمده ژئوپليمرهاي مورد بررسي، باعث دستيابي به حداقل جذب شد. درصد جذب آب بهينه در رژيم هاي آبي ۲ و ۷ روزه درصد جذب آب بهينه در نمونه هاي بدون نانو ذرات در رژيم هاي آبي ۲ و ۷ روزه به ترتيب برابر ۶۶/9 و ۰۱/11 درصد هر دو در غلظت سود ۸ مولار به دست آمد.