Study of the Influence of Fines on a Self-Compacting Concrete

The paper presents the results of the tests of a self-compacting concrete made with fines which include Portland cement and three fillers: hornfels, limestone and metakaolin, in a weight proportion between 23% and 45% of the admixtures. The first mix proportions were designed with a high proportion of Portland cement (720-750kg/m3), and are compared to those having a smaller content of cement and more fillers. The results obtained show that the limestone filler percentage should be higher than the hornfels one, and both of them significantly higher than that of the metakaolin so as to facilitate the fluidity and self-compactability. AIso, the higher proportion of fillers causes a rounded porosity in the mixing which has a bearing on better compressive strength results.

Performance of concrete incorporating amorphous silica residue and biomass fly ash

L'industrie du ciment est l'une des principales sources d'émission de dioxyde de carbone. L'industrie mondiale du ciment contribue à environ 7% des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Afin d'aborder les effets environnementaux associés à la fabrication de ciment exploitant en permanence les ressources naturelles, il est nécessaire de développer des liants alternatifs pour fabriquer du béton durable. Ainsi, de nombreux sous-produits industriels ont été utilisés pour remplacer partiellement le ciment dans le béton afin de générer plus d'économie et de durabilité. La performance d'un additif de ciment est dans la cinétique d'hydratation et de la synergie entre les additions et de ciment Portland. Dans ce projet, deux sous-produits industriels sont étudiés comme des matériaux cimentaires alternatifs: le résidu de silice amorphe (RSA) et les cendres des boues de désencrage. Le RSA est un sous-produit de la production de magnésium provenant de l'Alliance Magnésium des villes d'Asbestos et Thedford Mines, et les cendres des boues de désencrage est un sous-produit de la combustion des boues de désencrage, l'écorce et les résidus de bois dans le système à lit fluidisé de l'usine de Brompton située près de Sherbrooke, Québec, Canada. Récemment, les cendres des boues de désencrage ont été utilisées comme des matériaux cimentaires alternatifs. L'utilisation de ces cendres comme matériau cimentaire dans la fabrication du béton conduit à réduire la qualité des bétons. Ces problèmes sont causés par des produits d'hydratation perturbateurs des cendres volantes de la biomasse quand ces cendres sont partiellement mélangées avec du ciment dans la fabrication du béton. Le processus de pré-mouillage de la cendre de boue de désencrage avant la fabrication du béton réduit les produits d'hydratation perturbateurs et par conséquent les propriétés mécaniques du béton sont améliorées. Les approches pour étudier la cendre de boue de désencrage dans ce projet sont : 1) caractérisation de cette cendre volante régulière et pré-humidifiée, 2) l'étude de la performance du mortier et du béton incorporant cette cendre volante régulière et pré-humidifiée. Le RSA est un nouveau sous-produit industriel. La haute teneur en silice amorphe en RSA est un excellent potentiel en tant que matériau cimentaire dans le béton. Dans ce projet, l'évaluation des RSA comme matériaux cimentaires alternatifs compose trois étapes. Tout d'abord, la caractérisation par la détermination des propriétés minéralogiques, physiques et chimiques des RSA, ensuite, l'optimisation du taux de remplacement du ciment par le RSA dans le mortier, et enfin l'évaluation du RSA en remplacement partiel du ciment dans différents types de béton dans le système binaire et ternaire. Cette étude a révélé que le béton de haute performance (BHP) incorporant le RSA a montré des propriétés mécaniques et la durabilité, similaire du contrôle. Le RSA a amélioré les propriétés des mécaniques et la durabilité du béton ordinaire (BO). Le béton autoplaçant (BAP) incorporant le RSA est stable, homogène et a montré de bonnes propriétés mécaniques et la durabilité. Le RSA avait une bonne synergie en combinaison de liant ternaire avec d'autres matériaux cimentaires supplémentaires. Cette étude a montré que le RSA peut être utilisé comme nouveaux matériaux cimentaires dans le béton.

Self-Assembly and Catalytic Activity of Metal Nanoparticles Immobilized in Polymer Membrane Prepared via Layer-by-Layer Approach

Densely packed nanoparticles distributed in a stable and robust thin film is a highly preferred system for utilizing the various applications of nanoparticles. Here, we report covalent bond mediated layer-by-layer (LbL) self-assembled thin films of nanoparticles embedded in polymer membrane. Polymer with complementary functional group is utilized for fabrication of thin film via covalent bonding. UV-visible spectroscopy, atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) were used to monitor the growth of LbL thin film. Subsequently, the composite thin film is used for catalysis of an organic electron transfer reaction of p-nitrophenol to p-aminophenol by sodium borohydride. The catalytic activity of these composite films is assayed multiple times, proving its applicability as a catalyst. The kinetic data obtained by monitoring reduction of p-nitrophenol suggest that the reaction rates are directly related to the sizes of the nanoparticle and porosity of the membrane.

Optimization study of the structural HACFRA composition (Self Compacting Concrete Steel Fiber Reinforced)

The interest of HACFRA (self compacting concrete reinforced with steel fibers), is the combination of the residual strength increase and cracking decrease compared to plain concrete by the introduction of steel fibers in the mass with the advantages of the self-compacting. The paper presents an analysis of the influence of different components of the HACRFA and provides their selection, refered to the granular skeleton and to different steel fiber types and amount, in order to obtain an optimization of its features and structural behavior.

Self-assembled multilayer graphene oxide membrane and carbon nanotubes synthesized using a rare form of natural graphite

The fabrication of flexible multilayer graphene oxide (GO) membrane and carbon nanotubes (CNTs) using a rare form of high-purity natural graphite, vein graphite, is reported for the first time. Graphite oxide is synthesized using vein graphite following Hummer's method. By facilitating functionalized graphene sheets in graphite oxide to self-assemble, a multilayer GO membrane is fabricated. Electric arc discharge is used to synthesis CNTs from vein graphite. Both multilayer GO membrane and CNTs are investigated using microscopy and spectroscopy experiments, i.e., scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), core level photoelectron spectroscopy, and C K-edge X-ray absorption spectroscopy (NEXAFS), to characterize their structural and topographical properties. Characterization of vein graphite using different techniques reveals that it has a large number of crystallites, hence the large number of graphene sheets per crystallite, preferentially oriented along the (002) plane. NEXAFS and core level spectra confirm that vein graphite is highly crystalline and pure. Fourier transform infrared (FT-IR) and C 1s core level spectra show that oxygen functionalities (-C-OH, -CO,-C-O-C-) are introduced into the basal plane of graphite following chemical oxidation. Carbon nanotubes are produced from vein graphite through arc discharge without the use of any catalyst. HRTEM confirm that multiwalled carbon nanotube (MWNTs) are produced with the presence of some structure in the central pipe. A small percentage of single-walled nanotubes (SWNTs) are also produced simultaneously with MWNTs. Spectroscopic and microscopic data are further discussed here with a view to using vein graphite as the source material for the synthesis of carbon nanomaterials. © 2013 American Chemical Society.

Durability indicators of SCC towards performance-based specifications for the durability of SCC

The fundamental principle behind the development of SCC has been the nanoscale tailoring of cementitious matrices. Although self-compacting concrete (SCC) is currently used in many countries, there is a fundamental lack of the intrinsic durability of the material itself. The scope of the current paper is to present the outcomes of a research study on some principal indicators (porosity and capillary absorption) that define the durability of SCC, and how these are compared with the corresponding parameters of conventional concrete. Furthermore, this paper investigates the addition of industrial by-products, such as fly-ash or lime powder, to SCC mixtures and their effect on the durability indicators.