The pozzolanic characteristics of a sludge incinerated into ash were determined in this study. Lime is commonly used as a stabilizer for the treatment of soils, whereas sewage sludge ash (SSA) is often applied with lime to improve soft subgrade soil. In this study, a cohesive soil categorized as A-4 (low-plasticity clay) by AASHTO classifications was mixed with SSA/lime with a 3:1 ratio. Nano-$SiO_2$ was also added to the soil. To identify changes in the workability, strength, permeability, and shear strength of the soft subgrade soil, basic soil tests were conducted, and the microstructure of the treated soil was analyzed. The results indicate that SSA/lime mixtures improve the properties of soft subgrade soil and transform the soil from "poor subgrade soil" to "good to excellent subgrade soil" with a CBR > 8. Additionally, the addition of 2% nano-$SiO_2$ increases the unconfined compressive strength of soft subgrade soil treated with SSA/lime mixture by approximately 17 kPa. However, the swelling of the treated soil increased by approximately 0.1% after the addition of nano-$SiO_2$ and lime. Thus, soil swelling should be considered before lime and nano-$SiO_2$ are applied to soft subgrade soil.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.20
no.5
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pp.425-432
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2020
The appearance of Korean traditional roof tiles is beautiful and excellent in water resistance, fire resistance and durability, but a high sintering temperature of 1,200℃ or higher is required. Therefore, due to the economical and heavy weight problem, the current trend is to use different roof finishing materials than Korean traditional roof tiles. By adding nanoaluminosilicate to clay and kaolin, which are the materials of the clay roof tiles, the sintering temperature is sintered at a low temperature of 1,000℃ or less, and the optimal mixing and material process is designed to satisfy the characteristics required as a Korean traditional roof tile. The results of this study again demonstrate the superiority of Korean traditional tiles with roof finishing materials using nanoaluminate. The properties of Korean traditional roof tiles that satisfy the criteria of KS F 3510 by applying fire resistance of natural minerals and nanoparticle technology to flexural strength of 2800N, Bulk specific gravity of 2.0g/㎤ and absorption rate of less than 10.0%, through which and researched materials development.
Ali Hasan Hammadi Algabri;Seyed Alireza Zareei;Mohamed Jassam Mohamed Al Taee;Niloofar Salemi
Advances in nano research
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v.17
no.2
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pp.125-136
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2024
In the present research the durability and geotechnical properties of an expensive clayey soil stabilized by two different compositions of additives were investigated and compared. The first composition consisted of environmentally and ecofriendly materials: BOF steel slag ranging from 0-20% as well as rice husk ash (RHA) ranged 0-16%wt of dry soil. The other composition consisted of relatively new generation of materials including nanomaterials: nano-CaCO3 as well as nano-SiO2. Atterberg limits test, free swell percent test, swelling pressure test and unconfined compressive test were used to assess the stabilizers influences upon expansive soil geotechnical characteristics. Also, the recurrent wet-dry cycles test was exerted on experimental and non-experimental samples for estimating stabilizers effects on durability. According to the results, each of the BOF slag and RHA enhances the expansive soil properties individually, while combination of slag-RHA led to better improvement of the soil properties. Also, the composition of nano-CaCO3 and SiO2 dramatically improved the clay soil operation. The optimum values of slag+RHA were suggested as 20% slag+12% RHA to enhance percent of swelling, pressure of swelling in addition to UCS as much as 95%, 96%, and 370%, respectively. The optimum value for the second stabilizer in this study was found to be 2%nano-SiO2+2% nano-CaCO3 which led to 318% increase in UCS and 86% decrease in swelling pressure.
Gypsiferous soils classified as problematic soils due to the dissolution of gypsum. Presence of gypsum in the soils texture subjected to steady flow can cause serious damages for the buildings, roads and water transmission canals. Therefore, researchers have conducted a series of physical, mechanical and microstructural laboratory tests to study the effect of gypsum leaching on the geotechnical properties of a lean clay containing 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, and 15% raw gypsum. In addition, a combination of two nano-chemical stabilizers named Terrasil and Zycobond was used in equal proportions to stabilize the gypsiferous clayey samples. The results indicated that gypsum leaching considerably changed the physical and mechanical properties of gypsiferous soils. Further, adding the combination of Terrasil and Zycobond nano-polymeric stabilizers to the gypsiferous soil led to a remarkable reduction in the settlement drop, compressibility, and electrical conductivity (EC) of the water passing through the specimens, resulting in improving the engineering properties of the soil samples. The X-ray diffraction patterns indicate that stabilization by terrasil and zycobond causes formation of new peaks such as CSH and alteration of pure soil structure by adding raw gypsum. Scanning electron microscope (SEM) images show the denser texture of the soil samples due to chemical stabilization and decrease of Si/Al ratio which indicates by Energy dispersive X-ray (EDS) interpretation, proved the enhance of shear strength in stabilized samples.
