Waste concrete powder was used to remove fluoride ions in highly concentrated fluoride wastewater. 92.6% of fluoride in 100 mg F/L wastewater was removed by 1% dose of the cement paste powder that represents characteristics of waste concrete powder, whereas the removal efficiencies of raw cement and lime were 47.3% and 96.4%, respectively. The cement paste powder was competitive to lime, common fluoride removal agent. Various Ca-bearing hydrates such as portlandite, calcium silicate hydrate, and ettringite in cement paste slurry can remove fluoride by precipitating $CaF_2$ and absorbing $F^-$ ions. In the experiments using both cement paste and lime, 50~67% of lime can be substituted by cement paste to satisfy fluoride effluent limitation of 15 mg/L. Since cement paste has higher acid neutralization capacity than lime, it can be recycled to neutralize more acid and to remove more fluoride. Therefore waste concrete powder can be more economical and viable alternative for lime in fluoride wastewater treatment.
Suitable techniques to stabilize organic soil and improve its engineering behaviour are in demand. Despite various alternatives, nano-additives proved to be an effective stabilizer owing to their strength enhancing properties. The study focuses on using nano-silica as a potential stabilizer to improve organic silt. Soil was treated with four dosages of nano-silica namely 0.2%, 0.4%, 0.6% and 0.8% of dry weight of the soil. Nano-silica treated soil showed a strength increase of nearly 25% at a dosage of 0.4% after curing for two hours. Strength of the treated soil improved with age. Strength improved by nearly 62.9% after 28 days of curing and 221.4% after 180 days of curing due to formation of Calcium - Silicate - Hydrate (CSH) gel in the soil matrix. Dosage of 0.6% nano-silica is observed to be the optimum dosage. Coefficient of permeability and compression index showed an increase by 13.32 and 5.5 times respectively owing to aggregation of particles and creation of void spaces as visualized from the scanning electron micrographs. Further model foundation study and numerical parametric studies using PLAXIS 2D indicate that optimized and economic results can be obtained by varying the additive dosage with depth.
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, Jin Hee;Rhee, Inkyu;Jung, Yong Chae;Ha, Sumin;Kim, Yoong Ahm
Carbon letters
/
v.24
/
pp.90-96
/
2017
We demonstrated the sensitivity of optically active single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with a diameter below 1 nm that were homogeneously dispersed in cement composites under a mechanical load. Deoxyribonucleic acid (DNA) was selected as the dispersing agent to achieve a homogeneous dispersion of SWCNTs in an aqueous solution, and the dispersion state of the SWCNTs were characterized using various optical tools. It was found that the addition of a large amount of DNA prohibited the structural evolution of calcium hydroxide and calcium silicate hydrate. Based on the in-situ Raman and X-ray diffraction studies, it was evident that hydrophilic functional groups within the DNA strongly retarded the hydration reaction. The optimum amount of DNA with respect to the cement was found to be 0.05 wt%. The strong Raman signals coming from the SWCNTs entrapped in the cement composites enabled us to understand their dispersion state within the cement as well as their interfacial interaction. The G and G' bands of the SWCNTs sensitively varied under mechanical compression. Our results indicate that an extremely small amount of SWCNTs can be used as an optical strain sensor if they are homogeneously dispersed within cement composites.
[ $11\AA$ ] tobermorite$(5CaO{\cdot}6SiO_2{\cdot}5H_2O)$ is synthesized from the mixtures of calcium hydroride and quartz using alumina in a molar ratio $Ca(OH)_2/SiO_2$ of 0.8 at $180^{\circ}C$ for 8 and 24 hrs under saturated steam pressure. The influence of alumina on the formation of $11\AA$ tobermorite was investigated by X-ray diffraction, differential thermal analysis and infrared spectroscopy. $11\AA$ tobermorite containing increasingly larger amounts of aluminum showed a shift of the basal spacing from 11.3 to $11.6\AA$. In general, there was a direct linear relation between the basal spacing and added content of alumina. The differential thermal analysis curves showed that $11\AA$ tobermorite with increasing alumina contents exhibited the exothermic peak at high temperature, namely $11\AA$ tobermorite containing aluminum gave a sharp exothermic peak at temperature around $850\~860^{\circ}C$ in the case of $S_3\~S_5$. The absorption band at $1607\~1620cm^{-1}$ is attributed to the bending vibration of water, and the position of the main O-H stretching and Si-O lattice vibration of $11\AA$ tobermorite at 3500 and $965cm^{-1}$ respectively is not altered. Consequently the existence of alumina accelerates the crystallization of $11\AA$ tobermorite, and that the aluminum ion appears to substitute for the silicon ion in $11\AA$ tobermorite structure. Al-containing tobermorite is distinguished from Al-free tobermorite.
