Achieving transparency in carbon labelling for construction materials – Lessons from current assessment standards and carbon labels

The construction industry is one of the largest sources of carbon emissions. Manufacturing of raw materials, such as cement, steel and aluminium, is energy intensive and has considerable impact on carbon emissions level. Due to the rising recognition of global climate change, the industry is under pressure to reduce carbon emissions. Carbon labelling schemes are therefore developed as meaningful yardsticks to measure and compare carbon emissions. Carbon labelling schemes can help switch consumer-purchasing habits to low-carbon alternatives. However, such switch is dependent on a transparent scheme. The principle of transparency is highlighted in all international greenhouse gas (GHG) standards, including the newly published ISO 14067: Carbon footprint of products – requirements and guidelines for quantification and communication. However, there are few studies which systematically investigate the transparency requirements in carbon labelling schemes. A comparison of five established carbon labelling schemes, namely the Singapore Green Labelling Scheme, the CarbonFree (the U.S.), the CO2 Measured Label and the Reducing CO2 Label (UK), the CarbonCounted (Canada), and the Hong Kong Carbon Labelling Scheme is therefore conducted to identify and investigate the transparency requirements. The results suggest that the design of current carbon labels have transparency issues relating but not limited to the use of a single sign to represent the comprehensiveness of the carbon footprint. These transparency issues are partially caused by the flexibility given to select system boundary in the life cycle assessment (LCA) methodology to measure GHG emissions. The primary contribution of this study to the construction industry is to reveal the transparency requirements from international GHG standards and carbon labels for construction products. The findings also offer five key strategies as practical implications for the global community to improve the performance of current carbon labelling schemes on transparency.

The use of locally available materials in fish feed production

In Nigeria, the culture of fish is gaining importance, but local fish farmers face a set back because of the stoppage on importation of fish feed. Locally available raw materials such as yam, plantain, banana, cowpeas, macuna, maize, cassava, millet, sorghum, groundnut, sunnhemp seed and brewery wastes are considered as potential materials for fish feed. These have been examined on their minimum protein contributions since this is the most expensive part of the fish feed. Alternative sources to animal proteins are also examined. Plant protein from groundnut, melon, mucuna and others compare favourably with bloodmeal mixture and thus can be used to replace the more expensive animal proteins. Pellet feed can be produced on a small scale or commercial basis from the locally available raw materials and the fish farmer is advised to seek assistance from qualified fisheries personnel

Luminescence behavior of Yb(3+)heavy-doped yttrium lanthanum oxide transparent ceramics

Yb3+ heavy-doped yttrium lanthanum oxide transparent ceramics were fabricated and their spectroscopic properties were investigated. The absorption bands of (YbxY0.9-xLa0.1)(2)O-3 (x = 0.05-0.15) ceramics are broad at wavelength of 900-1000 nm. The absorption cross-sections centered at 974 nm and the emission cross-sections at 1031 nm of Yb3+ ion are 0.89-1.12 x 10(-20) cm(2) and 1.05 x 10(-20) cm(2) respectively. The up-conversion luminescence intensity of Yb3+-doped yttrium lanthanum oxide ceramics increased firstly, then decreased with the increase of Yb3+ ion content. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Comportamento mecânico de cerâmica produzida a partir de reciclagem de para-brisa de automóvel

É crescente o interesse nos materiais cerâmicos, devido as suas características como baixa massa específica e maior resistência a ambientes agressivos do que a maioria das ligas metálicas. Este trabalho tem o objetivo de produzir a partir de material descartado, cerâmicas em diferentes temperaturas de sinterização e avaliar a sua tensão de ruptura em ensaio de flexão de três pontos e a confiança desta medida. Devido ao custo de produzir pó de vidro, tanto pelo alto gasto de energia para fundir a matéria-prima como pelo consumo de minerais industriais, foi proposto utilizar vidro de para-brisa obsoleto reduzindo despesas operacionais e definindo um destino econômico e ambiental viável para estes rejeitos. A metodologia consistiu-se na obtenção do pó de vidro com características adequadas para ser conformado e sinterizado. Foram usadas duas composições e quatro tratamentos térmicos para obter oito materiais. Uma composição com apenas o pó oriundo da moagem de para-brisa e outra com este pó mais 4% de óxido de nióbio. A resistência à flexão dos produtos obtidos foi avaliada. Utilizou-se a estatística de Weibull para caracterizar estes resultados. Os resultados obtidos indicam que o material de composição pó de vidro e temperatura final de sinterização de 650C obteve a maior resistência mecânica entre os materiais sintetizados. A adição do óxido de nióbio provoca um decréscimo na resistência mecânica se comparada com o material sem a adição deste óxido. Entretanto, comparando as duas composições na mesma temperatura final de sinterização, a adição de óxido de nióbio provocou um aumento no módulo de Weibull, excetuando-se dois de oito materiais obtidos. As diferentes composições e temperaturas de sinterização afetaram as propriedades mecânicas dos materiais obtidos.

