Haido, James H.;Zainalabdeen, Marwa A.;Tayeh, Bassam A.
Advances in concrete construction
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v.11
no.3
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pp.239-253
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2021
The behavior of concrete containing waste glass as a replacement of cement or aggregate was studied previously in the most of researches, but the present investigation focuses on the recycling of waste glass powder as a substitute for silica fume in high strength concrete (HSC). This endeavor deals with the efficiency of using waste glass powder, as an alternative for silica fume, in the flexural capacity of HSC beam. Thirteen members with dimensions of 0.3 m width, 0.15 m depth and 0.9 m span length were utilized in this work. A comparison study was performed considering HSC members and hybrid beams fabricated by HSC and conventional normal concrete (CC). In addition to the experiments on the influence of glass powder on flexural behavior, numerical analysis was implemented using nonlinear finite element approach to simulate the structural performance of the beams. Same constitutive relationships were selected to model the behavior of HSC with waste glass powder or silica fume to show the matching between the modeling outputs for beams made with these powders. The results showed that the loading capacity and ductility index of the HSC beams with waste glass powder demonstrated enhancing ultimate load and ductility compared with those of HSC specimens with silica fume. The study deduced that the recycled waste glass powder is a good alternative to the pozzolanic powder of silica fume.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.4
no.4
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pp.388-395
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2016
This paper explores the photocatalytic sensitivity of cement mortar incorporated with recycled $TiO_2$ from waste water sludge. Basically, $TiO_2$ cluster sank down slowly to the bottom of cement mortar specimen before setting and hardening process. This leads the mismatch of $TiO_2$ concentration on the top and the bottom faces of a specimen. This poorly dispersed $TiO_2$-cement mortar naturally exhibits poor NOx removal efficiency especially on the top of cementitious structure. In architectural engineering application such as building or housing structures, one can simply filp over from the bottom so that more $TiO_2$ concentrated surface can be placed outward into the air. However, in highway pavement case, this could not be applicable due to in-situ installation of concrete pavement. Hence, the dispersion of $TiO_2$ cluster inside the cementitous material is getting important issue onto road construction application. To elaborate this issue, according to our results, silica fume, high-ranged water reducer, viscosity agent, blast furnace slag were not enhanced much of dispersion characteristics of $TiO_2$ cluster. The combination of foaming agent and accelerator of hardening with viscosity agent and small grain size of fine aggregate may help the dispersion of $TiO_2$ inside cementitious materials. Even though the enhanced dispersion were applied to the specimen, NOx removal efficiency doest not change much for the top surface of the specimen. This concurrently affected by the presence of tiny air voids and the dispersion of $TiO_2$ in that these voids could easily adsorbed NOx gas with the aid of large surface area.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.8
no.1
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pp.72-78
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2020
The present study developed shotcrete for fiber-net integrated tunnel support system, which consists of fiber-net support materials including netlike fiber and shotcrete and integration technology between support materials. In addition, in order to evaluate the field applicability of the developed tunnel support system and compare with the performance of steel fiber reinforced shotcrete, mock -up test was conducted on the mock -up structure. The test results show that in the case of shotcrete containing coarse aggregate(S20A5RP10-C), the excessive rebound rate occurred as the secondary shotcrete was dropped during construction due to the degradation in bond performance with fiber-net. Also, in the case of steel fiber reinforced shotcrete, the amount of cast shotcrete fell short of target value due to the fiber ball and the degradation of pumpability. On the other hand, the amount of cast mortar shotcrete(S20A5RP10-M) and the installation position of fiber-net were almost close to the target values, and the lower rebound rate occurred compared to the steel fiber reinforced shotcrete.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.5
no.3
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pp.275-281
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2017
