Radioactivity and Pb and Ni immobilization in SCM-bearing alkali-activated matrices

Alonso, M.M.; Pasko, Anton; Gascó, C.; Suárez, José Félix Restrepo; Kovalchuk, Oleksandr; Kryvenko, Pavlo; Puertas, Francisca

doi:10.1016/j.conbuildmat.2017.11.119

Cited by 39 publications

(15 citation statements)

References 44 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…When fly ash is mixed with Portland cement, the activity concentration index (ACI) in the resulting OPC + FA blends rises due to the increased presence of the gamma-ray emitting radionuclides used to calculate the index. The theoretical ACI values based on aluminium-or calcium-sulphate fly ash range from 1.2 to 1.3 [10,11,20,21,24,26,27], compared to pure Portland cement values of 0.2 to 0.3 [25,[28][29][30][31].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 92%

“…Such adverse effects have driven the study and use of industrial waste and by-products from widely varying industries for cement and concrete manufacture. The aims of such practice include achieving the sustainability goals set out in the UN's Agenda 2030 and implementing the guidelines for what is known in the EU as the circular economy [9,10], i.e., to favour more sustainable construction [4,8,9,[11][12][13][14][15][16]. Some of the industrial waste and by-products apt for cement and concrete manufacture are members of the family of so-called NORMs (naturally occurring radioactive materials).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

New Approach for the Determination of Radiological Parameters on Hardened Cement Pastes with Coal Fly Ash

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

Supplementary cementitious materials (SCMs) in industrial waste and by-products are routinely used to mitigate the adverse environmental effects of, and lower the energy consumption associated with, ordinary Portland cement (OPC) manufacture. Many such SCMs, such as type F coal fly ash (FA), are naturally occurring radioactive materials (NORMs). 226Ra, 232Th and 40K radionuclide activity concentration, information needed to determine what is known as the gamma-ray activity concentration index (ACI), is normally collected from ground cement samples. The present study aims to validate a new method for calculating the ACI from measurements made on unground 5 cm cubic specimens. Mechanical, mineralogical and radiological characterisation of 28-day OPC + FA pastes (bearing up to 30 wt % FA) were characterised to determine their mechanical, mineralogical and radiological properties. The activity concentrations found for 226Ra, 212Pb, 232Th and 40K in hardened, intact 5 cm cubic specimens were also statistically equal to the theoretically calculated values and to the same materials when ground to a powder. These findings consequently validated the new method. The possibility of determining the activity concentrations needed to establish the ACI for cement-based materials on unground samples introduces a new field of radiological research on actual cement, mortar and concrete materials.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 92%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

New Approach for the Determination of Radiological Parameters on Hardened Cement Pastes with Coal Fly Ash

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…-an important role in the described processes belongs to the presence of free Са(ОН) 2 in cement stone, which initially increases membrane permeability [14]. It then promotes the formation of additional quantity of alkalis due to exchange reactions between Са(ОН) 2 and the salts of alkali metals.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Studying the influence of metakaolin on self-healing processes in the contact-zone structure of concretes based on the alkali-activated Portland cement

