CHEMICAL AND PHYSICAL PROPERTIES OF LIMESTONE POWDER AS A POTENTIAL MICROFILLER OF POLYMER COMPOSITES

摘要

The preliminary stage of asphalt mixture production involves the drying and dedusting of coarse aggregates. The most common types of coarse aggregates used are limestone and basalt. In the process of drying and dedusting the dryer filter accumulates large quantities of waste in the form of mineral powder. This paper introduces an investigation into limestone powder waste as a potential microfiller of polymer composites. Physical characteristics such as the granulation the of powder collected from the filter - in terms of the season of its collection and the type of input materials used - were analysed. A scanning electron microscope (SEM) was used for the investigation described within this paper. The obtained results were compared against those of other materials which can be used as polymer composites microfillers.%Wstępnym etapem produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA) jest suszenie i odpylanie kruszywa grubego. Najczęściej stosowanymi typami kruszyw w produkcji MMA są wapienie i bazalty. W czasie procesu ich wstępnego przygotowania w suszarkach gromadzą się duże ilości odpadu w postaci pyłu mineralnego. Uziarnienie pyłów pochodzących z filtrów suszarek zależy nie tylko od wkładu surowcowego, ale również od pory roku w której pyły zostały zgormadzone. Pyły pochodzące z odpylania kruszyw o podobnym składzie mineralnym wykazują podobne uziarnienie. Znaczące różnice mogą zostać zaobserwowane, gdy porównane zostaną pyły pochodzące z odmiennych wkładów surowcowych. Dalsze analizy były przeprowadzone dla pyłu wapiennego zgromadzonego w maju. Można zauważyć, że pomimo iż charakter uziarnienia pyłu wapiennego jest odmienny od najczęściej stosowanej mikrokrzemionki to wartość najczęstsza jest zbliżona. Uziarnienie odpadowego pyłu wapiennego jest zbliżone do uziarnienia mikrokrzemionki, jednakże odznacza się zwiększoną zawartością grubszych ziaren (średnica 50-100μm). Warto jednak zauważyć iż prawie w całości odpad spełnia wymagania stawiane mikrowypełniaczom (98% ziaren ma średnicę poniżej 120pm). Badania składu mineralnego odpadowego pyłu mineralnego wykazały iż składa się on głównie z kalcytu. Jego zawartość wynosi ponad 85%. W małych ilościach minerały z grupy węglanów są reprezentowane przez dolomit. Skład mineralny jest uzupełniony przez kwarc oraz minerały ilaste reprezentowane przez śladowe ilości illitu i kaolinitu. Petrograficznie, próbka odpadu jest mączką wapienną. Kształt ziarna jest podobny do kształtu ziaren grubych kruszywa. Ziarna mączki wapiennej mają gładkie krawędzie, co skutkuje zmniejszeniem powierzchni właściwej. Może to być korzystne z uwagi na ilość spoiwa potrzebna do otoczenia ziaren. Zaobserwowany mikroskopowo kształt ziaren jest obiecujący z technologicznego punktu widzenia. Pod względem urabialności, konsystencji i małego zużycia spoiwa gładki kształt jest korzystny. Skład chemiczny wskazuje na konieczność dalszej analizy kompatybilności odpadu wapiennego i spoiw. Większość używanych mikrowypełniaczy jest krzemionkowa, więc kompatybilność z mączką wapiennej jest nieznanym czynnikiem. Nie wyklucza to jednak wykorzystywania odpadowego pyłu wapiennego jako mikrowypełniacza w kompozytach polimerowych. Warto rozważyć możliwość wykorzystania odpadowego pyłu wapiennego nawet jako częściowego zamiennika mikrokrzemionki. Sprawdzenia wymagałyby: urabialność, wytrzymałość i trwałość zmodyfikowanych kompozytów. Modyfikacja taka byłaby korzystna pod względem: ekonomicznym (redukcja kosztów materiałów) i względem ekologicznie (wykorzystanie odpadów).