This study is to investigate experimentally the effect of refining of fly ash (FA) on the engineering properties of the cement mortar. Five different FAs are used including raw fly ash, refined fly ash, reject ash and their two different combinations. The cement mortars are fabricated with 1:1(binder to fine aggregate), 1 : 3 and 1 : 5 respectively, which are replaced 30% of FA by cement. Test results, indicated that, the flow of Ra showed lower flowability than Rf at all mixing ratios. Also in the case of Rj, it was expected to show low fluidity, but it showed flowability equal to or higher than Rf. Air contents are all formulations except Rf and Rj did not satisfy the target range. Using Ra, the refining process shows an air amount about 41% lower than Rf, in the case of Rj, it showed about 19% higher air content than Rf due to porous foreign matters inside the mortar. Compressive strength was in the early days 3 and 7, the strength was lower than that of Plain's OPC, after 28 days Rf exerts higher strength than other FAs, it was confirmed that higher strength than OPC can be secured at a mixing ratio of 1: 1 and 1: 3. For frost resistance, the use of unrefined FA resulted in decrease of frost resistance sharply due to loss of air content by the use of unrefined FA. Therefore, it is considered that the use of high quality FA through refining process will contribute positively to the economical formulation of concrete and the stability of the structure.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.4
no.4
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pp.91-98
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2009
Recently, production cost of ready mixed concrete has been increased due to the rising cost of raw materials such as cement and aggregate etc. cause by the upturn of oil price and increase of shipping charge. The delivery cost of ready mixed concrete companies, however, has been decreased owing to their excessive competition in sale. Consequently, ready mixed concrete companies began to manufacture the concrete by mixing ground granulated blast furnace slag(GGBF) and fly-ash in order to lower the production cost. Therefore, the objective of this study was to predict 28 days strength of GGBF slag concrete by early strength(warm and hot water curing method) for the sake of managing with ease the quality of ready mixed concrete. In experimental results, the prediction equation for 28 days compressive strength of GGBF slag concrete could be produced through the linear regression analysis of early strength and 28 days strength. In order to acquire the reliability, all mixture were repeated as 3 times and each mixture order was carried out by random sampling. The prediction equation for 28 days strength of GGBF slag concrete by 1 day compressive strength(accelerated testing) according to warm and hot water curing method won the good reliability.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.6
no.1
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pp.128-135
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2011
In this study, in order to develop ultra rapid hardening mortar(URHM) for tunnel repairs using bottom ash of low recycle ratio and Admixture as Eco concept, fundamental properties of URHM on temperature condition of construction field were performed. Test result, URHM of three types for fluidity and setting time were as in the following : B > C > A. Those for low temperatures were later than the standard condition. Compressive, bending and bond strength were similar with three types as follow. In compressive strength, initial strength of the low were smaller than the standard but the low in the long-term were similar with the standard. On the contrary to this, bending strength were similar in initial strength but the low in the long-term were smaller than the standard. The low in bond strength was average 35% less than the standard. Length changes was as in the following : A > C > B. the low is two times much as the standard but the case using blast furnace slag particles noticeably reduced length changes. Water absorption coefficient and water vapor resistance were as in the following : C > A > B. In case of URHM added bottom ash, water absorption coefficient and water vapor resistance were increased because bottom ash is porous material.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.3
no.2
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pp.152-158
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2015
In order to investigate the feasibility of stone dust sludge as fine aggregate, an experimental study was performed on cement mortar with stone dust sludge. fresh mortar properties and strength with various stone dust sludge replacement ratios were estimated. the replacement ratio adopted in this study was 0, 10, 20, 30%. Flow, air content, and rheological properties were considered as properties of fresh mortar. Compressive strength and flexural tensile strength were measured for strength. The results are as follows. Higher amount of stone dust sludge caused reduction in slump and air content. In the rheological properties, both yield stress and plastic viscosity increased as stone dust sludge content increased up to 20% replacement ratio, but there were no remarkable difference between 20 and 30%. Yield stress increased drastically between 10 and 20%. Compressive and flexural tensile strength results indicated that the strength variation was not significant according to stone dust sludge content, but the strength gain in the early age by adding stone dust sludge was evident. the strength at the age of 28 days however did not show noticeable effect of adding stone dust sludge.
