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Effects of waste sulfur content on properties of self-compacting concrete

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2020
bitstream_17634.pdf (5.530Mb)
Authors
Savić, Aleksandar R.
Martinović, Sanja
Vlahović, Milica
Volkov Husović, Tatjana
Article (Published version)
,
CSIC
Metadata
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Abstract
Self-compacting concrete (SCC) contains fine mineral fillers such as limestone powder. The idea of this study was to partially replace limestone with waste sulfur since it is hydrophobic, insoluble in water and therefore chemically inert and to compare the properties of produced concrete samples. Fresh concrete properties included: slump-flow, t500, V-funnel time, L-box ratio, segregation ratio, density, and entrained air content. Hardened concrete was tested for compressive, flexural and bond strengths, ultrasonic velocity, dynamic elasticity modulus, dynamic Poisson’s ratio, and microstructure. Flowability and segregation increased, while bulk density, compressive and flexural strength, dynamic elasticity modulus and ultrasonic velocity slight declined. Times t500 and V-funnel time, L-box ratio and entrained air changed insignificantly. Considering that all properties should remain or improve in case of waste valorization and the criteria should set to satisfy requirements for SCC, t...his study proved that all mixtures can be used for structural applications.

Efectos del contenido de residuos de azufre en las propiedades del hormigón autocompactante. El hormigón autocompactante (SCC, del inglés Self-compacting concrete) contiene cargas (fillers) minerales finas como polvo de piedra caliza. La idea de este estudio fue reemplazar parcialmente la piedra caliza por contenido de residuos de azufre, ya que es hidrófobo, insoluble en agua y, por lo tanto, químicamente inerte, y comparar las propiedades de las muestras de hormigón producidas. Las propiedades analizadas en el hormigón fresco incluyeron: flujo de asentamiento, t500, tiempo del embudo en V (V-funnel time), relación de caja en L (L-box ratio), relación de segregación, densidad y contenido de aire ocluido. En el hormigón endurecido se analizó la resistencia a compresión, flexión y adherencia, velocidad ultrasónica, módulo dinámico de elasticidad, coefi ciente dinámico de Poisson y microestructura. La fluidez y la segregación aumentaron, mientras que la densidad aparente (bulk densit...y), la resistencia a la compresión y la flexión, el módulo de elasticidad dinámica y la velocidad ultrasónica disminuyeron ligeramente. Los tiempos t500 y el tiempo del embudo V, la relación de la caja L y el aire ocluido cambiaron de manera insignificante. Considerando que al valorizar residuos, se deben conseguir propiedades similares o mejoradas, y que los criterios deben establecerse para satisfacer los requisitos de SCC, este estudio demostró que todas las mezclas se pueden utilizar para aplicaciones estructurales.

Keywords:
Concrete / Mixture proportion / Mechanical properties / Microstructure / Modulus of Elasticity
Source:
Materiales de Construccion, 2020, 70, 338, e216-
Publisher:
  • Consejo Superior de Investigaciones Cientificas - CSIC
Funding / projects:
  • Synthesis, processing and characterization of nanostructured materials for application in the field of energy, mechanical engineering, environmental protection and biomedicine (RS-45012)
  • Implementation of new technical, technological and environmental solutions in the mining and metallurgical operations RBB and RBM (RS-33007)
  • Utilization of by-products and recycled waste materials in concrete composites in the scope of sustainable construction development in Serbia: investigation and environmental assessment of possible applications (RS-36017)

