A significant question is what role does newly-formed expansive mineral growth play in the premature deterioration of concrete. These minerals formed in cement paste as a result of chemical reactions involving cement paste and coarse/fine aggregate. Petrographic observations and SEM/EDAX analysis were conducted in order to determine chemical and mineralogical changes in the aggregate and cement paste of samples taken from lowa concrete highways that showed premature deterioration. Formation and expansive mechanisms involved in deterioration were Investigated. Brucite, Mg(OH)$_2$, is potentially expansive mineral that farms in cement paste of concretes containing reactive dolomite aggregate as a result of partial dedolomitization of the aggregate. No cracking was observed to be spatially associated with brucite, but most brucite was microscopic in size and widely disseminated in the cement paste of less durable concretes. Expansion stresses associated with its growth at innumerable microlocations may be retrieved by cracking at weaker locations in the concrete. Ettringite, 3CaO.Al$_2$O$_3$.3CaSO$_4$.32$H_2O$, completely fills many small voids and occurs as rims lining the margin of larger voids. Microscopic ettringite is common disseminated throughout the paste in many samples. Severe cracking of cement paste causing premature deterioration is often closely associated with ettringite locations, and strongly suggests that ettringite contributed to deterioration. Pyrite, FeS2, is commonly present in coarse/fine aggregates, and its oxidation products is observed in many concrete samples. Pyrite oxidation provides sulfate ions for ettringite formation.
The purpose of this study is to investigate the effect of sulfate (${SO_4}^{2-}$) and magnesium ($Mg^{2+}$) ions on sulfate resistance of Alkali-activated materials using Fly ash and Ground granulated blast furnace slag (GGBFS). In this research, 30%, 50% and 100% of GGBFS was replaced by sodium silicate modules ($Ms(SiO_2/Na_2O)$, molar ratio, 1.0, 1.5 and 2.0). In order to investigate the effects of $Mg^{2+}$ and ${SO_4}^{2-}$, compression strength, weight change, lengh expansion of the samples were measured in 10% sodium sulfate ($Na_2SO_4$), 10%, 5% and 2.5% magnesium sulfate ($MgSO_4$), 10% magnesium nitrate ($Mg(NO_3)_2$), 10% [magnesium chloride ($MgCl_2$) + sodium sulfate ($Na_2SO_4$)] and 10% [magnesium nitrate $(Mg(NO_3)_2$ + sodium sulfate ($Na_2SO_4$)] solution, respectively and X-ray diffraction analysis was conducted after each experiment. As a result, when $Mg^{2+}$ and ${SO_4}^{2-}$ coexist, degradation of compressive strength and expansion of the sample were caused by sulfate erosion. It was found that the reaction of $Mg^{2+}$ with Calcium Silicate Hydrate (C-S-H) occurred and $Ca^{2+}$ was produced. Then the Gypsum ($CaSO_4{\cdot}2H_2O$) was formed due to reaction between $Ca^{2+}$ and ${SO_4}^{2-}$, and also Magnesium hydroxide ($Mg(OH)_2$, Brucite) was produced by the reaction between $Mg^{2+}$ and $OH^-$.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
/
2014.11a
/
pp.23-24
/
2014
Currently, cement and concrete industries have been contributing to the CO2 emission worldwide. Because of that, the efforts to minimize CO2 have been the subject of many researches. This study focus on the use of GGBFS and fly ash in mortar specimens as a patial replacement of cement. Because of the limitation of the initial compressive strength, the newly efforts to enhance the strength through CO2 Curing was adapted. To accelerate the reaction with CO2, MgO was replaced by percentage from 0 to 100%. Results showed that compressive strength values at 7 days with CO2 curing done on specimens was higher than that with no CO2 curing. Similar trend was observed at 14 days too. It is therefore appeared that CO2 curing has an obvious effect on compressive strength development of mortar specimens.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
/
2022.11a
/
pp.87-88
/
2022
The use of converter slag as an aggregate for concrete is limited due to the risk of expansion. This study analyzed the substances causing the expansion of converter slag and evaluated the possibility of its use as an aggregate for concrete through separation and selection. As a result of the experiment, it was confirmed that CaO and MgO were concentrated in the slag particles inducing expansion, and it was confirmed that it was possible to separate them from non-expanded particles through magnetic.
This paper reports on the result of an experimental investigation carried out to study the compressive strength and sorptivity properties of blended cement concrete exposed to 5% and 10% MgSO4 solution using fly ash (FA) and silpozz. Usually in sulphate environment the minimum grade of concrete is M30 and the mix design is done for target mean strength of 39 MPa. Silpozz is manufactured by burning of agro-waste rice husk in designed furnace in between 600° to 700℃ which is one of the main agricultural residues obtained from the outer covering of rice grains during the milling process. There are four mix series taken with control mix. The control mix made 0% replacement of FA and silpozz with Ordinary Portland Cement (OPC). The first mix series made 0% FA and 10-30% replacement of silpozz with OPC. The second mix series made with 10% FA and 10-40% replacement of silpozz with OPC. The third mix series made 20% FA and 10-30% replacement of silpozz with OPC and the fourth mix series made 30% FA and 10-20% silpozz replaced with OPC. The samples (cubes) are prepared and cured in normal water and 5% and 10% MgSO4 solution for 7, 28 and 90 days. The studied parameters are compressive strength and strength deterioration factor (SDF) for 7, 28 and 90 days. The water absorption and sorptivity tests have been done after 28 days of normal water and magnesium sulphate solution curing. The investigation reflects that the blended cement concrete incorporating FA and silpozz showing better resistance against MgSO4 solution when compared to normal water curing (NWC) samples.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
/
v.7
no.4
/
pp.310-315
/
2019
This study conducted a series of studies to find alternative ways to use Chlorine Bypass System-dust(CBS-dust) in cement production. The results of engineering characteristics of CBS-dust are summarized as follows. First of all, the density of CBS-dust is 2.40, lighter than cement and the pH was 12.50 which was strong alkaline. In terms of particle size, it was 11.70 ㎛ which was finer than cement. With chemical properties, calcium oxide(CaO) was the highest as 35.10%, potassium oxide(K2O) was 32.43%, potassium chloride(KCl) was 19.46%, sulfur oxide(SO3) was 6.81%, and the remaining chemical components are SiO2, Fe2O3, Al2O3, MgO, and the like. Therefore, if CBS-dust is used as early-strength chemical admixtures in the concrete secondary products that use a large amount of mineral admixtures without rebar, it can be an effective method for increasing the strength of concrete as an alkali activator and preventing early-frost damage of Cold Weather Concrete.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
/
2008.11a
/
pp.533-536
/
2008
This study is the application of phosphate magnesia cement for solidification of soils. The object of the study is the application of the pavment of the farm roads. The new pavement method must be environmental, ecologic and durable. So, for solidification of farm road's soil, we use magnesia cement as quick setting, high strength materials. At magnesia phosphate cement, mixing ratio of mono ammonium phosphate and magnesia is 4:6 and w/b is 50 wt%, it show 14 MPa of compressive strength, and high hydration heat. Solidified soils that mixing ratios of magnesia cement and soil are 4:6 and 5:5 have very high durability for freezing and thawing.
Various deleterious chemicals can be introduced to existing concrete structures from various external sources. The deterioration of concrete by seawater attack is involved in complex processes due to various elements contained in seawater. In the present study, attention was paid to the formation of secondary minerals and characteristics of mineralogical and micro-structural changes involved in concrete deterioration caused by the influence of major seawater composition. The characteristics of deterioration occurred in existing concrete structures was carefully observed and samples were collected at many locations of coastal areas in Busan-Kyungnam. The petrographic, XRD, SEM/EDAX analyses were conducted to determine chemical, mineralogical and micro-structural changes in the aggregate and cement paste of samples. The experimental concrete deteriorations were performed using various chloride solutions (NaCl, CaCl, $MgCl_2$ and $Na_2SO_4$ solution. The experimental results were compared with the observation results in order to determine the effect of major elements in seawater on the deterioration. The alkalies in seawater appear to accelerate alkali-silica reaction (ASR). The gel formed by ASR is alkali-calcium-silica gel which known to cause severe expansion and cracking in concrete. Carbonation causes the formation of abundant less-cementitious calcite and weaken the cement paste. Progressive carbonation significantly affects on the composition and stability of some secondary minerals. Abundant gypsum generally occurs in concretes subjected to significant carbonation, but thaumasite ({$Ca_6/[Si(OH)_6]_2{\cdot}24H_2O$}${\cdot}[(SO_4)_2]{\cdot}[(CO_3))2]$) occurs as ettringite-thaumasite solid solution in concretes subjected to less significant carbonation. Experimentally, ettringite can be transformed to trichloroaluminate or decomposed by chloride ingress under controlled pH conditions. Mg ions in seawater cause cement paste deterioration by forming non-cementitious brucite and magnesium silicate hydrate (MSH).
Kim, Sang-Woo;Lee, Jung-Mi;Lee, Yong-Jun;Jung, You-Jin;Kim, Kil-Hee
Journal of the Korea Concrete Institute
/
v.23
no.2
/
pp.195-201
/
2011
This paper estimates the structural performance of spirally confined concrete having electric arc furnace (EAF) oxidizing slag aggregates. The EAF oxidizing slag is a by-product generated from iron and steel industry. The EAF oxidizing slag have been largely put to low-value-added uses due to its expansive properties of the free-CaO and free-MgO. Recently, this problem has been solved by the advances in steelmaking technology and thereby stabilizing EAF oxidizing slag aggregate. To verify the application of the EAF oxidizing slag aggregate to the structural concrete usage, a total of 27 cylindrical specimens with a diameter of 150 mm and a height of 300 mm were cast and tested. The test parameters were aggregate type and spiral reinforcement yield strength. Experimental results showed that the structural performance of specimens with EAF oxidizing slag aggregates was equivalent to that of confined concrete with natural aggregates.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
/
v.10
no.3
/
pp.185-194
/
2022
Coffee is one of the most consumed beverages in the world and is the second largest traded commodity after petroleum. Due to the great demand of this product, large amounts of waste is generated in the coffee industry, which are toxic and represent serious environmental problems. This study aims to study the possibility of recycling spent coffee grounds (SCG) as a mineral admixture by replacing the cement in the manufacturing of concrete. To recycle the coffee g rounds, the SCG was dried to remove moisture and fired in a kiln at 850 ℃ for 8 hours. Carbonized coffee grounds are produced as coffee grounds ash (CGA) through ball mill grinding. The chemical composition of the prepared coffee grounds ash was investigated using X-ray fluorescence (XFR). According to the chemical composition analysis, the major elements of coffee grounds ash are K2O(51.74 %), CaO(15.92 %), P2O5(14.39 %), MgO(7.74 %) and SO3(6.89 %), with small amounts of F2O3(0.66 %), SiO2(0.59 %) and Al2O3(0.31 %) content. To evaluate quality and mechanical properties, substitutions of 5, 10, and 15 wt.% of coffee grounds ash (CGA) were tested. From the quality test results, the 28-day activity index of CGA5 reached 80 %, and the flow value ratio reached 96 %, which is comparable to the minimum requirement for second-grade FA. From the test results of the mortar, the optimal results have been found in specimens with 5 wt-% coffee grounds ash, showing good mechanical and physical properties.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.