Researches on resources recycling in the field of construction have made an extensive progress such as recycled aggregate of waste concrete and recycling of asphalt. On the other hand, there are almost never researches on pavement method with used waste frying oil. In South Korea, 0.2 million ton used waste frying oil is discharged every year. It is guessed that about 0.1 million ton used waste frying oil can be collected. If used waste frying oil is recycled, it is expected that disuse cost will be reduced and water pollution of rivers will be prevented. Therefore, the purpose of the study was to evaluate on mechanical features (strength, water resistance, chemical resistance, abrasion resistance, freezing and thawing resistance and permeable coefficient) whether dense graded permeable concrete mixing silica sand with flexible alkyd resin manufactured by making ester reaction with collected used waste frying oil to make alkyd resin could be applied to road pavement for non-roadway. The results of the study were as follows. In flexural strength, it had 1.6 times as much as road design standard 4.5MPa. In water resistance, chemistry resistance and freezing and thawing resistance, they had lack of strength in early age. As age went by, they didn't have large changes. And curing temperature had phenomenon of increase in strength at rather low temperature than high temperature by glass transition temperature of resin. Therefore, considering workability, strength and durability when it was applied to road pavement, it was reasonable that the mixing ratio of flexible alkyd resin was 10~15% in comparison with silica sand weight.
Kim, Ji-Seok;Park, Eon-Sang;Ann, Ki-Yong;Cho, Won-Jung
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.9
no.2
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pp.152-160
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2021
Converter steel slag(BOF slag) is a vast amount of solid waste generated in the steelmaking process which has very low utilization rate in Korea. Due to the presence of free CaO which can derive bad volume stability in BOF slag, it usually land filled. For recycling BOF and identify its applicability as fine aggregate, this study investigates the fundamental characteristics of mortar with cement replaced ferronickel slag(FNS), which has the potential to be used as a binder. The results suggest that the mineral phases of BOF slag mainly include larnite(CaSiO4), mayenite(Ca12Al14O33) and wuestite(FeO) while olivine crystallines are shown in FNS. The results of flow and setting time reveals that the flowability and process of hardening increased when the amount of FNS and BOF slag incorporated was increased. The length change shows that the amount of change in the length of the mortar was almost constant regardless of mix proportion while compressive strength was reduced. Micro structure test results revealed that FNS or/and BOF slag mix took a long time to react in the cement matrix to form a complete hydration products. To achieve the efficient utilization of B OF slag as construction materials, proper replacement rate is necessary.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.9
no.3
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pp.330-337
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2021
3D printing is not only at the fundamental study and small-scale level, but has recently been producing buildings that can be inhabited by people. Buildings require a lot of cost and labor to work on the form work, but if 3D printing is applied to the building, the construction industry is received attention from technologies using 3D printing as it can reduce the construction period and cost. 3D printing technology for buildings can be divided into structural and non-structural materials, of which 3D printing is applied to non-structural materials. Because 3D printing needs to be additive manufacturing, control such as curing speed and workability is needed. Since cement mortar has a large shrinkage due to evaporation of water, cement polymer dispersion is used to improve the hardening speed, workability, and adhesion strength. The addition of polymer dispersion to cement mortar improves the tensile strength and brittleness between the cement hydrate and the polymer film. Cement mortar using polymer materials can be additive manufacturing but it has limited height that can be additive manufacturing due to its high density. When light-weight materials are mixed with polymer cement mortar, the density of polymer cement mortar is lowered and the height of additive manufacturing, so it is essential to use light-weight materials. However, the use of EVA redispersible polymer powder and light-weight materials, additional damage such as cracks in cement mortar can occur at high temperatures such as fires. This study produced a test specimen incorporating light-weight materials and EVA redispersible polymer powder to produce exterior building materials using 3D printing, and examined flame resistance performance through water absorption rate, length change rate, and cone calorimeter test and non-flammable test. From the test result, the test specimen using silica sand and light-weight aggregate showed good flame resistance performance, and if the EVA redispersible polymer powder is applied below 5%, it shows good flame resistance performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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