Published December 30, 2020 | Version v1
Publication Open

Eco-efficient alkaline activated binders for manufacturing blocks and pedestrian pavers with low carbon footprint: Mechanical properties and LCA assessment

Creators

  • 1. Universidad del Valle

Description

This study proposes using two types of binders based on fly ash (FA) as primary raw material and a calcium source such as ground granulated blast furnace slag (GBFS) or Portland cement (OPC) for the production of eco-efficient pre-fabricated materials. These binders are denoted FA/GBFS (70/30) and FA/OPC (80/20). A mix of commercial sodium silicate and sodium hydroxide was used as a traditional activator (SN), and the mix of rice husk ash (RHA) and NaOH as an alternative activator (RN). The results show the possibility of obtaining a binary cement (FA/GBFS-RN) with compressive strength up to 38 MPa after curing for 28 days and 65 MPa after curing for 360 days. The hybrid binder (FA/OPC-RN) reported 30 MPa and 61 MPa at the same age of curing. Additionally, FA/GBFS-RN reports reductions in the environmental and health impacts of up to 75% compared to systems made with sodium silicate and sodium hydroxide. Based on the results, FA/GBFS-RN paste was selected as the optimal material for producing masonry blocks and pedestrian pavers, which met the Colombian standards.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تقترح هذه الدراسة استخدام نوعين من المواد اللاصقة القائمة على الرماد المتطاير (FA) كمواد خام أولية ومصدر للكالسيوم مثل خبث فرن الصهر المحبب المطحون (GBFS) أو الأسمنت البورتلاندي (OPC) لإنتاج مواد مسبقة الصنع ذات كفاءة بيئية. يُشار إلى هذه المجلدات بـ FA/GBFS (70/30) و FA/OPC (80/20). تم استخدام مزيج من سيليكات الصوديوم التجارية وهيدروكسيد الصوديوم كمنشط تقليدي (SN)، ومزيج من رماد قشر الأرز (RHA) وهيدروكسيد الصوديوم كمنشط بديل (RN). تظهر النتائج إمكانية الحصول على أسمنت ثنائي (FA/GBFS - RN) بقوة ضغط تصل إلى 38 ميجا باسكال بعد المعالجة لمدة 28 يومًا و 65 ميجا باسكال بعد المعالجة لمدة 360 يومًا. أبلغ الرابط الهجين (FA/OPC - RN) عن 30 ميجا باسكال و 61 ميجا باسكال في نفس عمر المعالجة. بالإضافة إلى ذلك، أبلغت FA/GBFS - RN عن انخفاضات في الآثار البيئية والصحية بنسبة تصل إلى 75 ٪ مقارنة بالأنظمة المصنوعة من سيليكات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم. بناءً على النتائج، تم اختيار معجون FA/GBFS - RN كمواد مثالية لإنتاج كتل البناء وأرضيات المشاة، والتي تفي بالمعايير الكولومبية.

Translated Description (French)

Cette étude propose d'utiliser deux types de liants à base de cendres volantes (FA) comme matière première primaire et une source de calcium telle que le laitier de haut fourneau granulé broyé (GBFS) ou le ciment Portland (OPC) pour la production de matériaux préfabriqués éco-efficaces. Ces liants sont notés FA/GBFS (70/30) et FA/OPC (80/20). Un mélange de silicate de sodium commercial et d'hydroxyde de sodium a été utilisé comme activateur traditionnel (SN), et le mélange de cendres de balle de riz (RHA) et de NaOH comme activateur alternatif (RN). Les résultats montrent la possibilité d'obtenir un ciment binaire (FA/GBFS-RN) avec une résistance à la compression jusqu'à 38 MPa après 28 jours de cuisson et 65 MPa après 360 jours de cuisson. Le liant hybride (FA/OPC-RN) a rapporté 30 MPa et 61 MPa au même âge de durcissement. De plus, FA/GBFS-RN rapporte des réductions des impacts sur l'environnement et la santé allant jusqu'à 75 % par rapport aux systèmes fabriqués avec du silicate de sodium et de l'hydroxyde de sodium. Sur la base des résultats, la pâte FA/GBFS-RN a été sélectionnée comme matériau optimal pour la production de blocs de maçonnerie et de pavés pour piétons, qui répondaient aux normes colombiennes.