Kovalchuk

Gelevera

Ivanychko

2019

EEJET

View full text Add to dashboard Cite

Представлено результати порiвняльних випробувань реакцiї «луг -активний кремнезем» у традицiйному портландцементi та лужному портландцементi з добавкою метакаолiну. Дослiдження базуються на вивченнi процесiв структуроутворення цементiв у контактнiй зонi «цементний камiнь -базальт». Результати дослiджень дозволяють зробити висновок, що динамiка процесу взаємодiї реакцiї «луг -кремнезем» у цементах може мати конструктивний та деструктивний характер. Це залежить вiд вмiсту компонентiв, що здатнi до активної взаємодiї з лугами у присутностi реакцiйно здатного кремнезему. Так званi «конструктивнi» процеси супроводжуються зв'язуванням продуктiв корозiї пiд час формування лужних гiдроалюмосилiкатiв. Результати дослiджень було використано як основу для розробки механiзму запобiгання реакцiї «луг -активний заповнювач» у бетонах на основi лужного цементу шляхом введення до складу цементу додаткової кiлькостi матерiалiв, що мiстять активний алюмiнiй, зокрема, метакаолiну. Дослiдження показали, що введення добавки метакаолiну дозволяє ефективно регулювати процеси структуроутворення у контактнiй зонi «цементний камiньактивний кремнезем», змiнюючи характер новоутворень. Встановлено механiзм протiкання процесу лужної корозiї активного заповнювача у присутностi метакаолiну, згiдно iз яким метакаолiн вступає у реакцiю iз швидкiстю мiкрокремнезема, забезпечуючи дуже швидке зв'язування iонiв Na + та K + . Силiкатний гель лужних металiв зв'язується у нерозчиннi цеолiтоподiбнi новоутворення та гiбриднi гiдроалюмосилiкати. Останнi, будучи стiйкими структурами, ущiльнюють та змiцнюють контактну зону шляхом пiдвищення її мiкротвердостi та мiцностi. Дослiджено власнi деформацiї усадки (розширення) розроблених композицiй бетонiв на основi традицiйного та лужного портландцементiв. Показано, що введення добавки метакаолiну до складу системи дозволяє зменшити показники розширення системи з 0.44 до 0.01 мм/м, забезпечуючи таким чином збереження бездефектної структури цементного каменю i бетону та пiдвищує довговiчнiсть бетону Ключовi слова: лужний цемент, реакцiя «луг -заповнювач» (AAR), реакцiя «луг -кремнезем» (ASR), контактна зонаUDC 691.5

show abstract

“…Study of radiological properties. Determination of the radiological properties of alkaline concrete is carried out according to the methods specified in [11,12]. The content of red mud in concrete was up to 40 % by weight of concrete (per 1 m 3 ) to determine the effective total specific activity (A eff ) of natural radionuclides.…”

Section: Study Of Immobilizing Abilitymentioning

confidence: 99%

Alkali activated concretes mix design using red mud as an active aggregate

Boiko

Zozulynets

Ivanychko

et al. 2019

TAPR

View full text Add to dashboard Cite

Об'єктом дослідження є склад лужних бетонів загальнобудівельного призначення з використанням червоного шламу алюмінієвого виробництва як активного заповнювача. Основною проблемою при роботі з червоним шламом є його хімічний склад та висока питома поверхня, які доволі негативно впливають на властивості будівельний матеріалів. В ході дослідження використовувалися сучасні методи фізико-хімічного аналізу для отримання результатів. Визначення фізико-механічних та спеціальних (міцність, морозостійкість, карбонізація, корозійна стійкість, радіаційна стійкість, довговічність, власні деформації усадки) властивостей досліджуваних бетонних сумішей та лужних бетонів з високим вмістом червоного шламу здійснювалось за стандартними методиками згідно з чинними нормативами. Також брався до уваги світовий досвід по роботі з червоним шламом. Отримано оптимальні показники функціональних властивостей бетонів з використанням червоного шламу, що дозволяє стверджувати про довговічність та екологічність такого матеріалу. Це пов'язано з тим, що надійність іммобілізації лужних бетонів відповідає вимогам стандарту, а це засвідчує, що розроблені бетони є безпечними для навколишнього середовища. Було проведено дослідження радіаційної стійкості лужних бетонів на основі червоного шламу та визначено, що даний бетон зі вмістом шламу в кількості до 40 % (від маси бетону) відноситься до І класу за класифікацією будівельних матеріалів і може бути використаний для всіх видів будівництва без обмежень. Завдяки цьому забезпечується можливість розширення номенклатури будівельних матеріалів та отримання абсолютно нового виробу, виготовленого на основі техногенної сировини, що значно знижує ціну і підвищує попит на продукцію. Особливо у порівнянні з іншими подібними виробами, виготовленими на природній сировині. Ключові слова: лужний цемент, лужний бетон, червоний шлам, техногенний продукт промисловості, індекс активних концентрацій, важкі метали.

show abstract

Radioactivity and Pb and Ni immobilization in SCM-bearing alkali-activated matrices

Cited by 39 publications

References 44 publications

New Approach for the Determination of Radiological Parameters on Hardened Cement Pastes with Coal Fly Ash

New Approach for the Determination of Radiological Parameters on Hardened Cement Pastes with Coal Fly Ash

Studying the influence of metakaolin on self-healing processes in the contact-zone structure of concretes based on the alkali-activated Portland cement

Alkali activated concretes mix design using red mud as an active aggregate

Contact Info

Product

Resources

About