دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز

مهندس مصطفی وفایی ، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی ، سه شنبه سیزدهم تیر ماه 1396، از رساله خود با عنوان «شناسایی وتولید آزمایشگاهی سیمان ژئوپلیمری مقاوم در محیط ‌اسیدی» با راهنمایی دکتر علی اله‌وردی دفاع نمودند.

چکیده

هدف اصلی در این پژوهش، شناسایی وتولید آزمایشگاهی سیمان‌های ژئوپلیمری مقاوم در محیط ‌اسیدی می‌باشد. بدین منظور در ابتدا پس از بررسی واکنش‌پذیر بودن مواد اولیه و قابلیت استفاده از آنها در تولید سیمان‌ ژئوپلیمری از بین مواد آلومینو سیلیکاتی در دسترس، پوزولان تفتان، پودر شیشه، پودر آجر و خاکستر بادی به عنوان مواد اولیه مناسب انتخاب گردیدند. هم‌چنین به منظور اصلاح ترکیب شیمیایی و بهبود واکنش پذیری مواد اولیه از اصلاح‌کننده‌های معدنی موجود همچون سیمان‌های آلومینایی و سرباره‌های صنعتی کمک گرفته شد. در ادامه فرآیند فعال‌سازی قلیایی مخلوط‌های مواد اولیه صورت گرفت و تاثیر عوامل مهم شامل ترکیب شمیایی و درصد اکسیدهای موجود در مواد اولیه و محلول فعال‌ساز بر مقاومت فشاری چسباننده بررسی شد و فرمول بهینه برای ملات‌های سیمانی بدست آمد. سپس جهت برآورد اولیه از عملکرد دوامی سیمان‌های ژئوپلیمری در محیط‌های اسیدی، دوام آزمونه­های ملات در کلریدریک اسید و سولفوریک اسید با pH تقریباْ برابر ۵/۰ به مدت دو ماه بررسی شد و سیمان های ژئوپلیمری فاقد دوام مناسب از فهرست اولیه حذف شدند. در پایان آزمایش‌های اصلی بررسی عملکرد دوامی در محیط‌های اسیدی با غوطه‌وری آزمونه‌های ملات ساخته شده از سیمان‌های ژئوپلیمری پایه پودر آجر، پودر شیشه و خاکستر بادی و همچنین ملات سیمان پرتلند و ملات سیمان آلومنایی به عنوان آزمونه های مرجع در کلریدریک اسید و سولفوریک اسید با pH تقریباْ برابر 1به مدت 6 ماه و pH تقریباْ برابر 3به مدت 24 ماه انجام شد و عملکرد دوامی مخلوط‌های سیمانی در محیط‌های اسیدی قرار گرفت. یافته های این تحقیق ثابت نمود که ملات‌های ژئوپلیمری بخصوص ملات ژئوپلیمری پایه پودر شیشه و خاکستر بادی نسبت به آزمونه­های مرجع در محیط های اسیدی و خورنده به مراتب با سرعت کمتری دچار تخریب می­شوند، بطوری‌که میزان افت وزنی این سیمان‌ها در پایان دوره آزمایش به ترتیب در حدود 60% و 50% برای کلریدریک اسید و 50% و 50% برای سولفوریک اسید کمتر از ملات سیمان پرتلند بود. افت مقاومت فشاری این سیمان‌ها نیز در همین شرایط به ترتیب در حدود 40% و ۶0% برای کلریدریک اسید و ۶0% و 60% برای سولفوریک اسید ثبت شد، در حالی که مقاومت فشاری ملات سیمان پرتلند تنها پس از طی حدوداً ۴ ماه در کلریدریک اسید و ۳ ماه در سولفوریک اسید بطور کامل افت پیدا نمود.