BibTex RIS Kaynak Göster

Development of Lightweight Refractory Insulating Brick Using Recycled Paper Processing Waste As Alternative Raw Material

Yıl 2014, Cilt: 14 Sayı: 3, 505 - 512, 01.12.2014

Öz

Production of porous anorthite heat-insulating ceramics from mixtures of fireclay (chamotte), recycled paper processing waste sludge and pore-making sawdust addition are investigated. Recycled paper processing waste was used as a suitable alternative raw material source to produce porous anorthite refractories due to their organic (cellulose fibers) and inorganic (calcium carbonate, clay minerals) content. Prepared slurry mixtures were shaped, dried and fired. Highly porous anorthite ceramics from the mixtures with up to 30% sawdust addition was successfully produced. The cellulose fibers and inorganic content of the waste provided to form micro-porosity and anorthite composition (CaO·Al2O3·2SiO2) of the fired samples, respectively. Physical properties such as bulk density, apparent porosity, percent linear change were investigated as well as the mechanical strengths and thermal conductivity values of the samples. Thermal conductivities of the samples decreased from 0.25 W/mK (1.12 g/cm3) to 0.13 W/mK (0.64 g/cm3) with decreasing their density. Samples were stable at high temperatures up to 1100°C, and their cold strength was sufficiently high. Produced highly porous anorthite ceramics could be used for insulation in high temperature applications. © Afyon Kocatepe Üniversitesi

Kaynakça

  • Dondi, M., Marsigli, M. and Fabbri, B., 1997, Recycling of industrial and urban wastes in brick production. Tile and Brick International. 13(3): p. 218–225.
  • Ducman, V., Kopar, T., 2007, The influence of different waste additions to clay-product mixtures. Materiali in Tehnologije. 41(6): p. 289-293.
  • Junge, K., 2000, Additives in the brick and tile industry. Zi Brick and Tile Industry International 53(12): p. 25- 39.
  • Ahmadi, B. and Al-Khaja, W., 2001, Utilization of paper waste sludge in the building construction industry. Resources, Conservation and Recycling. 32(2): p. 105-113.
  • Demir, I., Baspinar, M.S., Orhan, M., 2005, Utilization of kraft pulp production residues in clay brick production. Building and Environment. 40(11):p. 1533-1537.
  • Sutcu, M., Akkurt, S., 2009, The use of recycled paper processing residues in making porous brick with reduced International. 35(7): p. 2625-2631. conductivity. Ceramics
  • Brosnan, D. A., 2003, Low density ceramics produced from paper recycling residuals, US Patent 6,569,797 B1.
  • Aloisi, M., Karamanov, A. and Pelino, M., 2004, Sintered glass-ceramic from municipal solid waste incinerator ashes. Journal of Non-Crystalline Solids. 345: p. 192- 196.
  • Toya, T., Kameshima, Y., Nakajima, A., Okada, K., 2006, Preparation and properties of glass-ceramics from kaolin clay refining waste (Kira) and paper sludge ash”, Ceramics International, 32, 789-796.
  • Rawlings, R. D., Wu, J. P. and Boccaccini, A. R., 2006, Glass-ceramics: Their production from wastes-a review. Journal of Materials Science. 41(3): p. 733- 761.
  • Dasgupta, S. and Das, S. K., 2002, Paper pulp waste - A new source of raw material for the synthesis of a porous ceramic composite. Bulletin of Materials Science. 25(5): p. 381-385.
  • Sutcu, M., Akkurt, S., 2010, Utilization of recycled paper processing residues and clay of different sources for the production of porous anorthite ceramics. Journal of the European Ceramic Society. 30(8): p. 1785- 1793.
  • Sutcu, M., Akkurt, S., Bayram, A., Uluca, U., 2012, Production of anorthite refractory insulating firebrick from mixtures of clay and recycled paper waste with sawdust addition. Ceramics International, Vol.38, Issue:2 1033–1041.
  • Harbison-Walker Refractories, 2005, Handbook of Refractory Practice, Harbison-Walker Refractories Company.
  • Brosnan, D.A., 2004, Alumina-silica brick, Refractories Handbook ed. C. A. Schacht, 79-107, Marcel Dekker Inc.
  • ASTM C155-97, 2002, Standard Classification of Insulating Firebrick, ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • Sutcu, M., 2010, The use of paper processing residues in the development of ceramics with improved thermal insulation properties. Doktora tezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü.
  • Yurkov, A. L. and Aksel'rod, L. M., 2005, Properties of heat-insulating materials (A review). Refractories and Industrial Ceramics. 46(3): p. 170-174.
  • Dergaputskaya, L. A., Gaodu, A. N. and Litvin, L. G., 1980, Anorthite lightweight refractories for service in carbon-containing media. Refractories and Industrial Ceramics. 21(7): p. 366-368.
  • Horie, E., Saeki, T., Oosawa, S., Hisaka, H., Tanetani, N., 1981, Process for making heat insulating firebricks, US Patent 4,307,199.
  • Pirogov, A. A., Rakina, V. P., Mirak'yan, M. M. and Volkov, N. V., 1970, Anorthite insulating refractory. Refractories and Industrial Ceramics. 11(5): p. 303- 307.
  • Pirogov, A. A., Yutina, A. S., Rakina, V. P. and Drizheruk, M. E., 1972, Characteristics of heat-insulating refractories produced by some foreign companies. Refractories and Industrial Ceramics. 13(7): p. 545- 547.
  • Kryuchkov, Y. N., Mineev, V. P., Troyanskaya, S. V. and Tkach, V. V., 1999, A heat insulating lightweight material. Glass and Ceramics. 56(5-6): p. 158-159.
  • Suvorov, S. A. and Skurikhin, V. V., 2003, Vermiculite - A promising material for high-temperature heat insulators. Refractories and Industrial Ceramics. 44(3): p.186-193.
  • ASTM Standard C134-95, 2005, Standard Test Methods for Size, Dimensional Measurements, and Bulk Density of Refractory Brick and Insulating Firebrick, ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • ASTM Standard C20, 2005, Standard Test Methods for Apparent Porosity, Water Absorption, Apparent Specific Gravity, and Bulk Density of Burned Refractory Brick and Shapes by Boiling Water, ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • ASTM C133-97, 2003, Standard Test Methods for Cold Crushing Strength and Modulus of Rupture of Refractories, Conshohocken, PA.
  • International, West
  • ASTM C1171-96, 2003, Standard Test Method for Quantitatively Measuring the Effect of Thermal Shock and Thermal Cycling on Refractories, ASTM International, West Conshohocken, PA.

Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi

Yıl 2014, Cilt: 14 Sayı: 3, 505 - 512, 01.12.2014

Öz

Bu çalışmada, geri-dönüşüm kağıt üretim atığının, pişmiş kil (şamot) ve ilave gözenek yapıcı olarak odun talaşı karışımlarında birlikte kullanılmasıyla gözenekli ve hafif anortit esaslı ısı yalıtım refrakter tuğlaların üretilmesi ve özelliklerinin geliştirilmesi incelenmiştir. Geri-dönüşüm kağıt üretim atığı, organik (selüloz fiber) ve inorganik (kalsiyum karbonat, kil) içeriğinden dolayı gözenekli anortit kompozisyonuna (CaO·Al2O3·2SiO2) sahip seramik malzemeleri üretmek için alternatif bir hammadde olarak kullanılmıştır. Hazırlanan karışımlar çamur döküm yöntemiyle şekillendirilmiş, uygun şartlarda kurutularak pişirilmiştir. %30’a kadar talaş ilaveli karışımlardan yüksek gözenek oranına sahip anortit refrakter tuğlalar başarıyla üretilmiştir. Kağıt atığının organik kısmı olan selüloz lif içeriği, pişmiş örneklerde mikro-gözenek oluşumunu, inorganik içeriği (kalsiyum karbonat ve kil mineralleri) ise pişmiş örneklerde anortit kompozisyonunun oluşmasını sağlamıştır. Pişmiş örneklerin ısı iletim katsayıları, mekanik dayanımları, yoğunluk, porozite, boyut değişimleri incelenmiştir. Örneklerin ısıl iletkenlikleri yoğunluk azalmasına bağlı olarak 0.25 W/mK (1.12 g/cm)’den 0.13 W/mK (0.64 g/cm3)’e kadar düşmüştür. Örnekler 1100°C’e kadar olan sıcaklıklarda oldukça kararlıdır ve mekanik dayanımlarının yeterli olduğu ölçülmüştür. Çalışma sonuçlarına göre, üretilen gözenekli ve hafif anortit refrakter tuğlaların 1100°C’ye kadar olan yüksek sıcaklık uygulamalarında ısı yalıtım amaçlı kullanılabilme potansiyeli olduğu görülmüştür.