A novel method to synthesize amorphous silica-alumina materials with mesoporous distribution without using templates and pore-regulating agents

In this study, a novel sol-gel method is used to synthesize amorphous silica-alumina materials with a narrow mesoporous distribution and various Si/Al molar ratios without using any templates and pore-regulating agents. During the preparation procedure, only inexpensive inorganic salts were used as raw materials, instead of expensive and harmful alkoxides. The precursor sol was dried at room temperature in a vacuum box kept at 60 mmHg until it began to form the gel. The results of a nitrogen sorption experiment indicate that the synthesized materials with different Si/Al molar ratios have similar mesoporous distributions (within 2-12 nm). Moreover, it was found that the material's pore size distribution remains at a similar value during the heat treatment from room temperature to 550 degreesC. On the basis of the nitrogen sorption, TEM, and AFM characterization results, a formation mechanism of mesopores which accounts for the experimental data is also suggested. This suggested mechanism involves rearrangement of the primary particles during the drying process to form the precursors of the similarly sized mesopores. The synthesized materials were characterized by XRD, thermal analysis (TG/DTA), Al-27 and Si-29 MAS NMR spectroscopy, SEM, TEM, and AFM. The results of Al-27 and 29Si MAS NMR indicate that the distribution of silicon and aluminum in the synthesized materials is more uniform and homogeneous than that in the mixed oxides prepared via the traditional sol-gel method even at high alumina contents. The type and density of the acid sites were studied using pyridine adsorption-desorption FTIR spectroscopy. It was shown that the acidity of the synthesized materials is higher than that of the silica-alumina materials prepared by conventional methods.

Matérias-primas da plataforma do Mondego para cerâmica

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.

Materials and concepts for CO2 lean ironmaking by pyroelectrolysis

The main purpose of this PhD thesis was to provide convincing demonstration for a breakthrough concept of pyroelectrolysis at laboratory scale. One attempted to identify fundamental objections and/or the most critical constraints, to propose workable concepts for the overall process and for feasible electrodes, and to establish the main requirements on a clearer basis. The main effort was dedicated to studying suitable anode materials to be developed for large scale industrial units with molten silicate electrolyte. This concept relies on consumable anodes based on iron oxides, and a liquid Fe cathode, separated from the refractory materials by a freeze lining (solid) layer. In addition, one assessed an alternative concept of pyroelectrolysis with electron blocking membranes, and developed a prototype at small laboratory scale. The main composition of the molten electrolyte was based on a magnesium aluminosilicate composition, with minimum liquidus temperature, and with different additions of iron oxide. One studied the dynamics of devitrification of these melts, crystallization of iron oxides or other phases, and Fe2+/Fe3+ redox changes under laser zone melting, at different pulling rates. These studies were intended to provide guidelines for dissolution of raw materials (iron oxides) in the molten electrolyte, to assess compatibility with magnetite based consumable anodes, and to account for thermal gradients or insufficient thermal management in large scale cells. Several laboratory scale prototype cells were used to demonstrate the concept of pyroelectrolysis with electron blocking, and to identify the most critical issues and challenges. Operation with and without electron blocking provided useful information on transport properties of the molten electrolyte (i.e., ionic and electronic conductivities), their expected dependence on anodic and cathodic overpotentials, limitations in faradaic efficiency, and onset of side electrochemical reactions. The concept of consumable anodes was based on magnetite and derived spinel compositions, for their expected redox stability at high temperatures, even under oxidising conditions. Spinel compositions were designed for prospective gains in refractoriness and redox stability in wider ranges of conditions (T, pO2 and anodic overpotentials), without excessive penalty for electrical conductivity, thermomechanical stability or other requirements. Composition changes were also mainly based on components of the molten aluminosilicate melt, to avoid undue contamination and to minimize the dissolution rate of consumable anodes. Additional changes in composition were intended for prospective pyroelectrolysis of Fe alloys, with additions of different elements (Cr, Mn, Ni, Ti).

