ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ ΓΕΩΠΟΛΥΜΕΡΩΝ ΑΠΟ ΜΕΤΑΚΑΟΛΙΝΗ ΚΑΙ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΗ ΑΜΜΟ

ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ ΓΕΩΠΟΛΥΜΕΡΩΝ ΑΠΟ ΜΕΤΑΚΑΟΛΙΝΗ ΚΑΙ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΗ ΑΜΜΟ Σ.Κ. Τεκίδης, Α. Τσιτούρας, Γ. Κακάλη, Σ. Τσιβιλής Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Ηρώων Πολυτεχνείου 9, 157 80 Αθήνα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι η μελέτη της ανθεκτικότητας κονιαμάτων γεωπολυμερών από μετακαολίνη και ασβεστολιθική άμμο. Σκοπός της είναι η διερεύνηση των ιδιοτήτων των γεωπολυμερών ώστε να διαπιστωθεί σε ποιο βαθμό μπορούν να αξιοποιηθούν ως δομικά υλικά. Μελετήθηκε η σύνθεση γεωπολυμερικών κονιαμάτων με μετακαολίνη (Μ) και ασβεστολιθική άμμο (Α) και η επίδραση της άμμου στην ανθεκτικότητα των κονιαμάτων. Ειδικότερα, έγιναν δοκιμές αντοχής σε θλίψη, ψύξης-απόψυξης, ξήρανσης-εμβάπτισης, ανθεκτικότητας σε περιβάλλον θειικών ιόντων, διάχυσης χλωριόντων, ενανθράκωσης και υδατοαπορροφητικότητας. Τα γεωπολυμερή εμφανίζουν μέγιστες αντοχές σε θλίψη (55 MPa) όταν δεν περιέχουν καθόλου άμμο, και μειώνονται όσο αυξάνεται η περιεκτικότητα σε άμμο, με τα δοκίμια με λόγο Α/Μ=3 να έχουν αντοχές 35 MPa. Όλα τα γεωπολυμερή, ανεξαρτήτως της αναλογίας Α/Μ, παρουσίασαν πολύ καλή συμπεριφορά στις δοκιμές ξήρανσης-εμβάπτισης, ανθεκτικότητας σε περιβάλλον θειικών ιόντων και ενανθράκωσης. Αντίθετα, η συμπεριφορά τους στη δοκιμή ψύξης-απόψυξης δεν ήταν καλή. Πολύ καλή συμπεριφορά εμφάνισαν στη δοκιμή διάχυσης χλωριόντων (βέλτιστη αναλογία Α/Μ=3), ενώ τη μικρότερη υδατοαπορροφητικότητα παρουσίασε το δοκίμιο με Α/Μ=2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ανάγκη για την εξεύρεση νέων δομικών υλικών ανθεκτικών σε υψηλές θερμοκρασίες οδήγησαν to 1979 τον J. Davidovits στη σύνθεση των γεωπολυμερών [1-3]. Παρόμοια υλικά όμως είχαν αναπτυχθεί δύο δεκαετίες περίπου πιο πριν, στη Σοβιετική Ένωση, το 1957, από τους Victor Glukhovsky και Pavel Krivenko, με την ονομασία soil silicates. Σήμερα, τα γεωπολυμερή θεωρούνται δομικά υλικά υψηλής απόδοσης (High Performance) με σαφή τεχνολογικά, οικονομικά και περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών δομικών υλικών (τσιμέντο, σκυρόδεμα). Σημαντικό πλεονέκτημα των γεωπολυμερών, συγκριτικά με το τσιμέντο, είναι οι χαμηλές εκπομπές CO 2 (περίπου 85% λιγότερες εκπομπές) και η χρήση λιγότερης ενέργειας (απαιτείται περίπου το 1/3 της ενέργειας παραγωγής