Kaynakça

  • Dondi, M., Marsigli, M. and Fabbri, B., 1997, Recycling of industrial and urban wastes in brick production. Tile and Brick International. 13(3): p. 218–225.
  • Ducman, V., Kopar, T., 2007, The influence of different waste additions to clay-product mixtures. Materiali in Tehnologije. 41(6): p. 289-293.
  • Junge, K., 2000, Additives in the brick and tile industry. Zi Brick and Tile Industry International 53(12): p. 25- 39.
  • Ahmadi, B. and Al-Khaja, W., 2001, Utilization of paper waste sludge in the building construction industry. Resources, Conservation and Recycling. 32(2): p. 105-113.
  • Demir, I., Baspinar, M.S., Orhan, M., 2005, Utilization of kraft pulp production residues in clay brick production. Building and Environment. 40(11):p. 1533-1537.
  • Sutcu, M., Akkurt, S., 2009, The use of recycled paper processing residues in making porous brick with reduced International. 35(7): p. 2625-2631. conductivity. Ceramics
  • Brosnan, D. A., 2003, Low density ceramics produced from paper recycling residuals, US Patent 6,569,797 B1.
  • Aloisi, M., Karamanov, A. and Pelino, M., 2004, Sintered glass-ceramic from municipal solid waste incinerator ashes. Journal of Non-Crystalline Solids. 345: p. 192- 196.
  • Toya, T., Kameshima, Y., Nakajima, A., Okada, K., 2006, Preparation and properties of glass-ceramics from kaolin clay refining waste (Kira) and paper sludge ash”, Ceramics International, 32, 789-796.
  • Rawlings, R. D., Wu, J. P. and Boccaccini, A. R., 2006, Glass-ceramics: Their production from wastes-a review. Journal of Materials Science. 41(3): p. 733- 761.
  • Dasgupta, S. and Das, S. K., 2002, Paper pulp waste - A new source of raw material for the synthesis of a porous ceramic composite. Bulletin of Materials Science. 25(5): p. 381-385.
  • Sutcu, M., Akkurt, S., 2010, Utilization of recycled paper processing residues and clay of different sources for the production of porous anorthite ceramics. Journal of the European Ceramic Society. 30(8): p. 1785- 1793.
  • Sutcu, M., Akkurt, S., Bayram, A., Uluca, U., 2012, Production of anorthite refractory insulating firebrick from mixtures of clay and recycled paper waste with sawdust addition. Ceramics International, Vol.38, Issue:2 1033–1041.
  • Harbison-Walker Refractories, 2005, Handbook of Refractory Practice, Harbison-Walker Refractories Company.
  • Brosnan, D.A., 2004, Alumina-silica brick, Refractories Handbook ed. C. A. Schacht, 79-107, Marcel Dekker Inc.
  • ASTM C155-97, 2002, Standard Classification of Insulating Firebrick, ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • Sutcu, M., 2010, The use of paper processing residues in the development of ceramics with improved thermal insulation properties. Doktora tezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü.
  • Yurkov, A. L. and Aksel'rod, L. M., 2005, Properties of heat-insulating materials (A review). Refractories and Industrial Ceramics. 46(3): p. 170-174.
  • Dergaputskaya, L. A., Gaodu, A. N. and Litvin, L. G., 1980, Anorthite lightweight refractories for service in carbon-containing media. Refractories and Industrial Ceramics. 21(7): p. 366-368.
  • Horie, E., Saeki, T., Oosawa, S., Hisaka, H., Tanetani, N., 1981, Process for making heat insulating firebricks, US Patent 4,307,199.
  • Pirogov, A. A., Rakina, V. P., Mirak'yan, M. M. and Volkov, N. V., 1970, Anorthite insulating refractory. Refractories and Industrial Ceramics. 11(5): p. 303- 307.
  • Pirogov, A. A., Yutina, A. S., Rakina, V. P. and Drizheruk, M. E., 1972, Characteristics of heat-insulating refractories produced by some foreign companies. Refractories and Industrial Ceramics. 13(7): p. 545- 547.
  • Kryuchkov, Y. N., Mineev, V. P., Troyanskaya, S. V. and Tkach, V. V., 1999, A heat insulating lightweight material. Glass and Ceramics. 56(5-6): p. 158-159.
  • Suvorov, S. A. and Skurikhin, V. V., 2003, Vermiculite - A promising material for high-temperature heat insulators. Refractories and Industrial Ceramics. 44(3): p.186-193.
  • ASTM Standard C134-95, 2005, Standard Test Methods for Size, Dimensional Measurements, and Bulk Density of Refractory Brick and Insulating Firebrick, ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • ASTM Standard C20, 2005, Standard Test Methods for Apparent Porosity, Water Absorption, Apparent Specific Gravity, and Bulk Density of Burned Refractory Brick and Shapes by Boiling Water, ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • ASTM C133-97, 2003, Standard Test Methods for Cold Crushing Strength and Modulus of Rupture of Refractories, Conshohocken, PA.
  • International, West
  • ASTM C1171-96, 2003, Standard Test Method for Quantitatively Measuring the Effect of Thermal Shock and Thermal Cycling on Refractories, ASTM International, West Conshohocken, PA.
Toplam 29 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Mücahit Sütçü Bu kişi benim

Sedat Akkurt Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 1 Aralık 2014
Gönderilme Tarihi 8 Ağustos 2015
Yayımlandığı Sayı Yıl 2014 Cilt: 14 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Sütçü, M., & Akkurt, S. (2014). Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14(3), 505-512.
AMA Sütçü M, Akkurt S. Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Aralık 2014;14(3):505-512.
Chicago Sütçü, Mücahit, ve Sedat Akkurt. “Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 14, sy. 3 (Aralık 2014): 505-12.
EndNote Sütçü M, Akkurt S (01 Aralık 2014) Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 14 3 505–512.
IEEE M. Sütçü ve S. Akkurt, “Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 14, sy. 3, ss. 505–512, 2014.
ISNAD Sütçü, Mücahit - Akkurt, Sedat. “Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 14/3 (Aralık 2014), 505-512.
JAMA Sütçü M, Akkurt S. Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2014;14:505–512.
MLA Sütçü, Mücahit ve Sedat Akkurt. “Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 14, sy. 3, 2014, ss. 505-12.
Vancouver Sütçü M, Akkurt S. Alternatif Hammadde Olarak Kağıt Sanayi Üretim Atığı Kullanılarak Hafif Refrakter İzolasyon Tuğlası Geliştirilmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2014;14(3):505-12.