Alawad, Omer Abdalla;Alhozaimy, Abdulrahman;Jaafar, Mohd Saleh;Aziz, Farah Nora Abdul;Al-Negheimish, Abdulaziz
International Journal of Concrete Structures and Materials
/
v.9
no.3
/
pp.381-390
/
2015
Investigating the microstructure of hardened cement mixtures with the aid of advanced technology will help the concrete industry to develop appropriate binders for durable building materials. In this paper, morphological, mineralogical and thermogravimetric analyses of autoclave-cured mixtures incorporating ground dune sand and ground granulated blast furnace slag as partial cementing materials were investigated. The microstructure analyses of hydrated products were conducted using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), differential thermal analysis (DTA), thermo-graphic analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD). The SEM and EDX results demonstrated the formation of thin plate-like calcium silicate hydrate plates and a compacted microstructure. The DTA and TGA analyses revealed that the calcium hydroxide generated from the hydration binder materials was consumed during the secondary pozzolanic reaction. Residual crystalline silica was observed from the XRD analysis of all of the blended mixtures, indicating the presence of excess silica. A good correlation was observed between the compressive strength of the blended mixtures and the CaO/$SiO_2$ ratio of the binder materials.
Park, Sun-Gyu;Kwon, Seung-Jun;Kim, Yun-Mi;Lee, Sang-Soo
The Journal of the Korea Contents Association
/
v.13
no.9
/
pp.392-399
/
2013
The purpose of this study is to identify the manufacturing possibility of non-cement mortar using blast furnace slag and alkali accelerator. In this experimental study, the blast furnace slag which is the by-product of the steel industry substitute for cement, and the potassium hydroxide(KOH), calcium hydroxide ($Ca(OH)_2$) and sodium hydroxide(NaOH) as stimulus were added to each specimen. And the analysis on reaction property of non-cement mortar was conducted by measurement such as flexural and compressive strength, XRD, EDS and SEM. From the test results, it can be founded that $SiO_2$ and CaO included in the blast furnace slag are released and make the calcium silicate hydrate like the hydration reaction of the cement. Also, the continued study is need to reduce emission of $CO_2$ because of major content in filed of the building construction.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
/
v.12
no.1
/
pp.72-81
/
2024
In this study, DEIPA was used for enhancing cementitious performance of bottom ash replaced cement. By applying the partial or no-known crystal structure method to X-ray diffraction data, the amounts of amorphous bottom ash and calcium silicate hydrate(C-S-H) could be separated and quantified. In the sample without DEIPA, the bottom ash hardly reacted, resulting in low compressive strength. However, the addition of DEIPA not only altered the hydration behavior of the cement but also enhanced the pozzolanic reaction between bottom ash and calcium hydroxide, leading to the generation of additional C-S-H. This resulted in high compressive strength not only in the early stages but also in the later stages. Therefore, with the addition of DEIPA during the pulverization of the bottom ash, the reactivity of the bottom ash was significantly improved. Hence, there is potential in the development of bottom ash replacement cement.
This study is on the properties of inorganic porous calcium silicate material made from silica powder through the autoclaving curing, the results of this study should be utilized fundamental data for the development of noise reduction porous solid material using siliceous byproduct generated by various manufacture process. For the manufacture of autoclave curing specimen, various calcareous materials used and siliceous materials used silica powder. In this study, properties in density and compressive strength according to the change of W/B and C/S ratio, microscopy for the shape of pore, SEM and XRD for the examination of hydrate after autoclave curing are carried out respectively. The test results shown that the more slurry density decrease, the more W/B increase at the fresh state, this tendency shown similar to in hardened state. Among the specimens of C/S ratio, the compressive strength of C/S ratio of 0.85 gave the highest the compressive strength. In the results of XRD, tobermorite generated by autoclaving curing was created all of specimens regardless of C/S ratio. To ascertain pore structure, we compared with existing porous calcium silicate product(ALC, organic sound absorbing porous material). The results of microscope observation, pore structure of specimen of this study was similar to that of existing inorganic sound absorbing foam concrete. therefore, we could conformed a possibility of sound absorbing porous solid material on the basis of the results.
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 $OH^-$.
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.