τσιμέντου) [4]. Επίσης, απαιτείται για την παρασκευή τους τεχνολογία χαμηλού κόστους και απλός εξοπλισμός [5]. O σχηματισμός των γεωπολυμερών περιλαμβάνει μια χημική αντίδραση μεταξύ ενός αργιλοπυριτικού υλικού και ενός πυριτικού διαλύματος σε αλκαλικό περιβάλλον. Αυτή η συνθετική πορεία είναι παρόμοια με τη σύνθεση των ζεόλιθων αλλά τα γεωπολυμερή έχουν άμορφες ή ημικρυσταλλικές δομές [6,7]. Ο μηχανισμός της αντίδρασης των γεωπολυμερών δεν είναι πλήρως εξακριβωμένος αλλά θεωρείται ότι περιλαμβάνει τη διαλυτοποίηση ιόντων Si και Al από την πρώτη ύλη, τη διάχυση και την πολυσυμπύκνωση διαφόρων αργιλοπυριτικών μονάδων με το σχηματισμό μίας ενδιάμεσης φάσης μίας γέλης (gel) η οποία

προοδευτικά σκληραίνει και αναπτύσσει μηχανικές αντοχές. Οι μονάδες που σχηματίζουν το γεωπολυμερικό πλέγμα είναι: Si O Al O (ή sialate), Si O Al O Si O (ή sialatesiloxo), Si O Al O Si O Si O (ή sialate-disiloxo). Η ηλεκτρική ουδετερότητα στο πλέγμα επιτυγχάνεται από την παρουσία των αλκαλικών κατιόντων [7,8]. Η πολυσυμπύκνωση σε θερμοκρασίες 20-90 ο C έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό άμορφων γεωπολυμερών, ενώ σε μεγαλύτερες θερμοκρασίες (150-200 ο C) ευνοεί το σχηματισμό κρυσταλλικών δομών [3]. Ο λόγος Si/Al στις poly-sialate δομές καθορίζει τόσο τις ιδιότητες όσο και τα πεδία εφαρμογής των παραγόμενων γεωπολυμερών. Οι ιδιότητες των ανόργανων πολυμερών υλικών καθορίζονται τόσο από την προέλευση και τα χαρακτηριστικά (χημικά, ορυκτολογικά) των πρώτων υλών όσο και από τις συνθήκες παρασκευής. Ως πρώτες ύλες έχουν μελετηθεί ο μετακαολίνης, ιπτάμενες τέφρες, σκωρίες καθώς και διάφορα άλλα αργιλοπυριτικά παραπροϊόντα, ενώ μεταξύ των παραμέτρων που επηρεάζουν τη σύνθεση των γεωπολυμερών, στη βιβλιογραφία αναφέρονται το είδος του αλκαλίου, η συγκέντρωση του διαλυτού πυριτίου, η περιεκτικότητα του διαλύματος ενεργοποίησης σε αλκάλια κ.α. [8-9]. Συνήθως, η επίδραση των παραμέτρων σύνθεσης μελετάται με την αλλαγή ενός παράγοντα τη φορά. Ο γεωπολυμερισμός όμως είναι μία περίπλοκη διαδικασία που οι παράμετροι σύνθεσής του φαίνεται να έχουν μια συνδυαστική επίδραση. Η ποικιλία των πρώτων υλών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν και το πλήθος των παραμέτρων της σύνθεσης που μπορούν να ρυθμιστούν, οδηγεί στην παραλαβή προϊόντων που καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα ιδιοτήτων. Οι συνηθέστερες πρώτες ύλες για τη σύνθεση των γεωπολυμερών από τις προηγούμενες δύο δεκαετίες μέχρι σήμερα είναι ο καολίνης και ο μετακαολίνης λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε Al 2 O 3 και SiO 2 [3]. Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι η μελέτη της ανθεκτικότητας κονιαμάτων γεωπολυμερών από μετακαολίνη και ασβεστολιθική άμμο. Η άμμος ως αδρανές υλικό δε συμμετέχει στην αντίδραση του γεωπολυμερισμού, όμως αλλάζει ορισμένες ιδιότητες του υλικού, μειώνοντας παράλληλα και το κόστος παρασκευής του. Ευρύτερος σκοπός της μελέτης είναι η διερεύνηση των ιδιοτήτων των γεωπολυμερών ώστε να διαπιστωθεί σε ποιο βαθμό μπορούν να αξιοποιηθούν ως δομικά υλικά. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Χρησιμοποιήθηκε ο εμπορικός μετακαολίνης Metastar 501 της UK-IMERYS Minerals, ο οποίος είναι υψηλής καθαρότητας σε μετακαολινίτη (95% w/w). Περιέχει ακόμη χαλαζία, ιλλίτη και αστρίους (Σχήμα 1). Το μέσο μέγεθος σωματιδίων (d 50 ) του μετακαολίνη μετρήθηκε ίσο με 4 μm περίπου. Η ασβεστολιθική άμμος περιέχει 97.5% w/w CaCO 3 (ασβεστίτης) και έχει τυπική κοκκομετρική διαβάθμιση. Οι συνθήκες παρασκευής των γεωπολυμερών (Πίνακας 1) προέκυψαν από προηγούμενες μελέτες έχοντας ως κριτήριο την παραλαβή γεωπολυμερών με τις βέλτιστες αντοχές σε θλίψη [10]. Παρασκευάσθηκαν κυβικά δοκίμια ακμής 50 mm με λόγο άμμου προς μετακαολίνη (Α/Μ) 1, 2 και 3. Τα δείγματα παρέμειναν σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για 2 h πριν την ωρίμανση για 48 h σε θερμοκρασία 70 o C. Οι συνθήκες ωρίμανσης προέκυψαν ως βέλτιστες σε προηγούμενη έρευνα [11]. Αναλυτικά, η κωδικοποίηση που ακολουθήθηκε και οι συνθέσεις των δοκιμίων φαίνονται στον Πίνακα 2.

Σχήμα 1. Ακτινοδιάγραμμα XRD μετακαολίνη (1: ιλλίτης, 2: χαλαζίας, 3: άστριοι) Πίνακας 1. Χαρακτηριστικά γεωπολυμερών. Παράμετρος (Na+K)/Al Διαλυτό [Si]/(Na 2 O + K 2 O) Na/(Na+K) Τιμή/ Εύρος Τιμών 0.75 1.50 0.50 Πίνακας 2. Κωδικοποίηση και σύνθεση δοκιμίων. Δείγμα Α1 Α2 Α3 A/M 1 2 3 Μετακαολίνης (g) 88 66 64 Άμμος (g) 88 132 192 Διάλυμα SiO 2 50% (ml) 36.2 27.2 26.4 NaOH (g) 11.3 8.5 8.2 KOH (g) 15.8 11.8 11.5 Νερό (ml) 41.6 39.6 46.5 Οι δοκιμές που έγιναν για τη μελέτη της ανθεκτικότητας των γεωπολυμερών είναι οι παρακάτω. o Αντοχή σε θλίψη. Οι μετρήσεις σε θλίψη έγιναν 2 μήνες μετά την παρασκευή των δοκιμίων. o Ψύξη - απόψυξη. Κάθε κύκλος αποτελείται από παραμονή 4 h σε ξηρό περιβάλλον στους -18 0 C (ψύξη), ακολουθούμενη από παραμονή σε νερό στους 4 0 C (απόψυξη). Η μέτρηση των μαζών γινόταν με τα δοκίμια κορεσμένα σε νερό. Η δοκιμή ολοκληρώνεται όταν η απώλεια μάζας των δοκιμίων ξεπεράσει το 50% της αρχικής μάζας τους.

o Ξήρανση - εμβάπτιση. Ο κάθε κύκλος της δοκιμής αποτελείται από παραμονή 2 h στους 70 0 C και μετά παραμονή 2 h σε νερό σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Η ζύγιση των δοκιμίων γινόταν μετά από παραμονή 2 ημερών σε νερό, ώστε τα δοκίμια να είναι κορεσμένα σε νερό. Μετά το πέρας 50 κύκλων, έγινε μέτρηση της αντοχής σε θλίψη. o Ανθεκτικότητα σε περιβάλλον SO 4-2. Για τη δοκιμή αυτή, παρασκευάστηκε πυκνό διάλυμα θειικών συγκέντρωσης 20 g/l (με χρήση εμπορικού MgSO 4 7H 2 O), ενώ τα δοκίμια αναφοράς παρέμειναν σε νερό. Στα δοκίμια γινόταν κάθε 15 ημέρες μέτρηση της μάζας τους, ενώ μετά το πέρας 5 μηνών μετρήθηκε η αντοχή τους σε θλίψη. o Διάχυση χλωριόντων. Τα δοκίμια αρχικά καλήφθηκαν σε όλες τις πλευρές- πλην μίας - από στεγανωτικό υλικό και έπειτα παρέμειναν για χρονικό διάστημα 3 μηνών σε διάλυμα NaCl 16.5% (Nordest test build 443). Κατά το διάστημα αυτό, η ελεύθερη επιφάνεια ήταν η πάνω οριζόντια. Μετά το πέρας 3 μηνών, τα δοκίμια βγήκαν από το διαβρωτικό διάλυμα και παρέμειναν για 2 ημέρες σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Έπειτα, μετρήθηκαν τα συνολικά και τα ελεύθερα χλωριόντα (ΕΛΟΤ ΕΝ 196-2:2005). Τέλος, υπολογίστηκε ο συντελεστής διάχυσης των χλωριόντων με εφαρμογή της ρουτίνας Solver του Excel. o Ενανθράκωση. Τα δοκίμια παρέμειναν για 4 μήνες στο περιβάλλον και στη συνέχεια ελέγχθηκε η ενανθράκωση, εσωτερικά και εξωτερικά, στα δοκίμια με τον ψεκασμό φαινολοφθαλεϊνης. Ο χρωματισμός του δοκιμίου σε ροζ, είναι ένδειξη ότι δεν υπάρχει ενανθράκωση. o Υδατοαπορροφητικότητα. Τα δοκίμια, μετά από ξήρανση (80 0 C), μονώθηκαν πλευρικά με μονωτική ταινία και βυθίσθηκαν 5 mm μέσα σε νερό. Ακολούθησε περιοδική ζύγιση των δοκιμίων για διάστημα 1 h. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Στις επόμενες παραγράφους παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων καθώς και ο σχολιασμός τους. Αντοχή σε θλίψη Στο Σχήμα 2 παρουσιάζεται η αντοχή σε μονοαξονική θλίψη των δοκιμίων, ενώ για λόγους σύγκρισης δίνονται και οι αντοχές γεωπολυμερούς χωρίς προσθήκη άμμου (Α0). Φαίνεται ότι με την προσθήκη άμμου οι αντοχές μειώνονται, με τα δοκίμια Α3 (Α/Μ=3) να έχουν το 65% των αντοχών των δοκιμίων χωρίς άμμο, ποσοστό απόλυτα ικανοποιητικό. Δοκιμή ψύξης-απόψυξης Μετά την έναρξη της δοκιμής, γινόταν περιοδική μέτρηση της μάζας των δοκιμίων. Όταν ένα δοκίμιο είχε μάζα μικρότερη από το 50% της αρχικής τους, απορριπτόταν. Η πορεία μεταβολής της μάζας των δοκιμίων φαίνεται στο Σχήμα 3. Στα δοκίμια με μεγαλύτερο ποσοστό άμμου, εμφανίζεται πιο αργή απώλεια μάζας στους πρώτους κύκλους συγκριτικά με τα γεωπολυμερή χωρίς άμμο, παρότι εμφανίζουν ταχύτερα ρωγμές και τμηματικές απώλειες. Συνολικά, τα γεωπολυμερή δεν παρουσίασαν καλή συμπεριφορά, με όλα τα δοκίμια τελικά να αστοχούν το πολύ στον 11 ο κύκλο.

Σχήμα 2. Αντοχή σε θλίψη γεωπολυμερών ανάλογα με τον λόγο άμμο/μετακαολίνη. Σχήμα 3. Απώλεια μάζας δοκιμίων κατά τη δοκιμή ψύξης-απόψυξης. Δοκιμή ξήρανσης-εμβάπτισης Κατά τη δοκιμή ξήρανσης-εμβάπτισης, σημειωνόταν περιοδικά η μάζα των δοκιμίων και μετά τον 50 ο κύκλο μετρήθηκε και η αντοχή τους σε θλίψη. Όπως φαίνεται από το Σχήμα 4, δεν υπάρχουν σημαντικές διαφοροποιήσεις στην αντοχή σε θλίψη των δοκιμίων πριν και μετά τη δοκιμή ξήρανσης-εμβάπτισης. Όμοια, η διαφορά μάζας ήταν μικρότερη από 0.1% για όλα τα δοκίμια και πιστοποιείται ότι τα γεωπολυμερικά κονιάματα παρουσιάζουν ικανοποιητική ανθεκτικότητα όσον αφορά τη δοκιμή ξήρανσης-εμβάπτισης.

Σχήμα 4. Αντοχή σε θλίψη δοκιμίων πριν και μετά τη δοκιμή ξήρανσης-εμβάπτισης Δοκιμή ανθεκτικότητας σε περιβάλλον SO 4-2 Τα δοκίμια παρέμειναν για 5 μήνες σε διάλυμα MgSO 4 και πραγματοποιούνταν τακτικά μέτρηση της μάζας τους. Μετά το πέρας 5 μηνών, μετρήθηκε και η αντοχή σε θλίψη των δοκιμίων. Διαπιστώθηκε ότι τα δοκίμια επέδειξαν ικανοποιητική ανθεκτικότητα σε περιβάλλον θειικών, αφού όπως φαίνεται στον Πίνακα 3 υπάρχει αμελητέα αύξηση της μάζας των δοκιμίων, παραπλήσια αυτής που είχαν τα δοκίμια ελέγχου (περιβάλλον νερού). Πίνακας 3. Μεταβολή μάζας δοκιμίων μετά τη συντήρηση σε νερό και περιβάλλον θειικών ιόντων. Δείγμα Διάλυμα Διαφορά μάζας (%) A1 A2 A3 Θειικά ιόντα 2.28 Νερό 0.95 Θειικά ιόντα 1.44 Νερό 0.53 Θειικά ιόντα 1.04 Νερό 0.76 Στο Σχήμα 5 παρουσιάζονται οι αντοχές σε θλίψη των δοκιμίων πριν και μετά τη συντήρησή τους για 5 μήνες σε νερό και σε περιβάλλον θειικών ιόντων. Η αύξηση των αντοχών για τα δοκίμια Α2 και Α3 ήταν πολύ μεγάλη και πιθανόν οφείλεται στην μείωση του πορώδους λόγω δημιουργίας ενός πυριτικού φιλμ πάνω στο δοκίμιο, το οποίο μειώνει το πορώδες. Αρχικά, αντικαθιστώνται κατιόντα μετάλλων του αργιλοπυριτικού πλέγματος του γεωπολυμερούς από Η + ή Η 3 Ο + που υπάρχουν στο διάλυμα. Τα πλεγματικά κενά πληρώνονται από άτομα πυριτίου, τα οποία τελικά δημιουργούν ένα σκληρό πλέγμα στο εξωτερικό του δοκιμίου. Το ποσοστό της αντικατάστασης είναι μεγαλύτερο όταν συμμετέχει περισσότερη άμμος στο δοκίμιο.

Σχήμα 5. Αντοχή σε θλίψη μετά από συντήρηση 5 μηνών σε περιβάλλον θειικών ιόντων. Διάχυση χλωριόντων Η μέτρηση των συνολικών χλωριόντων πραγματοποιήθηκε μετά την παραμονή των δοκιμίων για 3 μήνες σε διάλυμα NaCl 16.5%. Στο Σχήμα 6 παρουσιάζεται το ποσοστό των χλωριόντων ανά βάθος δοκιμίου. Παρατηρείται ότι η μέγιστη συγκέντρωση χλωριόντων εμφανίζεται πιο κοντά στην επιφάνεια του δοκιμίου και σταδιακά μειώνεται. Σημειώνεται επίσης ότι μεγαλύτερη συγκέντρωση χλωριόντων υπάρχει για το δοκίμιο Α1 (Α/Μ=1). Η σύγκριση μεταξύ των δοκιμίων Α2 και Α3 αντίστοιχα, δείχνει ότι τα δοκίμια Α3 εμφανίζουν οριακά μεγαλύτερη συγκέντρωση χλωριόντων. Από τη μέτρηση των ελεύθερων χλωριόντων, παρατηρήθηκε ότι σχεδόν το σύνολο (>95%) των χλωριόντων στα κονιάματα είναι υδατοδιαλυτά. Η προσαρμογή των δεδομένων στο νόμο του Fick, δίνει τον συντελεστή διάχυσης των χλωριόντων για κάθε δοκίμιο. Οι υπολογισθείσες τιμές εμφανίζονται στον Πίνακα 4 από τον οποίο παρατηρείται ότι ο συντελεστής διάχυσης μειώνεται για μεγαλύτερο λόγο Α/Μ, δηλαδή για μικρότερα ποσοστά άμμου είναι ταχύτερη η διάχυση χλωριόντων στο δοκίμιο. Πίνακας 4. Προσδιορισμός C S, D και R 2 βάσει των δοκιμών διάχυσης χλωριόντων. Δείγμα C S (%) D (m 2 /s 10-11 ) R 2 A1 3.44 4.84 0.935 A2 2.68 4.41 0.832 A3 2.92 3.74 0.815 *C S : Συγκέντρωση Cl - στην επιφάνεια, D: συντελεστής διάχυσης, R 2 : συντελεστής προσδιορισμού

Σχήμα 6. Περιεκτικότητα σε συνολικά χλωριόντα ανά βάθος και είδος δοκιμίου Έλεγχος ενανθράκωσης Κατά τον έλεγχο ενανθράκωσης, μετά από παραμονή 4 μηνών σε συνθήκες εργαστηρίου, δεν παρουσιάστηκε ενανθράκωση εσωτερικά ή εξωτερικά σε κανένα κονίαμα. Μέτρηση υδατοαπορροφητικότητας Η υδατοαπορροφητικότητα (sorptivity S) γίνεται βάσει της σχέσης i S t, όπου i είναι η προσροφούμενη μάζα νερού ανά μονάδα επιφανείας και t o χρόνος προσρόφησης. Με επεξεργασία των αποτελεσμάτων με την ανάλυση παλινδρόμησης, υπολογίζεται το S για κάθε δοκίμιο (Σχήμα 7). Σχήμα 7. Ανάλυση παλινδρόμησης για τον υπολογισμό της υδατοαπορροφητικότητας

Ο λόγος που προστίθεται η άμμος στη σύνθεση των κονιαμάτων γεωπολυμερών είναι η βελτίωση της συνεκτικότητας των δοκιμίων. Έτσι το πορώδες μειώνεται με την αύξηση του λόγου Α/Μ και κάτι τέτοιο φαίνεται και στο Σχήμα 7, καθώς το κονίαμα Α2 παρουσιάζει μικρότερη υδατοαπορροφητικότητα από το κονίαμα Α1. Μεγάλη ποσότητα όμως άμμου με ταυτόχρονη μείωση του μετακαολίνη, ο οποίος δρα ως συνδετικό υλικό, προκαλεί το αντίθετο φαινόμενο, διευκολύνοντας την εισροή νερού. Έτσι, η υδατοαπορροφητικότητα του Α3 είναι μεγαλύτερη του Α2. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Αντικείμενο της εργασίας ήταν η μελέτη της ανθεκτικότητας κονιαμάτων γεωπολυμερών από μετακαολίνη (Μ) και ασβεστολιθική άμμο (Α) σε διάφορες αναλογίες. Προέκυψαν τα παρακάτω συμπεράσματα. Τα γεωπολυμερή με άμμο παρουσιάζουν ικανοποιητικές αντοχές σε θλίψη, της τάξης των 45 MPa για Α/Μ=1, δηλαδή περίπου το 80% των αντοχών που έχουν τα γεωπολυμερή χωρίς άμμο. Για Α/Μ=2 οι αντοχές είναι ελάχιστα μικρότερες ενώ για Α/Μ=3 φτάνουν το 65% των αντοχών του Α/Μ=0. Τα γεωπολυμερή δεν επιδεικνύουν ανθεκτικότητα σε συνθήκες ψύξης-απόψυξης. Στη δοκιμή ξήρανσης-εμβάπτισης, οι μάζες και οι αντοχές σε θλίψη των γεωπολυμερικών κονιαμάτων παραμένουν πρακτικά σταθερές μετά το τέλος των 50 κύκλων της δοκιμής. Τα γεωπολυμερή εμφάνισαν ικανοποιητική συμπεριφορά σε περιβάλλον θειικών ιόντων. Η ταχύτητα διάχυσης χλωριόντων είναι μεγαλύτερη όσο λιγότερη άμμος συμμετέχει στο γεωπολυμερές υλικό. Τα χλωριόντα που διαχέονται στα δοκίμια, παραμένουν σχεδόν αποκλειστικά υδατοδιαλυτά (ελεύθερα). Δεν παρουσιάστηκε κανένα σημάδι ενανθράκωσης τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό όλων των δοκιμίων. Το γεωπολυμερές με μέση συμμετοχή άμμου (Α/Μ=2) παρουσιάζει τη μικρότερη υδατοαπορροφητικότητα, ενώ τη χειρότερη συμπεριφορά έχει το γεωπολυμερές με Α/Μ=1. Η αριστοποίηση της σύνθεσης των γεωπολυμερών θα πρέπει να γίνεται ανάλογα με τις απαιτήσεις ανθεκτικότητας και την εφαρμογή που θα χρησιμοποιηθεί. Συνίσταται αξιολόγηση των συνθέσεων με θέσπιση συντελεστών βαρύτητας για τα διάφορα κριτήρια και οι οποίοι θα διαφοροποιούνται ανάλογα με την εφαρμογή.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Davidovits J., Mineral polymers and methods of making them, US Patent 4.349.386 (1982). [2] Davidovits J., Journal of Thermal Analysis 35:429 (1989). [3] Davidovits J., Geopolymers: Inorganic polymeric new materials, Journal of Thermal Analysis 37:1633 (1991). [4] Perera D.S., Geopolymers: Low-energy and environmentally sound materials, Global roadmap for ceramic and glass technology, Publ. J. Wiley, New Jersey (2007). [5] Davidovits J., Geopolymer, Chemistry & Applications, Institut Geopolymere, Saint Quentin, France, (2008). [6] Duxson P., Mallicoat S.W., Lukey G.C., Kriven W.M., Van Deventer J.S.J., Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 292:8 (2007). [7] Rowles M., O Connor B., Journal of Materials Chemistry 13:1161 (2003). [8] Duxson P., Provis J.L., Lukey G.C., Mallicoat S.W., Kriven W.M., Van Deventer J.S.J., Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 269:47 (2005). [9] Fletcher R.A., MacKenzie K.J.D., Nicholson C.L., Shimada S., Journal of the European Ceramic Society 25:1471 (2005). [10] Τσιτούρας Α., Τσιβιλής Σ., Κακάλη Γ., Πρακτικά 8 ου Π.Ε.Σ.Χ.Μ., Θεσσαλονίκη, (2011), p.251 [11] Panagiotopoulou C., Perraki T., Tsivilis S., Skordaki N., Kakali G., Ceramic Engineering and Science Proceedings 29:165 (2008).