104 resultados para workability
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This work initiated the development of operating envelopes for stabilised/solidified contaminated soils. The operating envelopes define the range of operating variables for acceptable performance of the treated soils. The study employed a soil spiked with 3,000 mg/kg each of Cd, Cu, Pb, Ni and Zn, and 10,000 mg/kg of diesel. The binders used for treatment involved Portland cement (CEMI), pulverised fuel ash (PFA), ground granulated blast furnace slag (GGBS) and hydrated lime (hlime). The specific binder formulations were CEMI, CEMI/PFA = 1:4, CEMI/GGBS = 1:9 and hlime/GGBS = 1:4. The water contents employed ranged from 13 % to 21 % (dry weight), while binder dosages ranged from 5 % to 20 % (w/w). We monitored the stabilised/solidified soils for up to 84 days using different performance tests. The tests include unconfined compressive strength (UCS), hydraulic conductivity, acid neutralisation capacity (ANC) and pH-dependent leachability of contaminants. The water content range resulted in adequate workability of the mixes but had no significant effect on leachability of contaminants. We produced design charts, representing operating envelopes, from the results generated. The charts establish relationships between water content, binder dosage and UCS; and binder dosage, leachant pH and leachability of contaminants. The work also highlights the strengths and weaknesses of the different binder formulations. © 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
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This article examines levels of interest and trust among the public in relation to Northern Ireland's newly established political institutions and actors, through an analysis of the results of the 2007 Northern Ireland Life and Times Survey (NILT). It is important to reveal the specific groups of people with the highest levels of political disenchantment, particularly in the context of the longer-term stability of the Northern Ireland Assembly and Executive, since the willingness of the electorate to have faith and trust in the workability of these political institutions and in the various political actors in whose custody they lie is considered vital.
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Durability of concrete is a great concern to all designers, owners and users of reinforced concrete structures. As a result, more restrictive regulations are being introduced in various Codes of Practice dealing with the design of these structures. Attempts are being made by various researchers to develop performance based specification. For this to be successful standard non destructive tests are required which will be used to assess the durability of concretes. In parallel with this approach, a research team in Queen’s University Belfast, U. K., investigated the effect of different mix parameters on workability, strength and various permeation properties. Furthermore, durability parameters such as freeze-thaw salt scaling resistance and carbonation depth were also investigated. The research was part funded by the Department of Environment, Transport and the Regions (DETR). This paper reports of the findings from this study. The results from this investigation showed that some of the non destructive tests used were reasonably well correlated with carbonation and freeze-thaw salt scaling resistance of CEM I concrete. If the mix parameters such as aggregate-cement ratio or water-cement ratio are known, better correlation can be obtained. Further investigation is required varying other mix parameters including various aggregates, admixtures and air entrainments before the result can be used for developing mix design methods for durable concretes. Also long term site tests are required to validate the results obtained from the accelerated laboratory tests used to study the carbonation resistance and freeze-thaw salt scaling resistance.
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The effects of incorporating pulverized fuel ash (PFA) and ground granulated blastfurnace slag (ggbs) on the workability (slump), adiabatic temperature rise during hydration and long-term (up to 570 days) strength of high-strength concretes have been measured. Binary (PFA/ggbs and Portland cement) and ternary (PFA/ggbs plus microsilica and Portland cement) blends at water-binder ratios from 0.38 to 0.20 have been tested. The results show broadly similar effects to those in lower strength concrete, although of differing magnitude in some cases. Some potential advantages of ternary blends for optimization of properties have been demonstrated.
