Παραγωγή και χαρακτηρισμός τροποποιημένου τσιμέντου με προσθήκη ανακυκλωμένων ινών άνθρακα
| datacite.contributor.RelatedPerson | Κουζούδης, Δημήτρης | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Πασπαράκης, Γεώργιος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Δάσιος, Κωνσταντίνος | |
| dc.contributor.author | Μεθενίτη, Ευαγγελία | |
| dc.contributor.other | Metheniti, Evangelia | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-11T11:43:07Z | |
| dc.date.available | 2025-03-11T11:43:07Z | |
| dc.date.issued | 2025-03-07 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Το συμβατικό τσιμέντο παρουσιάζει αρκετές αδυναμίες που καθιστούν απαραίτητη την ανά-πτυξη καινοτόμων τεχνολογιών για τη βελτίωσή του. Πιο συγκεκριμένα, η προσθήκη νανοϋλικών στο τσιμέντο παρέχει μια σειρά από πλεονεκτήματα που συμβάλλουν στη βελτίωση των μηχανι-κών, φυσικοχημικών και λειτουργικών του χαρακτηριστικών. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα είναι η ενίσχυση της αντοχής, καθώς τα νανοϋλικά, λόγω της υψηλής ειδικής τους επιφάνειας και της ικανότητας γεφύρωσης μικρορωγμών, μπορούν να βελτιώσουν τη συνοχή του υλικού. Επι-πλέον, έχουν την ικανότητα να βελτιώσουν την μικροδομή του τσιμέντου, μειώνοντας έτσι την διαπερατότητά του και αυξάνοντας την ανθεκτικότητά του. Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα ανάπτυξης αυτοΐασης του τσιμέντου, καθώς τα νανοϋλικά μπορούν να λειτουργή-σουν ως καταλύτες για την ενίσχυση των μηχανισμών αυτοεπισκευής, μειώνοντας την ανάγκη για επιδιορθώσεις και αυξάνοντας τη διάρκεια ζωής των κατασκευαστικών έργων. Κάποια από τα να-νοϋλικά που χρησιμποποιούνται για παραγωγή τροποποιημένου τσιμέντου είναι το γραφένιο, οι νανοσωλήνες άνθρακα και άλλα προηγμένα νανοϋλικά όπως το νανοπυρίτιο και τα νανοξείδια μετάλλων. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία θα επικεντρωθούμε στις ανακυκλωμένες ίνες άνθρακα (RCFs) και στη χρήση τους για παραγωγή νανοτροποιημένου τσιμέντου με βελτιωμένες ιδιότητες. Οι ανακυκλωμένες ίνες άνθρακα αποτελούν ένα καινοτόμο υλικό που προέρχεται από την α-νακύκλωση σύνθετων υλικών ενισχυμένων με ίνες άνθρακα και είναι ελαφριές, ανθεκτικές και παρουσιάζουν υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, καθιστώντας τις ιδανικές για ενίσχυση τσιμεντοει-δών υλικών. Η ανακύκλωσή τους συμβάλλει στην κυκλική οικονομία και μειώνει το περιβαλλοντι-κό αποτύπωμα της βιομηχανίας των κατασκευών, περιορίζοντας την ανάγκη για νέες πρώτες ύλες. Έχουν την ικανότητα να διατηρούν πολλές από τις μηχανικές και φυσικοχημικές ιδιότητες των πρωτογενών ινών, όπως υψηλή ακαμψία, αντοχή σε κόπωση και χαμηλή θερμική διαστολή. Ωστό-σο, η διαδικασία ανακύκλωσης μπορεί να επηρεάσει τη δομή και τη συνοχή των ινών, με αποτέ-λεσμα να υπάρχουν διαφοροποιήσεις στις τελικές τους ιδιότητες. Παρόλα αυτά, πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι η χρήση ανακυκλωμένων ινών άνθρακα στο τσιμέντο μπορεί να οδηγήσει σε βελ-τιωμένη μηχανική αντοχή, ανθεκτικότητα και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Το γεγονός ότι αποτελούν προϊόντα ανακύκλωσης καθιστά δυσκολότερη την επεξεργασία τους, καθώς είναι πολύ πιθανό να περιέχουν κάποια υπολείμματα πολυμερών, ρητινών ή και ρύ-πων από τις προηγούμενες χρήσεις τους και ο καθαρισμός τους είναι αναγκαίος για τη χρήση τους σε νέες εφαρμογές όπως η παραγωγή ενισχυμένων δοκιμίων τσιμέντου. Επίσης, έχει εντοπιστεί μια δυσκολία διάσποράς τους μέσα σε άλλα υλικά προκειμένου να επιτευχθεί μια ομοιόμορφη κατανομή. Κανένα από αυτά τα πλεονεκτήματα ωστόσο δεν είναι ιδιαίτερα ισχυρό ώστε να αναι-ρέσει την πληθώρα πλεονεκτημάτων τους ιδιαίτερα στην εφαρμογή τους σε τσιμεντοειδή υλικά όπου πέρα από την βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων τους συμβάλλουν και στη μείωση του πε-ριβαλλοντικού αποτυπώματος των κατασκευών και στην ενίσχυση της κυκλικής οικονομίας. Τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε αυτή την έρευνα αφορούν δοκιμές θλίψης και κάμ-ψης σε αυτά τα τροποποιημένα δοκίμια τσιμέντου με RCFs. Όσον αφορά τις δοκιμές θλίψης η με-γαλύτερη αύξηση της θλιπτικής αντοχής παρατηρήθηκε στα δοκίμια με περιεκτικότητα 1.0% σε RCFs κατά βάρος τσιμέντου και μεταβολή ίση με 6.51% σε σχέση με το πρότυπο, ενώ για τις δοκι-μές κάμψης τη μεγαλύτερη βελτίωση καμπτικής αντοχής παρουσίασαν τα δοκίμια περιεκτικότητας 0.5% σε RCFs κατά βάρος τσιμέντου. Συνεπώς, η χρήση των RCFs για παραγωγή ενισχυμένου τσι-μέντου φανερώνει πολλές και υποσχόμενες προοπτικές για το μέλλον. | |
