University of Tartu
Geopolymeric potential of the Estonian oil shale processing waste
Abstract
Geopolümeerid on anorgaaniliste polümeeride hulka kuuluvad kolmedimensionaalse struktuuriga tsementeeruvad materjalid, mis moodustuvad alumosilikaatide leelisaktivisatsioonil. Geopolümeersed sideained ja nendest valmistatud betoon on oma omadustelt võrreldavad või sageli isegi paremate omadustega, kui tavalise portlandtsemendi baasil valmistatud analoogid. Geopolümeeride valmistamiseks on toormena võimalik kasutada erinevaid looduslikke- või tehislikke alumosilikaatseid toormeid. Seejuures võimaldab tööstusjäätmete taaskasutamine geopolümeersete materjalide toormena neid jäätmeid väärindada ning vähendada ladestatavate jäätmete keskkonnamõju. Eesti põlevkivitööstuses tekib põlevkivi termilisel töötlemisel igal aastal 8–9 Mt põlevkivituhka ja u 1 Mt õlitööstuse jäätmeid. Põlevkivituhale on siiani leitud vaid minimaalset taaskasutust ( <5%) ja ülejäänud jäätmed ladestatakse tuhaväljadele. Samas puudub aga igasugune taaskasutus õlitööstuse jäätmetele, mis ladestatakse täies mahus jäätmehoidlates. Seega on oluline leida võimalusi nende jäätmete taaskasutamiseks ning geopolümeeride tootmine võiks potentsiaalselt avada täiesti uue võimaluse jäätmete väärindamiseks. Käesolevas doktoritöös uuriti Eesti põlekivitööstuse tahkete jäätmete omadusi ja nende sobivust geopolümeeride valmistamiseks. Geopolümerisatsiooni esile kutsumiseks aktiveeriti elektritootmises ja õlitööstuses tekkivaid värskeid tuhamaterjale ja eletrijaama tuhaplatoolt kogutud hüdratiseerunud põlevkivituha setendit erinevate leeliseliste lahustega. Uuringu tulemused näitavad, et tuhaplatoodele ladestatud materjal ei ole sobilik geopolümeersete materjalide valmistamiseks. Polümeersete tsementeeruvate faaside teke on aga nähtav värske tuha aktiveerimisel. Parema sideaineliste omadustega materjali tunnuseks on pikad polümeersed ahelad ja kolmedimensionaalselt põimunud struktuur. Nende tunnuste alusel sobivad uuritud tahketest jäätmetest geopolümeersete materjalide valmistamiseks kõige paremini õlitööstuse tuhad. Siiski leidub mitmeid tegureid, mis limiteerivad geopolümerisatsiooniprotsesse ning toovad esile vajaduse täiendavate uuringute järele enne tööstuslike rakenduste välja töötamist.
Author and committee
dc:creator, dc:contributor.*- Author
-
- Paiste, Päärn
Subjects
dc:subject × 17Identifiers
dc:identifier.*- Identifier
- hdl:10062/56397
- OAI identifier oai:identifier
- oai:dspace.ut.ee:10062/56397