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This paper presents studies on the properties of fresh and hardened semilightweight self-consolidating concrete (SLWSCC) mixtures, produced with two types of manufactured coarse lightweight aggregates (LWA) and normal weight sand. The first type, a sintered pulverized fuel ash, was made from an industrial by-product, fly ash, whereas the second one, an expanded clay, was produced from a naturally sourced clay. For all mixtures, normal weight sand was used as a fine fraction of aggregates, and the portland cement was partially replaced with a limestone powder. The SLWSCC was produced with different water presaturation regimes of the LWAs. The desired initial slump-flow spread was set between 700 and 800 mm. The effect of three superplasticizers was evaluated by testing properties of SLWSCC, normal weight SCC, and paste mixtures. Three SCC fresh properties were measured: the slump-flow, the V-funnel flow time, and the J-ring blocking step. Moreover, the slump-flow loss was evaluated. The degree of segregation was assessed in both fresh and hardened states. Additionally, the hardened density and the compressive strengths were tested. All SLWSCC mixtures were produced with a desired range of slump-flow spread and with satisfactory passing ability assessed with the J-ring test. SLWSCCs prepared with the expanded clay LWA were less sensitive to the variation of water presaturation levels and showed lower viscosity than those made with the sintered pulverized fuel ash LWA. Only mixtures containing SP-3 superplasticizer showed acceptable workability loss resistance. The saturated surface-dry density of all of the mixtures varied in a range of 2,025–2,125??kg/m 3 . Mixtures containing 29% of coarse LWAs and 71% of sand (by mass) had 24-h and 28-day compressive strengths above 20 and 40 MPa, respectively, but the mixtures made with the expanded clay were slightly weaker.
Alkali Activated Fuel Ash and Slag Mixes:Optimization Study from Mortars to Concrete Building Blocks
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Alkali activated binders, based on ash and slag, also known as geopolymers, can play a key role in reducing the carbon footprint of the construction sector by replacing ordinary Portland cement in some concretes. Since 1970s, research effort has been ongoing in many research institutions. In this study, pulverized fuel ash (PFA) from a UK power plant, ground granulated blast furnace slag (GGBS) and combinations of the two have been investigated as geopolymer binders for concrete applications. Activators used were sodium hydroxide and sodium silicate solutions. Mortars with sand/binder ratio of 2.75 with several PFA and GGBS combinations have been mixed and tested. The optimization of alkali dosage (defined as the Na2O/binder mass ratio) and modulus (defined as the Na2O/SiO2 mass ratio) resulted in strengths in excess of 70 MPa for tested mortars. Setting time and workability have been considered for the identification of the best combination of PFA/GGBS and alkali activator dosage for different precast concrete products. Geopolymer concrete building blocks have been replicated in laboratory and a real scale factory trial has been successfully carried out. Ongoing microstructural characterization is aiming to identify reaction products arising from PFA/GGBS combinations.
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A constitutive equation was established to describe the deformation behavior of a nitride-strengthened (NS) steel through isothermal compression simulation test. All the parameters in the constitutive equation including the constant and the activation energy were precisely calculated for the NS steel. The result also showed that from the stress-strain curves, there existed two different linear relationships between critical stress and critical strain in the NS steel due to the augmentation of auxiliary softening effect of the dynamic strain-induced transformation. In the calculation of processing maps, with the change of Zener-Hollomon value, three domains of different levels of workability were found, namely excellent workability region with equiaxed-grain microstructure, good workability region with “stripe” microstructure, and the poor workability region with martensitic-ferritic blend microstructure. With the increase of strain, the poor workability region first expanded, then shrank to barely existing, but appeared again at the strain of 0.6.
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The growth of the construction industry worldwide poses a serious concern on the sustainability of the building material production chain, mainly due to the carbon emissions related to the production of Portland cement. On the other hand, valuable materials from waste streams, particularly from the metallurgical industry, are not used at their full potential. Alkali activated concrete (AAC) has emerged in the last years as a promising alternative to traditional Portland cement based concrete for some applications. However, despite showing remarkable strength and durability potential, its utilisation is not widespread, mainly due to the lack of broadly accepted standards for the selection of suitable mix recipes fulfilling design requirements, in particular workability, setting time and strength. In this paper, a contribution towards the design development of AAC synthetized from pulverised fuel ash (60%) and ground granulated blast furnace slag (40%) activated with a solution of sodium hydroxide and sodium silicate is proposed. Results from a first batch of mixes indicated that water content influences the setting time and that paste content is a key parameter for controlling strength development and workability. The investigation indicated that, for the given raw materials and activator compositions, a minimum water to solid (w/s) ratio of 0.37 was needed for an initial setting time of about 1 hour. Further work with paste content in the range of 30% to 33% determined the relationship between workability and strength development and w/s ratio and paste content. Strengths in the range of 50 - 60 MPa were achieved.
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Worldwide, the building sector requires the production of 4 billion tonnes of cement annually, consuming more than 40% of global energy. Alkali activated “cementless” binders have recently emerged as a novel eco-friendly construction material with a promising potential to replace ordinary Portland cement. These binders consist of a class of inorganic polymer formed mainly by the reaction between an alkaline solution and an aluminosilicate source. Precursor materials for this reaction can be found in secondary material streams from different industrial sectors, from energy to agro-alimentary. However, the suitability of these materials in developing the polymerisation reaction must be assessed through a detailed chemical and physical characterisation, ensuring the availability of required chemical species in the appropriate quantity and physical state. Furthermore, the binder composition needs to be defined in terms of proper alkali activation dosages, water content in the mix, and curing conditions. The mix design must satisfy mechanical requirements and compliance to desired engineering properties (workability, setting time) for ensuring the suitability of the binder in replacing Portland cement in concrete applications. This paper offers a structured approach for the development of secondary material-based binders, from their identification to mix design and production procedure development. Essential features of precursor material can be determined through chemical and physical characterisation methods and advanced microscope techniques. Important mixing parameters and binder properties requirements are examined and some examples of developed binders are reported.
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Producing concrete with secondary raw materials is an excellent way to contribute to a moresustainable world, provided that this concrete has at least the same performance during itsservice life as concrete made with the primary raw materials it replaces. Secondary rawmaterials for Light Weight (LW) aggregates (rigid polyurethane foams, shredded tire rubberand mixed plastic scraps) have been combined with secondary raw materials for the binder(fly ash, slag and perlite tailings) making sustainable concretes that were investigated fortheir suitability as LW, highly insulating concrete for four different types of applications.Compliance to desired engineering properties (workability, setting time) was not alwaysfeasible: it was mostly the low workability of the mixtures that limited their application.Contrary to well established cements, steering the workability by adding water was not anoption for these binders that rely on alkali-activation. Eight successful mixtures have beentested further. The results have shown that it is possible to produce a non-structuralsustainable concrete with good mechanical and thermal insulation properties.Design of concrete made with novel materials is currently not feasible without extensiveexperimentation as no design rules exist other than empirically derived rules based ontraditional materials. As a radical different approach, a flexible concrete mix design has beendeveloped with which the concrete can be modelled in the fresh and hardened state. Thenumerical concrete mix design method proves a promising tool in designing concrete forperformance demands such as elasticity parameters and thermal conductivity
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Alkali activated binders, based on ash and slag, also known as geopolymers, can play a key role in reducing the carbon footprint of the construction sector by replacing ordinary Portland cement in some concretes. Since 1970s, research effort has been ongoing in many research institutions. In this study, pulverized fuel ash (pfa) from a UK power plant, ground granulated blast furnace slag (ggbs) and combinations of the two have been investigated as geopolymer binders for concrete applications. Activators used were sodium hydroxide and sodium silicate solutions. Mortars with sand/binder ratio of 2.75 with several pfa and ggbs combinations have been mixed and tested. The optimization of alkali dosage (defined as the Na2O/binder mass ratio) and modulus (defined as the Na2O/SiO2 mass ratio) resulted in strengths in excess of 70 MPa for tested mortars. Setting time and workability have been considered for the identification of the best combination of pfa/ggbs and alkali activator dosage for different precast concrete products. Geopolymer concrete building blocks have been replicated in laboratory and a real scale factory trial has been successfully carried out. Ongoing microstructural characterization is aiming to identify reaction products arising from pfa/ggbs combinations.