| dc.description.sponsorship | TITAN Cement | |
| dc.description.translatedabstract | Conventional cement has several weaknesses that make it necessary to develop innovative technologies to improve it. In particular, the addition of nanomaterials to cement provides a num-ber of advantages that help to improve its mechanical, physico-chemical and functional characteris-tics. One of the main advantages is the enhancement of strength, as nanomaterials, due to their high specific surface area and microcrack bridging capacity, can improve the cohesion of the material. In addition, they have the ability to improve the microstructure of the cement, thus reducing its per-meability and increasing its durability. Another important advantage is the ability to develop self-repair of cement, as nanomaterials can act as catalysts to enhance self-repair mechanisms, reducing the need for repairs and increasing the lifetime of construction projects. Some of the nanomaterials used for the production of modified cement are graphene, carbon nanotubes and other advanced nanomaterials such as nanosilicon and metal nanoxides. In this thesis we will focus on recycled car-bon fibers (RCFs) and their use to produce nano-modified cement with improved properties. Recycled carbon fibers are an innovative material derived from the recycling of carbon fiber-reinforced composites and are lightweight, durable and exhibit high tensile strength, making them ideal for reinforcing cementitious materials. Their recycling contributes to the circular economy and reduces the environmental footprint of the construction industry, reducing the need for new raw materials. They have the ability to retain many of the mechanical and physico-chemical properties of primary fibers, such as high stiffness, fatigue resistance and low thermal expansion. However, the recycling process can affect the structure and consistency of the fibers, resulting in variations in their final properties. However, many studies have shown that the use of recycled carbon fibers in cement can lead to improved mechanical strength, durability and electrical conductivity. The fact that they are recycled products makes them more difficult to process, as they are likely to contain some residues of polymers, resins and/or dirt from their previous uses and their purifica-tion is necessary for their use in new applications such as the production of reinforced cement tests. A difficulty has also been identified in dispersing them into other materials in order to achieve a uniform distribution. However, none of these advantages are particularly strong enough to out-weigh their many advantages, particularly in their application to cementitious materials where, in addition to improving their mechanical properties, they help to reduce the environmental footprint of construction and enhance the circular economy. The experiments conducted in this research involve compression and flexure tests on these modified cement specimens with RCFs. As for the compression tests, the greatest increase in com-pressive strength was observed in the specimens with 1.0% RCFs content by weight of cement and a change equal to 6.51% with respect to the standard, while for the flexural tests the greatest im-provement in flexural strength was observed in the specimens with 0.5% RCFs content by weight of cement. Therefore, the use of RCFs to produce reinforced cement reveals many promising pro-spects for the future. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/29308 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | CC0 1.0 Universal | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | |
| dc.subject | Ανακυκλωμένες ίνες άνθρακα | |
| dc.subject | Παραγωγή ενισχυμένου τσιμέντου | |
| dc.subject.alternative | Recycled carbon fibers | |
| dc.subject.alternative | Production of reinforced cement | |
| dc.title | Παραγωγή και χαρακτηρισμός τροποποιημένου τσιμέντου με προσθήκη ανακυκλωμένων ινών άνθρακα | |
| dc.title.alternative | Production and characterisation of modified cement adding recycled carbon fibers |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- PARAGWGH_KAI_XARAKTHRISMOS_TROPOPOIHMENOU_TSIMENTOU_ME_PROSTHIKI_RCFS.pdf
- Size:
- 3.07 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
License bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- license.txt
- Size:
- 5.02 KB
- Format:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Description: