Ceramic-like materials from recycled waste glass

วัสดุคล้ายเซรามิคส์จากเศษแก้ว

Name: Chularat Kiratisehwe

LCSH: Ceramic industries

LCSH: Ceramic materials

LCSH: Glass waste -- Recycling

Abstract: Ceramic-like materials from laboratory waste glass and some indigenous materials (kaolinite or dolomite) were prepared. The green strength, firing shrinkage and thermal expansion, heat treatment, gas treatment and strong acid/strong base treatment of these materials were investigated. Changes resulting from the various treatments were monitored by FT-IR spectroscopy and X-ray diffraction. Pyrex glass became harder when mixed with kaolinite or dolomite. Generally, the green strengths of the mixtures increased with the weight percentage of kaolinite or dolomite. Also the green strength was higher for the larger than for the smaller particle-size ranges of Pyrex glass. After the samples were fired, some were found to have shrunk and some expanded, depending on the type and the composition of the starting materials, the heating temperature and holding time. Dolomite decomposed to release the CO2 which was responsible for the thermal expansion. This, however, was not true for kaolinite. The fired samples were transformed into new minerals phase. Pyrex glass was converted to cristobalite at about 650 degree C. The pressed sample became distorted at about 750 degree C and melted at about 900 degree C. Kaolinite was transformed into metakaolinite at 450 degree C, and into mullite and cristobalite at 1,100 degree C. Dolomite decomposed to give MgO and CaO at about 700 degree C and 900 degree C, respectively. The transformation of the mixtures depended on the composition of the starting materials, heating temperature and holding time. Pyrex glasskaolinite mixtures were transformed to the same products of each starting material. For the Pyrex glass-dolomite mixtures, the new materials phases were the products from each starting materials or products of their reaction such as Ca Mg silicate and Ca silicate. Pyrex glass in the mixture also led to an acceleration of decarbonation of the dolomite. The samples with a binder were found to harden after purging with SO2 and with CO2. These acidic gases reacted with the sodium silicate to accelerate bonding between the minerals particles, but the neutral gases, N2 and O2. did not. The sodium silicate did not affect the crystalline structure of mixture, but led to retardation of the dehydroxylation of kaolinite. The strong acid/strong base treatment had no effect on the structure of unheated samples, but may partially destroy the heated kaolinite layers. Addition of sodium silicate binder had no effect on the behavior of the sample toward acid/base treatment.

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมวัสดุเซรามิคส์เนื้อผสม จากเศษแก้วกับดินขาว (Kaolinite) หรือ แร่โดโลไมต์ (dolomite) และศึกษาความแข็งแรงของชิ้นงานก่อนเผา การหดตัวของชิ้นงานหลังเผา การเปลี่ยนแปลงเนื่องจาก ความร้อน การเกิดปฏิกิริยากับก๊าซต่าง ๆ และการทนกรด-เบส การเกิดปฏิกิริยาเหล่านี้ศึกษาโดยใช้ Infrared spectroscopy และ X-ray diffraction จากการทดลองพบว่า ดินขาว หรือ แร่โดโลไมต์ สามารถเพิ่มความแข็งแรงของชิ้นงานก่อนเผาได้ โดยความ แข็งแรงของชิ้นงานเพิ่มตามปริมาณของดินขาว หรือ แร่ โดโลไมต์ในสารผสม นอกจากนี้ ขนาดอนุภาคของแก้วมีผล ต่อความแข็งแรงของชิ้นงาน อนุภาคขนาดใหญ่จะมีค่าความ แข็งแรงมากกว่าอนุภาคขนาดเล็ก หลังจากการเผาชิ้นงาน พบว่า บางชิ้นงานหดตัวและบางชิ้นงานขยายตัว การหดตัว และการขยายตัวของชิ้นงานนี้ขึ้นกับ ชนิด และปริมาณของ สารตั้งตัน และอุณหภูมิและเวลาที่เผา แร่โดโลไมต์จะสลาย ตัวให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้ชิ้นงานขยายตัว (ไม่พบในสารผสมของแก้วกับดินขาว) นอกจากนี้ ชิ้นงาน ที่เผาแล้วจะมีการเปลี่ยนเฟส แก้วจะเปลี่ยนเฟสเป็น cristobalite ที่อุณหภูมิ ~650 องศาเซลเซียส หลังจากนั้น ชิ้นงานจะบิดเบี้ยวและหลอมเหลวที่อุณหภูมิ ~750 องศาเซลเซียส และที่ ~900 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ดินขาวจะเปลี่ยนเฟสเป็น metakaolinite ที่ อุณหภูมิ ~450 องศาเซลเซียม และเปลี่ยนเป็น mullite และ cristobalite ที่อุณหภูมิ ~1,100 องศาเซลเซียส แร่โดโลไมต์จะสลายตัวให้ MgO และ CaO ที่อุณหภูมิ 700 องศา เซลเซียส และ ~900 องศาเซลเซียส ตามลำดับ สำหรับ สารผสมการเปลี่ยนเฟสขึ้นกับปริมาณของสารตั้งต้นในสารผสม อุณหภูมิและเวลาที่เผา เฟสใหม่ของสารผสมส่วนใหญ่เกิดจากการ เปลี่ยนเฟสของสารตั้งต้นแต่ละตัว ยกเว้นสารผสมของแก้วกับแร่ โดโลไมต์ บางอัตราส่วนจะเกิดเฟสผสมของสารตั้งต้นทั้งสอง เช่น แคลเซียม แมกนิเซียมซิลิเกต และแคลเซียมซิลิเกต และแก้ว สารผสมนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวเร่งให้โดโลไมต์สลายตัวเร็วขึ้น สำหรับชิ้นงานที่ผสมตัวยึด คือ โซเดียมซิลิเกต จะ แข็งแรงขึ้นหลังจากการพ่นก๊าซ SO2 หรือ Co2 ก๊าช เหล่านี้มีสภาวะเป็นกรดซึ่งทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาให้ โซเดียมซิลิเกตยึดอนุภาคของสารให้เกาะติดกันได้เร็วขึ้น สำหรับก๊าซที่มีสภาวะเป็นกลาง เช่น N2 หรือ O2 ไม่มีผล อย่างไรก็ตาม โซเดียมซิลิเกตนี้ไม่มีผลต่อโครง สร้างผลึกของสาร แต่จะทำให้ดินขาวเกิดปฏิกิริยา dehydroxylation ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ในการทดสอบความทดกรด-เบส พบว่า กรดแก่-เบสแก่ ไม่มีผลต่อโครงสร้างของสารตั้งต้น แต่อาจทำลายผิดนอกของ อนุภาคดินขาวหลังเผาที่ 450 องศาเซลเซียส ได้ นอกจากนี้ โซเดียมซิลิเกตไม่มีผลต่อชิ้นงานเมื่อทดสอบความทด กรด-เบสนี้

Mahidol University. Mahidol University Library and Knowledge Center

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Nopadol Chaikum

Role: Thesis Advisors

Name: Laddawan Pdungsap

Role: Thesis Advisors

Name: Prapin Wilairat

Role: Thesis Advisors

Created: 1997

Modified: 2017-11-22

Issued: 2017-11-22

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Applied Analytical and Inorganic Chemistry

Grantor: Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	10746936-eng.pdf	336.72 KB	1	2018-01-07 15:46:22
2	10746936-tha.pdf	336.1 KB	2	2023-01-23 16:06:29
3	10746936.pdf	31.63 MB	2	2023-01-23 16:12:16

ใช้เวลา

0.256951 วินาที