خلاصه اختراع :

سیمان زئوپلیمری تركیبی از مصالح ژئولوژی طبیعی سیلیكات و آلومینا است و از این جهت ژئوپلیمر نامیده می شود. حلال قلیایی هیدروكسید سدیم و هیدروكسید پتاسیم (ضایعات صنایع شیمیایی و پتروشیمی) به طور جداگانه تهیه می گردند. سپس آن را به چسب سیلیكات سدیم اضافه می كنند و این حلال با پودر خاكسترهای صنعتی و كشاورزی (مشابه باتركیب آب با سیمان) مخلوط می شود. تفاوت عمده بین ژئوپلیمرها و سیسمان پرتلند در این است كه مكانیزم آن از طریق هیدراسیون صورت نمی گیرد بلكه با واكنش ژئوپلیمریزاسیون در زمانی كوتاه اتفاق می افتد. این در حالی است كه هیدراسیون سیمان اصولا تا یك ماه ادامه داشته و تا یك سال كامل می شود. ژئوپلیمریزاسیون واكنشی بین كاتیون های شیمیایی جهت تشكیل سیلیكات آلومینیوم است. ژئوپلیمرها می توانند در زمان كوتتاهی به استحكام بالاتری نسبت به بتن ساخته شده از سیمان پرتلند دست پیدا كنند. همچنین این مواد جذب آب كمتری نسبت به بتن معمولی دارند. هزینه تولید زئوپلیمرها نسبت به بتن مقورن به صرفه تر بوده و همچنین آلودگی زیست محیطی كمتری ایجاد می نمایند. به علاوه ژئوپلیمرها را می توان به طور كامل از پسماندهای كشاورزی و صنعتی تهیه نمود در حالی كه از این پسماندها می توان به عنوان جایگزین تنها بخشی از سیمان پرتلند استفاده نمود. در كنار تمام این ویژگی ها ، برای به دست آوردن خواص بهینه ژئوپلیمرها، نیاز به دمای پخت بالاتر از دمای محیط و معمولا در كوره ای مناسب است. در این پروژه امكان سنجی استفاده از مواد زائد خاكستر كوره و خاكستر شلتوك برنج برای تولید ژئوپلیمر با استحكام بالا مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت میزان بهینه هر یك از مواد مصرفی با توجه به نتایج حاصل ارائه خواهند شد. جهت بهینه نمودن شرایط آزمایش و دستیابی به بهترین نتیجه با استفاده از كمترین تعداد نمونه ها، از روش طراحی آزمون تاگوچی استفاده خواهد شد. هدف به دست آوردن تركیب بهینه جهت دارا بودن آلاترین استحكام است. برای ژئوپلیمرهای تولید شده، دمای 90 درجه سانتی گراد همواره به عنوان دمای بهینه پخت برای دستیابی به حداكثر استحكام به دست آمد. بهترین استحكام فشاری در رژیم های آبی 2 و 7 روزه به ترتیب برابر 19/6 و 22/7 مگاپاسكال به دست آمد. استفاده از سود با غلظت های متوسط و كم (5 و 8 مولار) در عمده ژئوپلیمرهای مورد بررسی، باعث دستیابی به حداكثر استحكام شد. در نمونه ها بهترین استحكام فشاری در رژیم های آبی 2 و 7 روزه به ترتیب برابر 19/6 (در غلظت سود 5 مولار) و 22/7 (در غلظت سود 8 مولار) مگاپاسكال در غلظت سود 8 مولار به دست آمد.