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Os objectivos do presente trabalho foram a investigação dos principais defeitos que ocorrem nos produtos de vidro de mesa produzidos por processos automáticos e o desenvolvimento de novos vidros e tecnologias que permitam aumentar os rendimentos de produção, ou a flexibilidade da operação de conformação. A viscosidade influencia a facilidade de conformação dos produtos. Temperaturas de gota mais baixas, espessuras de parede de produtos mais elevadas e baixas áreas de transferência térmica facilitam a ocorrência de defeitos, sobretudo mecânicos e de superfície. Foram identificados os produtos de vidro de mesa que apresentam maiores dificuldades na conformação, designados por produtos de forma complexa. Por ser um factor relevante na prática, discutiu-se o efeito da quantidade de casco usado na elaboração dos vidros sobre a conformação de produtos de forma complexa. A quantidade de casco influencia a volatilização de fundentes que por sua vez tem efeito sobre as propriedades de trabalhabilidade do vidro. Desenvolveram-se novos vidros compatíveis com a utilização de queimos enriquecidos em oxigénio que são utilizados para reduzirem os defeitos mecânicos e de superfície nos produtos de vidros de mesa prensados. A compatibilidade vidro/tecnologia fez-se com uma modificação do sistema de afinação do vidro. Os vidros modificados apresentam propriedades físicoquímicas semelhantes à do vidro inicial e por isso indicam viabilidade comercial. A tecnologia dos canais corantes foi utilizada para modificar a trabalhabilidade de um vidro base a partir da introdução até 5 % de fritas incolores ricas em Li2O. Os valores de RMS (velocidade relativa de máquina) desceram de 106,8 % para 95,7 % enquanto os valores de Pt (patamar de trabalho) subiram de 100,6 s para 111,3 s com o aumento de frita. As propriedades físico-químicas dos vidros aditivados com frita indicam viabilidade comercial. Esta inovação tecnológica introduz flexibilidade nos processos industriais vidreiros. A composição química do vidro e por isso as propriedades relacionadas com a trabalhabilidade podem ser entendidas como mais uma variável dos processos de conformação e usadas em função das técnicas de conformação disponíveis, da forma dos objectos a conformar e da engenharia da ferramenta moldante utilizada. Foi observada convergência entre os resultados experimentais e os valores calculados a partir dos modelos de Huff e Fluegel nos principais parâmetros da tecnologia vidreira (RMS e Pt) e nas propriedades dos vidros nomeadamente densidade e coeficiente de dilatação térmico. Uma parte importante deste trabalho decorreu em ambiente industrial. Em temas relacionados com a investigação do processamento vidreiro industrial, a prática de desenvolver trabalho experimental integrado no próprio ambiente industrial está claramente documentada na bibliografia publicada em revistas e jornais de referência internacional. ABSTRACT: The research on the causes of major defects that occur in glass tableware products produced by automatic processes and the development of new glasses and technologies for increasing the production efficiency, or the flexibility of operation were the objectives of the Thesis project. Viscosity influences the flexibility of glass forming. Lower drop temperatures, high product wall thicknesses, or low areas of heat transfer facilitate the occurrence of defects, mainly mechanical and surface born. We identified the products of glass tableware showing the greatest difficulties in forming, designated as complex shape products. The effect of the amount of recycled glass used in the preparation of glass batches on the conformation of products of complex shapes and on glass workability is discussed. The amount of recycled glass affects the volatilization of glass modifiers which in turn have an effect on the glass properties and workability. New glasses which become compatible with the use of oxygen burners were formulated, tested and developed to the industrial use, oxygen enrichment being used to reduce the mechanical and surface defects in pressed glass tableware. Compatibility glass / technology was achieved with a modified system of tuning of the glass. The modified glasses have physical and chemical properties similar to the original glass and therefore are commercially viable. The technology of the colouring channels was used to change glass workability of a glass base by the introduction of up to 5 % Li2O rich in colourless frit. The values of RMS (relative machine speed) fell from 106.8 % to 95.7 % while the values of Pt (cooling time) increased from 100.6 s to 111.3 s by the introduction of glass frits. The physico-chemical properties of the modified glass show commercial viability. This technology introduces flexibility in industrial processes of glass. The chemical composition of glass and therefore the properties related to workability can be understood as another variable of the glass forming processes and used according to the available forming techniques, the shape of objects and the engineering tools used for the moulds. Convergence was observed between experimental and predicted from Huff and Fluegel models in studying the properties of glasses. An important part of this work was done inside the industrial environment. On issues related to the investigation of the glass processing inside the industry, the practice of developing experimental work integrated in the industrial environment is clearly documented and referenced in the published literature in international journals and periodicals.
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O presente trabalho divulga os resultados dos estudos levados a efeito nas matérias-primas argilosas que se integram tipologicamente na argila comum, ocorrentes na designada Plataforma do Mondego, Centro de Portugal, na região entre Miranda do Corvo, a SW, e Tábua, a NE. Para tal realizou-se a cartografia superficial dos sedimentos continentais do Cretácico e do Terciário, aí preservados, estabeleceram-se as colunas sedimentares, a nível regional e a nível local, nas áreas de maior potencial reconhecido e, caracterizaram-se as matérias-primas argilosas amostradas, em termos de composição, textura e aptidão cerâmica, objectivando a definição das zonas das jazidas com maior interesse industrial. A informação obtida e compilada, relativa ao caulino e ao feldspato é também apresentada, com vista a uma percepção da potencialidade destas matériasprimas cerâmicas ocorrentes na área. O estudo de caracterização dos materiais argilosos investigados teve como base 53 amostras obtidas em seis regiões da Plataforma do Mondego aqui definidas por motivo de organização do trabalho, segundo os critérios geográfico e geotectónico. As formações de Côja e de Campelo, do Terciário, constituem as unidades onde ocorrem litótipos produtivos, em termos de matéria-prima para a Cerâmica de Barro Vermelho ou Cerâmica de Construção. Relativamente às características texturais e composicionais, em síntese, apresentam-se os factos relevantes seguintes: A matéria-prima argilosa existente na área estudada materializa, granulometricamente, na maioria das amostras, silte, caindo os níveis amostrados com maior percentagem de argila, no domínio do silte argiloso. O défice em fracção argila implica limitações quanto à possibilidade de diversificação de produtos cerâmicos fabricados com estas matérias-primas tal-qual. Os diferentes métodos analíticos utilizados na caracterização mineralógica dos materiais amostrados confirmaram uma composição em termos dos minerais argilosos, consistindo de ilite/mica (em geral, o mais abundante), caulinite e esmectite, interestratificados e clorite. Os minerais não argilosos são quartzo (predominante), feldspato (sobretudo potássico) e hematite, com uma representação baixa. A mineralogia da fracção inferior a 2μm das amostras, não difere das amostras totais, salvo no teor mais elevado dos minerais argilosos e acentuada redução dos minerais não argilosos. Os resultados da análise química por fluorescência de raios X das amostras integrais correlacionam-se com as características mineralógicas observadas através das técnicas analíticas utilizadas. No respeitante às propriedades e comportamento cerâmico verifica-se: Os parâmetros relacionados com a plasticidade indicam que parte das pastas elaboradas com estes materiais argilosos têm uma trabalhabilidade aceitável, mas existem problemas de conformação e acentuada retracção num número significativo de amostras, devido à elevada plasticidade da maioria das amostras. A extrusão é satisfatória a óptima. A RMF e a retracção em seco assumem valores, respectivamente, moderados a baixos e moderados, embora seja necessário ter em conta o procedimento de extrusão dos provetes, sem dispositivo de vácuo. Todas as amostras foram sujeitas a cozedura a 900ºC, e um conjunto seleccionado foi cozido a 1000ºC e a 1100ºC. As fases mineralógicas ocorrentes após cozeduras a 900ºC e 1100ºC foram identificadas num conjunto de amostras, tendo-se evidenciado a coerência dessas fases, com a mineralogia das amostras em seco. Após cozedura a 900ºC, os valores de RMF das amostras satisfazem geralmente os valores mínimos, exigidos para o fabrico de tijolo, abobadilha e, com alguma frequência, de telha, como já se verificava com os valores daquela propriedade em seco. Os valores de retracção seco-cozido são em geral, modestos. A capacidade de absorção de água é maioritariamente elevada. A formação de vidro, sobretudo, condiciona o comportamento destas propriedades por cozedura dos provetes a 1000ºC e a 1100ºC. A coloração predominante em cru das matérias-primas argilosas amostradas é amarelo acastanhado a castanho avermelhado. Após cozedura a 900ºC, há um acentuado escurecimento e incremento no grau de vermelho. As cozeduras a 1000ºC e 1100ºC promovem escurecimento gradual, com ligeira influência na cor. O comportamento dos provetes após as cozeduras cerâmicas revelou-se homogéneo a cada uma das respectivas temperaturas, não se registando também defeitos significativos, nem eflorescências. A análise das amostras em termos composicionais e tecnológicos permitiu destacar as principais características e aspectos distintivos das matériasprimas, nas diferentes regiões definidas objectivando as diferentes potencialidades cerâmicas. Nesta abordagem comparativa foram consideradas só as amostras dos campos silte e silte arenoso, por serem aquelas com maior interesse para a Cerâmica de Construção. Nas colunas sedimentares das regiões de Tábua e Santa Quitéria constata-se a ocorrência de dois ritmos de sedimentação, que embora assumam características específicas em cada região, têm aspectos composicionais e tecnológicos em comum, traduzindo melhor aptidão cerâmica os ritmos inferiores. A conjugação da cartografia realizada com os estudos laboratoriais permite concluir que as regiões de Tábua e de Santa Quitéria serão as que têm maior potencial por explorar, em matéria-prima para Cerâmica de Construção, apesar da primeira já ser intensamente explorada. Na região de Tábua, as amostras têm como fases mineralógicas principais ilite e quartzo na mesma proporção média (35%) e caulinite (média=19%) que regista enriquecimento significativo na fracção argila (média=38%). As argilas desta região registam a cor em cru mais vermelha e pH mais ácido observados. O ritmo de sedimentação inferior, com esmectite e interestratificados e ligeiramente menos quartzoso, apresenta melhores propriedades cerâmicas. A composição mineralógica média das amostras da região de Santa Quitéria é próxima daquela da região de Tábua, mas menos caulinítica, em especial na sequência inferior, na qual o teor médio de caulinite na fracção argila (7%) é o mais baixo observado. Na região de Côja – Arganil, a actividade extractiva é significativa na bacia de Côja. Aqui, a exploração de novas áreas potenciais é condicionada pela cobertura conglomerática e por estruturas tectónicas e não tectónicas relacionadas com comportamento plástico. Na restante área desta região, os recursos argilosos são penalizados por material areno-conglomerático. As amostras desta região distinguem-se das restantes a nível textural pela maior fracção areia e mineralogicamente pela presença de clorite, teor reduzido de caulinite e elevado de feldspato. As potencialidades em barro vermelho na região de Sanguinheda não serão significativas, pois a Formação de Côja é predominantemente arcósica e a Formação de Campelo pouco espessa e conglomerática. As argilas com melhor aptidão cerâmica foram amostradas na região de Miranda do Corvo – Lousã. Na composição, estas amostras são as que contêm maior fracção de argila, maior teor de ilite e caulinite e menor de argilas expansivas. Registam os melhores valores nas características tecnológicas, nomeadamente a RMF e absorção de água. A consistência dos grupos amostrais e ritmos definidos em termos composicionais e tecnológicos é corroborada pelas técnicas de análise estatística multivariada aplicadas, que os identificam. As condições de amostragem na região de Tábua, permitiram a elaboração de uma coluna tipológica, na qual, a partir de uma caracterização expedita de amostras é possível identificar a sua afinidade com os ritmos argilosos definidos e, consequentemente, a sua situação na coluna sedimentar regional e aptidão cerâmica. A cartografia dos recursos argilosos potenciais, elaborada à escala 1:25.000, constitui um dos objectivos principais deste trabalho e nela constam unidades litológicas, nas quais são diferenciadas unidades argilosas tendo também em consideração a tipologia e guias mineralógicos resultantes da caracterização das amostras. As características composicionais destas unidades denotam diferente aptidão cerâmica e, portanto, permitem salientar as zonas com maior interesse económico.