Cost effective clay adsorptive microfiltration membranes were synthesized to remove Cr (III) from high polluted water. Raw and calcined bentonite were mixed in order to decrease the shrinkage and also increase the porosity; then, 20 wt% of carbonate was added and the samples, named B (without carbonate) and B-Ca20 (with 20 wt% calcium carbonate) were uniaxially pressed and after sufficient drying, fired at $1100^{\circ}C$ for 3 hours. Then, physical and mechanical properties of the samples, their phase analyses and microstructure and also their ability for Cr(III) removal from high polluted water (including 1000 ppm Cr (III) ions) were studied. Results showed that the addition of calcium carbonate lead the porosity to increase to 33.5% while contrary to organic pore formers like starch, due to the formation of wollastonite, the mechanical strength not only didn't collapse but also improved to 36.77 MPa. Besides, sample B-Ca20, due to the presence of wollastonite and anorthite, could remove 99.97% of Cr (III) ions. Hence, a very economic and cost effective combination of membrane filtration and adsorption technology was achieved for water treatment which made microfiltration membranes act even better than nanofiltration ones without using any adsorptive nano particles.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2004.05a
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pp.292-295
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2004
Recently, polymer-clay hybrid materials have received considerable attention from both a fundamental research and application point of view. This organ-inorganic hybrid, which contains a nanoscale dispersion of the layered silicates, is a material with greatly improved thermal and mechanical characteristics. Two classes of nanocomposites were synthesized using an unsaturated polyester resin as the matrix and sodium montmorillonite as well as an organically modified montmorillonite as the reinforcing agents. X -ray diffraction pattern of the composites showed that the interlayer spacing of the modified montmorillonite were exfoliated in polymer matrix. The mechanical properties also supported these findings, since in general, tensile strength, modulus with modified montmorillonite were higher than the corresponding properties of the composites with unmodified montmorillonite. Adding organically modified clay improved the tensile strength of unsaturated polyester by $22\%$ and the tensile modulus of unsaturated polyester was also improved by $34\%$.
Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
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v.38
no.1
s.113
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pp.34-44
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2006
A new composition of paper coating adhesives was prepared by using a nano-filler of an organically-modified montmorillonite (O-MMT). The new O-MMT coating adhesives were applied to the paper, and the properties of coated papers including surface morphology, optical and physical properties, and printing properties were investigated. The use of O-MMT improved the mechanical properties, such as folding endurance, tearing strength, and tensile strength, while the surface smoothness decreased. It decreased especially when the dosage was high enough, approximately above 6 parts. The printing properties such as wet- and dry-pick were enhanced with addition of O-MMT.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2016.10a
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pp.64-65
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2016
This study that prevent cancer using absorbent to inflow Radon gas in the room existing soil and rock is making board to absorb the Radon gas as a fundamental study. So, we use bentonite as a absorbent. So, we use bentonite as a absorbent. Bentonite is a 'clay mineral' composed to montmorillonite of main component that volcanic ash denatured to a clay mineral. Bentonite has fine microparticle of nano level, abundant mineral 66 of kinds, adsorbability, swelling, a positive ion(heavy metal adsorption reaction) as a bentonite's property. Using magnesia cement for oxide of magnesiuma and magnesium chloride as a main binder, we measure Radon gas absorbent efficiency and thermal conductivity.
The viscosity effect of matrix polymer on melt exfoliation behavior of an organoclay in poly($\varepsilon$-caprolactone) (PCL) was investigated. The viscosity of matrix polymer was controlled by changing the molecular weight of poly($\varepsilon$-eaprolactone), the processing temperature, and the rotor speed of a mini-molder. Applied shear stress facilitates the diffusion of polymer chains into the gallery of silicate layers by breaking silicate agglomerates down into smaller primary particles. When the viscosity of PCL is lower, silicate agglomerates are not perfectly broken into smaller primary particles. At higher viscosity, all of silicate agglomerates are broken down into primary particles, and finally into smaller nano-scale building blocks. It was also found that the degree of exfoliation of silicate layers is dependent upon not only the viscosity of matrix but thermodynamic variables.
Park Jun-Uk;Kim Jeong-Lim;Kim Do-Hoon;Ahn Kyung-Hyun;Lee Seung-Jong;Cho Kwang-Soo
Macromolecular Research
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v.14
no.3
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pp.318-323
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2006
We investigated the rheological behaviors and orientation of three different types of layered silicate composite systems under external flow: microcomposite, intercalated and exfoliated nanocomposites. Rheological measurements under shear and uniaxial extensional flows, two-dimensional, small-angle X-ray scattering and transmission electron microscopy were conducted to investigate the properties, as well as nano- and micro-structural changes, of polymer/layered silicate nanocomposites. The preferred orientation of the silicate layers to the flow direction was observed under uniaxial extensional flow for both intercalated and exfoliated systems, while the strain hardening behavior was observed only in the exfoliated systems. The degree of compatibility between the polymer matrix and clay determined the microstructure of polymer/clay composites, strain hardening behavior and spatial orientation of the clays under extensional flow.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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