Document
Potential use of spent catalyst generated by Sohar and Mina-Al-Fahi refineries in concrete.
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2012
Language
English
Subject
English abstract
Solid wastes like spent catalyst can be utilized as valuable materials in concrete applications. Two types of spent catalyst, zeolite and equilibrium, are generated in Oman at Sohar and Mina Al-Fahl Refinery from the oil cracker. These materials were characterized chemically, physically and environmentally and it show high potential to be used in the concrete applications. The pozzolan composition of the spent catalyst is about 77.4% and 67% at Sohar and Mina Al-Fahl Refineries,
Spent catalyst from Mina Al-Fahl contains high amounts of alkalis which affect the corrosion results adversely. The specific gravity of the spent catalyst varies between 2.6 and 2.79. Several tests were conducted on concrete to study the effect of replacing cement or sand by spent catalyst from both refineries. The replacement proportions were 2%, 4%, 6%, 8% and 10% for cement and 5%, 10%,
% and 25% for sands in addition to the control mixtures with no spent catalyst replacement by considering w/b ratios of 0.5 and 0.7. Results show that the compressive strength increased by using spent catalyst from Sohar Refinery as sand replacement and it yielded comparable compressive strength to control mixture when it was used as cement replacement. At 25% sand replacement, the increase in the cubes compressive strength with respect to the control mixture was 73% at w/b ratio
nd it was 21.6% at w/b ratio of 0.5. The tensile and the flexural strength results follow the same behavior as in the compressive strength. Using spent catalyst from Mina Al-Fahl Refinery as cement replacement with small percentages resulted in a comparable compressive strength to the control mixture. However, using 25% spent catalyst from Mina Al-Fahl Refinery as sand replacement yielded 46% reduction in the compressive strength at w/b ratio of 0.7. Total absorption test, accelerated corrosion test and setting time test were conducted for some selected mixture; 6% and 10% of cement replacement and 15% and 25% of sand replacement in addition to the control mixture. Total absorption was increased by increasing the cement replacement and it was approximately constant by increasing the sand replacement. Applications made of the spent catalyst from Mina Al-Fahl Refinery absorbs higher amount of water than the applications made of spent catalyst from Sohar Refinery. Corrosion test results showed that the spent catalyst from Sohar Refinery has good resistivity to the steel corrosion and concrete cracks. The setting time of the concrete made with spent catalyst from both refineries became lesser by replacing more amounts the cement or the sand.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
يمكن استخدام المخلفات الصلبة مثل الحفاز المنتهي كمواد مفيدة في تطبيقات الخرسانة الإسمنتية، وفي سلطنة عمان يتم إنتاج نوعين من المواد الحفازة المنتهية أثناء تكرير النفط بمصفاة ميناء الفحل ومصفاة صحار وهما المتوازن والزيوليت، ولقد تمت دراسة هذه المواد كيميائيا وفيزيائيا وبينيا وأظهرت النتائج بإمكانية استخدامها في المنتجات الإسمنتية، ويحتوي الحفاز المنتهي من مصفاة صحار على مادة البوزولان بنسبة % ۷۷ , 4 ؛ كما يحتوي الحفاز المنتهي من مصفاة ميناء الفحل على 67% من نفس المادة، كذلك؛ يحتوي الحفاز المنتهي من مصفاة ميناء الفحل على نسبة كبيرة من القلويات ونتجت عنه بعض التأثيرات في تجربة صدأ الحديد، ويتراوح الثقل النوعي للحفاز المنتهي بين ۲٫۹ و ۲٫۷۹، ولقد قامت الدراسة ببحث بعض التجارب وذلك لمعرفة تأثير الحفاز المنتهي على الخرسانة الإسمنتية من خلال إستبدال بعض الإسمنت وبعضا من كمية الرمل الناعم، وقد كانت النسب الموية المستبدلة هي: ۲%، و4%، و6%، و8% و۱۰% بالنسبة لوزن الإسمنت وكانت 5%، و ۱۰%، و15%، و ۲۰% و ۲۰% بالنسبة لوزن الرمل الناعم؛ بالإضافة إلى الخلطة الأساسية والتي هي بدون أي إضافات؛ وذلك بإعتبار نسبتين من كمية الماء إلى كمية الإسمنت وهما: ۰٫۰ و ۰٫۷، وأظهرت نتائج الدراسة بأن قوة الخرسانة تزداد باستخدام العامل الحفاز المنتهي من مصفاة صحار كبديل جزئي للرمل الناعم وأن القوة تتساوى مع الخلطة الأساسية باستخدامه كبديل جزئي للإسمنت، وعند استخدام % ۲۵ من الحفاز المنتهي من مصفاة صحار؛ أدى ذلك إلى زيادة قوة الخرسانة بنسبة 73% عند نسبة الماء الإسمنت ۰٫۷ وازدادت القوة بنسبة ۲۱٫6% عند نسبة الماء الإسمنت ۰ , 5، وكذلك تشير التجارب بأن نتائج شد وثني الخرسانة سلكت نفس مسار نتائج ضغط الخرسانة، استخدام الحفاز المنتهي من مصفاة ميناء الفحل بنسب قليلة كبديل للإسمنت أدى إلى نتائج مشابهة للخلطة الأساسية، كما أن استخدام ۲۰% من الحفاز المنتهي من مصفاة ميناء الفحل كبديل للرمل الناعم أدى إلى انخفاض بنسبة 46% في قوة ضغظ الخرسانة، كما أجريت بعض التجارب مثل إمتصاص الماء، وتسريع صدأ الحديد وسرعة تصلب الخرسانة على بعض الخلطات الإسمنتية وهي: 1% و۱۰% بالنسبة لإستبدال الإسمنت و15% وه ۲% بالنسبة لإستبدال الرمل الناعم؛ بالإضافة إلى الخلطة الأساسية، وقد وجد بأن نسبة الإمتصاص تزداد بازدياد نسبة إستبدال الإسمنت وتبقى ثابتة بإزدياد نسبة إستبدال الرمل الناعم، كما وجد بأن الخرسانة المصنوعة بإستخدام الحفاز المنتهي من مصفاة ميناء الفحل تمتص كمية أكبر من الماء مقارنة بالخرسانة المصنوعة بإستخدام الحفاز المنتهي من مصفاة صحار، وتشير نتائج صدأ الحديد بأن الحفاز المنتهي من مصفاة صحار لديه قدرة كبيرة لمقاومة الصدأ وتتشقق الخرسانة لفترات طويلة، وتزداد سرعة تصلب الخرسانة بزيادة نسبة إستبدال الرمل الناعم والإسمنت بإستخدام الحفاز المنتهي من كلتا المصفاتين.
Category
Theses and Dissertations