Materials for Fish Nets-Their Properties, Selection and Preservation

The properties of synthetic fibres vary with thc inherent physical characteristics of the basic raw materials used mode of preparation of yarns and method of construction of twines. Since the synthetic fibres as maufactured from polymers which are synthesized from simple chemical units, the qualities of man-made fibres can he influenced by the process of manufacture and certain modifications can even be introduced at the processing stage to meet any specific requirement to a certain extent. Hence, an elaborate study of the properties of fish not twines produced has been taken up with a view to determining their suitability for various types of fishing gear with particular reference to conditions prevailing in India.

Nanograined Ferroelectric Ceramics Prepared by High-Pressure Densification Technique

For the first time, nanograined Pb(1-1.5x)La(x)TiO(3) ferroelectric ceramics, with x=0.2, were produced by a process based on a high-pressure densification technique (HPD) that eliminates the need of high-temperature sintering. Our results showed the production of workable dense ceramics with average grain size around 100 nm and free from secondary phase. Regarding the dielectric measurements, the samples showed satisfactory dielectric losses as well as remarkable diffusivity in the dielectric curves. Moreover, ferroelectric hysteresis measurements showed that samples produced by the HPD technique can stand high electric fields necessary to switch the polarization and thus to induce piezoelectric activity. Our results demonstrated clearly the viability of the proposed method to produce nanograined ferroelectric bulk ceramics, then opening the possibility of developing new technologies.

Microstructural, structural and dielectric properties of Er(3+)-modified BaTi(0.85)Zr(0.15)O(3) ceramics

The (micro)structural and electrical properties of undoped and Er(3+)-doped BaTi(0.85)Zr(0.15)O(3) ceramics were studied in this work for both nominal Ba(2+) and Ti(4+) substitution formulations. The ceramics were produced from solid-state reaction and sintered at 1400 degrees C for 3 h. For those materials prepared following the donor-type nominal Ba(1-x)Er(x)(Ti(0.85)Zr(0.15))O(3) composition, especially, Er(3+) however showed a preferential substitution for the (Ti,Zr)(4+) lattice sites. This allowed synthesis of a finally acceptor-like, highly resistive Ba(Ti,Zr,Er)O(3-delta)-like system, with a solubility limit below but close to 3 cat.% Er(3+). The overall phase development is discussed in terms of the amphoteric nature of Er(3+), and appears to mainly or, at least, partially also involve a minimization of stress effects from the ion size mismatch between the dopant and host cations. Further results presented here include a comparative analysis of the behavior of the materials` grain size, electrical properties and nature of the ferroelectric-to-paraelectric phase transition upon variation of the formulation and Er(3+) content. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Microstructural, structural and electrical properties of La(3+)-modified Bi(4)Ti(3)O(12) ferroelectric ceramics

Bi(4-x)La(x)Ti(3)O(12) (BLT) ceramics were prepared and studied in this work in terms of La(3+)-modified microstructure and phase development as well as electrical response. According to the results processed from X-ray diffraction and electrical measurements, the solubility limit (XL) of La(3+) into the Bi(4)Ti(3)O(12) (BIT) matrix was here found to locate slightly above x = 1.5. Further, La(3+) had the effect of reducing the material grain size, while changing its morphology from the plate-like form, typical of BIT ceramics, to a spherical-like one. The electrical results presented and discussed here also include the behavior of the temperature of the ferroelectric-paraelectric phase transition as well as the normal or diffuse and/or relaxor nature of this transition depending on the La(3+) content. (c) 2008 Elsevier Ltd. All fights reserved.

Adhesion as a tool for in-built nanotechnology design in cementitious materials

Confined water, such as those molecules in nanolayers of 2-3 nm in length, plays an important role in the adhesion of hydrophilic materials, mainly in cementitious ones. In this study, the effects of water containing kosmotropic substances on adhesion, known for their ability of enhancing the hydrogen bond (H-bond) network of confined water, were evaluated using mechanical strength tests. Indeed, to link adhesion provided by water confined in nanolayers to a macro-response of the cementitious samples, such as the bending strength, requires the evaluation of local water H-bond network configuration in the presence of kosmotropes, considering their influences on the extent and the strength of H-bonds. Among the kosmotropes, trimethylamine and sucrose provided a 50% increase in bending strength compared to the reference samples, the latter just using water as an adhesive, whereas trehalose was responsible for reducing the bending strength to a value close to the samples without any adhesive. The results attained opened up perspectives regarding exploring the confined water behavior which naturally occurs throughout the hydration process in cement-based materials.

Otimização de uma metodologia para análise mineralógica racional de argilominerais

VARELA, M.L. et al. Otimização de uma metodologia para análise mineralógica racional de argilominerais. Cerâmica, São Paulo, n. 51, p. 387-391, 2005.