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In recent years, pressures on global environment and energy security have led to an increasing demand on renewable energy sources, and diversification of Europe’s energy supply. Among these resources the biomass could exert an important role, since it is considered a renewable and CO2 neutral energy resource once the consumption rate is lower than the growth rate, and can potentially provide energy for heat, power and transports from the same installation. Currently, most of the biomass ash produced in industrial plants is either disposed of in landfill or recycled on agricultural fields or forest, and most times this goes on without any form of control. However, considering that the disposal cost of biomass ashes are raising, and that biomass ash volumes are increasing worldwide, a sustainable ash management has to be established. The main objective of the present study is the effect of biomass fly ashes in cement mortars and concretes in order to be used as a supplementary cementitious material. The wastes analyzed in the study were collected from the fluidized bed boilers and grate boilers available in the thermal power plants and paper pulp plants situated in Portugal. The physical as well as chemical characterisations of the biomass fly ashes were investigated. The cement was replaced by the biomass fly ashes in 10, 20 and 30% (weight %) in order to investigate the fresh properties as well as the hardened properties of biomass fly ash incorporated cement mortar and concrete formulations. Expansion reactions such as alkali silica reaction (ASR), sulphate attack (external and internal) were conducted in order to check the durability of the biomass fly ash incorporated cement mortars and concretes. Alternative applications such as incorporation in lime mortars and alkali activation of the biomass fly ashes were also attempted. The biomass fly ash particles were irregular in shape and fine in nature. The chemical characterization revealed that the biomass fly ashes were similar to a class C fly ash. The mortar results showed a good scope for biomass fly ashes as supplementary cementitious materials in lower dosages (<20%). The poor workability, concerns about the organic content, alkalis, chlorides and sulphates stand as the reasons for preventing the use of biomass fly ash in high content in the cement mortars. The results obtained from the durability tests have shown a clear reduction in expansion for the biomass fly ash mortars/concretes and the binder blend made with biomass fly ash (20%) and metakaolin (10%) inhibited the ASR reaction effectively. The biomass fly ash incorporation in lime mortars did not improve the mortar properties significantly though the carbonation was enhanced in the 15-20% incorporation. The biomass fly ash metakaolin blend worked well in the alkali activated complex binder application also. Portland cement free binders (with 30-40 MPa compressive strength) were obtained on the alkali activation of biomass fly ashes (60-80%) blended with metakaolin (20-40%).
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O presente trabalho teve como objetivo principal estudar a correlação no estado fresco e no estado endurecido entre argamassas e betões com pozolanas, nomeadamente, um metacaulino e uma diatomite. Este trabalho procurou também otimizar a utilização dos materiais pozolânicos na produção de argamassas e betões. O estudo do comportamento reológico inicia-se com a avaliação da argamassa padrão e do betão padrão, utilizando para tal reómetros adequados a cada material. O comportamento reológico das argamassas com pozolanas foi analisado em função do comportamento da argamassa padrão. Verificou-se que é possível ajustar o comportamento reológico de argamassas com pozolanas ao comportamento da argamassa padrão e, deste modo, obter-se também betões correspondentes (com pozolanas) dentro do intervalo de trabalhabilidade pretendido e pré-definido para o betão padrão. Também foi possível concluir que, até um determinado teor de material pozolânico, se verificava uma correlação entre os parâmetros reológicos (viscosidade e tensão de cedência) das argamassas e os seus betões correspondentes. Na caracterização das argamassas e betões no estado endurecido, verificou-se a existência de uma correlação entre a resistência à compressão das argamassas e as resistências dos betões correspondentes para a maioria das formulações. Quando o ajuste de trabalhabilidade foi efetuado através da alteração do teor de água, apenas as formulações com metacaulino apresentavam uma relação linear entre as resistências das argamassas e a dos betões correspondentes. Usando um agente redutor de água de amassadura para o ajuste de trabalhabilidade, as formulações com metacaulino continuam a apresentar uma relação linear entre as resistências das argamassas e as resistências dos betões. As formulações mistas, com metacaulino e diatomite, também apresentam uma relação linear entre o valor das resistências das argamassas e dos betões. As composições com diatomite não mostram esta relação linear entre a resistência das argamassas e a resistência dos betões, embora exista uma correlação entre elas. O estudo de algumas propriedades no estado endurecido de betões mostrou que a utilização de água como elemento de ajuste de trabalhabilidade diminui sempre a resistência à compressão dos betões com o aumento do teor em pozolana. O uso de um agente redutor de água de amassadura, principalmente no caso da utilização do metacaulino, aumenta a resistência dos betões face ao padrão devido à sua maior reatividade pozolânica relativamente à diatomite. Estas tendências para os resultados observados na resistência mecânica foram também visíveis no módulo de elasticidade e justificáveis pela evolução da microestrutura avaliada conjuntamente por porosimetria, análises térmicas e microscopia eletrónica de varrimento. Finalmente, no estudo da influência dos materiais pozolânicos sobre a durabilidade dos betões, especificamente sobre a resistência à penetração de cloretos, ambas as pozolanas mostraram um efeito bloqueador à penetração de cloretos e, também aqui esse efeito foi mais evidente em composições com metacaulino e na presença de um agente redutor de água de amassadura.