Translated Description (Spanish)

Este estudio propone el uso de dos tipos de aglutinantes basados en cenizas volantes (FA) como materia prima primaria y una fuente de calcio como la escoria de alto horno granulada molida (GBFS) o el cemento Portland (OPC) para la producción de materiales prefabricados ecoeficientes. Estos aglutinantes se denominan FA/GBFS (70/30) y FA/OPC (80/20). Se utilizó una mezcla de silicato de sodio comercial e hidróxido de sodio como activador tradicional (SN), y la mezcla de ceniza de cáscara de arroz (RHA) y NaOH como activador alternativo (RN). Los resultados muestran la posibilidad de obtener un cemento binario (FA/GBFS-RN) con resistencia a la compresión de hasta 38 MPa después del curado durante 28 días y 65 MPa después del curado durante 360 días. El aglutinante híbrido (FA/OPC-RN) informó 30 MPa y 61 MPa a la misma edad de curado. Además, FA/GBFS-RN informa reducciones en los impactos ambientales y de salud de hasta el 75% en comparación con los sistemas hechos con silicato de sodio e hidróxido de sodio. Con base en los resultados, se seleccionó la pasta FA/GBFS-RN como el material óptimo para la producción de bloques de mampostería y adoquines peatonales, que cumplían con los estándares colombianos.

Files

3085.pdf

Files (5.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0d20b0531fb36faa95843f222822972c
5.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مواد رابطة قلوية فعالة بيئيًا لتصنيع الكتل وأرضيات المشاة ذات البصمة الكربونية المنخفضة: الخواص الميكانيكية وتقييم تقييم دورة الحياة
Translated title (French)
Liants activés alcalins éco-efficaces pour la fabrication de blocs et de pavés piétons à faible empreinte carbone : Propriétés mécaniques et évaluation ACV
Translated title (Spanish)
Cargadores activados alcalinos ecoeficientes para la fabricación de bloques y adoquines peatonales con baja huella de carbono: propiedades mecánicas y evaluación de ACV

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3094398038
DOI
10.3989/mc.2020.17419

Is supplement to
https://openalex.org/W4300082163 (Other)
https://openalex.org/W4294707346 (Other)
https://openalex.org/W4292259678 (Other)
https://openalex.org/W4280603997 (Other)
https://openalex.org/W3015930655 (Other)
https://openalex.org/W2951114466 (Other)
https://openalex.org/W2916212517 (Other)
https://openalex.org/W2888702595 (Other)
https://openalex.org/W2343410188 (Other)
https://openalex.org/W2284319925 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nicaragua

References

  • https://openalex.org/W1820550868
  • https://openalex.org/W1968336880
  • https://openalex.org/W1991410824
  • https://openalex.org/W2010156695
  • https://openalex.org/W2049952139
  • https://openalex.org/W2050686471
  • https://openalex.org/W2072089722
  • https://openalex.org/W2080156515
  • https://openalex.org/W2105317563
  • https://openalex.org/W2107427186
  • https://openalex.org/W2132157976
  • https://openalex.org/W2134429538
  • https://openalex.org/W2159393820
  • https://openalex.org/W2325247265
  • https://openalex.org/W2328537811
  • https://openalex.org/W2345835934
  • https://openalex.org/W2400427052
  • https://openalex.org/W2547655698
  • https://openalex.org/W2586877078
  • https://openalex.org/W2608443136
  • https://openalex.org/W2642223688
  • https://openalex.org/W2742774313
  • https://openalex.org/W2743047264
  • https://openalex.org/W2793427184
  • https://openalex.org/W2795815152
  • https://openalex.org/W2801303446
  • https://openalex.org/W2887188158
  • https://openalex.org/W2934540962
  • https://openalex.org/W2955526882
  • https://openalex.org/W2968265113