Composite Binder Containing Industrial By-Products (FCCCw and PSw) and Nano SiO2
Loading...
Date
2021-03-25
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
MDPI
Altmetrics
Abstract
This article analyzes the integrated effect of industrial by-products (spent uidized bed catalytic cracking catalyst waste (FCCCw) and paper sludge waste (PSw) generated in paper manufacturing) combined with nano-SiO2 (NS) on the properties of cement binder, when a certain part of the binder is replaced with the said by-products in the cement mix. Standard testing methods were used to analyze the physical and mechanical properties of cement-based materials. For structure analysis, we used X-ray diffraction (XRD), derivative thermogravimetry (DTG), mercury intrusion porosimetry (MIP) and scanning electron microscopy (SEM). It was found that the replacement of cement by a combined additive of FCCCw, PSw and NS is important not only for ecological reasons (abatement of CO2 emissions and recovery of waste through secondary raw materials), but also in order to enhance the properties of cement-based binders. Presumably, higher amounts of calcium silicate hydrate (CSH) and calcium alumina silicate hydrate (CASH) in the compound binder are the result of the low content of portlandite and alite in the test specimens. The specimens modied with all three additives had the highest density (~2100 kg/m3), ultrasonic pulse velocity (UPV) (~4160 m/s) and compressive strength (~105 MPa), which was ~40% higher than in the control specimens. The average pore diameter of the complex binder decreased by 21%, whereas the median pore diameter decreased by 47%.
Tento článek analyzuje integrovaný účinek průmyslových vedlejších produktů (vyhořelého lože odpad katalyzátoru z katalytického krakování (FCCCw) a odpad z papírového kalu (PSw) vznikající při výrobě papíru) v kombinaci s nano-SiO2 (NS) o vlastnostech cementového pojiva, když je určitá část pojiva nahrazena uvedenými vedlejšími produkty v cementová směs. K analýze fyzikálních a mechanických vlastností materiálů na bázi cementu byly použity standardní zkušební metody. Pro strukturní analýzu jsme použili rentgenovou difrakci (XRD), derivační termogravimetrii (DTG), rtuťovou vnikovou porozimetrii (MIP) a rastrovací elektronovou mikroskopii (SEM). Bylo zjištěno, že nahrazení cementu kombinovanou přísadou FCCCw, PSw a NS je důležité nejen z ekologických důvodů (snížení emisí CO2 a využití odpadu prostřednictvím druhotných surovin), ale také za účelem zlepšení vlastností cementu - pojiva na bázi. Pravděpodobně vyšší množství hydrátu křemičitanu vápenatého (CSH) a hydrátu křemičitanu vápenato-hlinitého (CASH) ve složeném pojivu jsou výsledkem nízkého obsahu portlanditu a alitu ve zkušebních vzorcích. Vzorky modifikované všemi třemi přísadami měly nejvyšší hustotu (~ 2100 kg / m3), rychlost ultrazvukového pulzu (UPV) (~ 4 160 m / s) a pevnost v tlaku (~ 105 MPa), která byla o ~ 40% vyšší než u kontrolních vzorků. Průměrný průměr pórů komplexního pojiva se snížil o 21%, zatímco střední průměr pórů se snížil o 47%.
Tento článek analyzuje integrovaný účinek průmyslových vedlejších produktů (vyhořelého lože odpad katalyzátoru z katalytického krakování (FCCCw) a odpad z papírového kalu (PSw) vznikající při výrobě papíru) v kombinaci s nano-SiO2 (NS) o vlastnostech cementového pojiva, když je určitá část pojiva nahrazena uvedenými vedlejšími produkty v cementová směs. K analýze fyzikálních a mechanických vlastností materiálů na bázi cementu byly použity standardní zkušební metody. Pro strukturní analýzu jsme použili rentgenovou difrakci (XRD), derivační termogravimetrii (DTG), rtuťovou vnikovou porozimetrii (MIP) a rastrovací elektronovou mikroskopii (SEM). Bylo zjištěno, že nahrazení cementu kombinovanou přísadou FCCCw, PSw a NS je důležité nejen z ekologických důvodů (snížení emisí CO2 a využití odpadu prostřednictvím druhotných surovin), ale také za účelem zlepšení vlastností cementu - pojiva na bázi. Pravděpodobně vyšší množství hydrátu křemičitanu vápenatého (CSH) a hydrátu křemičitanu vápenato-hlinitého (CASH) ve složeném pojivu jsou výsledkem nízkého obsahu portlanditu a alitu ve zkušebních vzorcích. Vzorky modifikované všemi třemi přísadami měly nejvyšší hustotu (~ 2100 kg / m3), rychlost ultrazvukového pulzu (UPV) (~ 4 160 m / s) a pevnost v tlaku (~ 105 MPa), která byla o ~ 40% vyšší než u kontrolních vzorků. Průměrný průměr pórů komplexního pojiva se snížil o 21%, zatímco střední průměr pórů se snížil o 47%.
Description
Citation
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en