DOI: 10.3989/mc.2020.06919

ISSN: 0465-2746

WoS: 000532805400003

Scopus: 2-s2.0-85097903485
[ Google Scholar ]
1
1
URI
https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/3763
Collections
  • Radovi istraživača / Researchers' publications
Institution/Community
IHTM
TY  - JOUR
AU  - Savić, Aleksandar R.
AU  - Martinović, Sanja
AU  - Vlahović, Milica
AU  - Volkov Husović, Tatjana
PY  - 2020
UR  - https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/3763
AB  - Self-compacting concrete (SCC) contains fine mineral fillers such as limestone powder. The idea of this study was to partially replace limestone with waste sulfur since it is hydrophobic, insoluble in water and therefore chemically inert and to compare the properties of produced concrete samples. Fresh concrete properties included: slump-flow, t500, V-funnel time, L-box ratio, segregation ratio, density, and entrained air content. Hardened concrete was tested for compressive, flexural and bond strengths, ultrasonic velocity, dynamic elasticity modulus, dynamic Poisson’s ratio, and microstructure. Flowability and segregation increased, while bulk density, compressive and flexural strength, dynamic elasticity modulus and ultrasonic velocity slight declined. Times t500 and V-funnel time, L-box ratio and entrained air changed insignificantly. Considering that all properties should remain or improve in case of waste valorization and the criteria should set to satisfy requirements for SCC, this study proved that all mixtures can be used for structural applications.
AB  - Efectos del contenido de residuos de azufre en las propiedades del hormigón autocompactante. El 
hormigón autocompactante (SCC, del inglés Self-compacting concrete) contiene cargas (fillers) minerales finas como polvo de piedra caliza. La idea de este estudio fue reemplazar parcialmente la piedra caliza por contenido de residuos de azufre, ya que es hidrófobo, insoluble en agua y, por lo tanto, químicamente inerte, y comparar las propiedades de las muestras de hormigón producidas. Las propiedades analizadas en el hormigón fresco 
incluyeron: flujo de asentamiento, t500, tiempo del embudo en V (V-funnel time), relación de caja en L (L-box ratio), relación de segregación, densidad y contenido de aire ocluido. En el hormigón endurecido se analizó la resistencia a compresión, flexión y adherencia, velocidad ultrasónica, módulo dinámico de elasticidad, coefi ciente dinámico de Poisson y microestructura. La fluidez y la segregación aumentaron, mientras que la densidad aparente (bulk density), la resistencia a la compresión y la flexión, el módulo de elasticidad dinámica y la velocidad ultrasónica disminuyeron ligeramente. Los tiempos t500 y el tiempo del embudo V, la relación de la caja L y el aire ocluido cambiaron de manera insignificante. Considerando que al valorizar residuos, se deben conseguir propiedades similares o mejoradas, y que los criterios deben establecerse para satisfacer los requisitos de SCC, este estudio demostró que todas las mezclas se pueden utilizar para aplicaciones estructurales.
PB  - Consejo Superior de Investigaciones Cientificas - CSIC
T2  - Materiales de Construccion
T1  - Effects of waste sulfur content on properties of self-compacting concrete
VL  - 70
IS  - 338
SP  - e216
DO  - 10.3989/mc.2020.06919
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hormigón autocompactante (SCC, del inglés Self-compacting concrete) contiene cargas (fillers) minerales finas como polvo de piedra caliza. La idea de este estudio fue reemplazar parcialmente la piedra caliza por contenido de residuos de azufre, ya que es hidrófobo, insoluble en agua y, por lo tanto, químicamente inerte, y comparar las propiedades de las muestras de hormigón producidas. Las propiedades analizadas en el hormigón fresco 
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Savić, A. R., Martinović, S., Vlahović, M.,& Volkov Husović, T.. (2020). Effects of waste sulfur content on properties of self-compacting concrete. in Materiales de Construccion
Consejo Superior de Investigaciones Cientificas - CSIC., 70(338), e216.
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Savić AR, Martinović S, Vlahović M, Volkov Husović T. Effects of waste sulfur content on properties of self-compacting concrete. in Materiales de Construccion. 2020;70(338):e216.
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Savić, Aleksandar R., Martinović, Sanja, Vlahović, Milica, Volkov Husović, Tatjana, "Effects of waste sulfur content on properties of self-compacting concrete" in Materiales de Construccion, 70, no. 338 (2020):e216,
https://doi.org/10.3989/mc.2020.06919 . .

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