Characterization of a new laboratory ceramic product from industrial by-products as raw materials and caustic magnesia as additive

Abstract

A new ceramic product is introduced by mixing caustic magnesia, produced in the laboratory from pure, high quality magnesite, and natural silt. Bottom ash and red mud, two well known environmentally hazardous industrial by-products, were also added in the mixture. After testing various recipes we concluded that addition of 5% caustic magnesia in the ceramic product greatly enhances its performance. Increase bonding of the ceramic microstructure is attributed to the formation of periclase necks, the concurrent formation of small quantities of amorphous material and the homogeneously distributed pores during the experimental firing of the mixture. Combined X-ray Diffractometry and Scanning Electron Microscopy of the ceramic product revealed the occurrence of unreactive phases, inherited by the raw materials, as well as newly-formed albite and magnesioferrite. Our results show that utilization of by-products may be important and environmental friendly materials in producing low cost ceramic building materials. ΠερίληψηΣτην εργασία αυτή παρουσιάζεται ένα νέο κεραμικό προϊόν που παράχθηκε από μίξη καυστικής μαγνησίας, που παρασκευάστηκε εργαστηριακά από υψηλής καθαρότητας μαγνησίτη, φυσικού πηλού καθώς και τέφρας πυθμένα και ερυθράς ιλύος, προϊόντα γνωστά για τις δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους. Έπειτα από δοκιμή ποικίλων συνταγών, συμπεράναμε ότι προσθήκη 5% καυστικής μαγνησίας στο κεραμικό προϊόν βελτιώνει τις μηχανικές επιδόσεις του. Αυτό αποδίδεται στο γεγονός ότι το περίκλαστο της καυστικής μαγνησίας σχηματίζει «λαιμούς», οι οποίοι ισχυροποιούν τους δεσμούς στη μικροδομή του κεραμικού, σε συνδυασμό με τον ταυτόχρονο σχηματισμό μικρών ποσοτήτων άμορφου υλικού και την ομοιογενή κατανομή των πόρων, που δημιουργούνται κατά την όπτηση. Με συνδυαστική μελέτη Περιθλασιμετρίας Ακτίνων Χ και Σαρωτικού Ηλεκτρονικού Μικροσκοπίου του XLVII, No 3 -2050 http://epublishing.ekt.gr | e-Publisher: EKT | Downloaded at 05/07/2020 00:46:55 | Raw Materials MagnesiteMagnesite samples were collected from a mining industry quarry in the Gerakini area, Chalkidiki peninsula, north Greece. The magnesite has a cryptocrystalline structure (crystal size below 10 μm), hence no particles are discernible even under a microscope. Whole-rock geochemical XLVII, No 3 -2051