undefined

Fe-bearing magnesium silicate glasses for potential supplementary cementitious applications

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Jiang, Chuqing; Santos, Hellen Silva; Yliniemi, Juho; Lindén, Johan; Ramteke, D. D.; Illikainen, Mirja; Cheeseman, Christopher; Kinnunen, Päivö

Abstrakti:

<p>Supplementary cementitious materials (SCMs) are used to minimize CO<sub>2</sub> emissions associated with cement production. However, their global supply is insufficient to meet the growing market demand for cement and concrete, being essential to develop alternative SCMs based on abundant waste streams and low-cost resources. Fe-bearing Mg-based glasses are promising candidates with the potential to utilize high-volume feedstocks rich in Fe and Mg, but their effectiveness relies on deep understanding of the relationship between glass composition, reactivity, and pozzolanic properties. In this study, Fe-Mg silicate glasses with varying Fe concentrations were precisely engineered through a sol-gel route to better understand the impact of Fe on the glass structure and reactivity. While Fe<sup>3+</sup> typically acts as a glass network former, it was observed to also function as an intermediate cation, behaving either as a network former or modifier. Glass reactivity was assessed through aqueous dissolution tests, revealing that the composition and chemical environment of Fe<sup>3+</sup> within the glass network significantly influence the dissolution behavior. The introduction of Fe into Mg-Si glasses increased overall reactivity, potentially due to Fe-induced phase separation and the increasing of [FeO<sub>6</sub>] octahedra sites at higher Fe concentrations, which was also associated to network depolymerization. These findings deepen the understanding of the role of Fe<sup>3+</sup> in magnesium silicate glasses, provide key insights into optimizing glass reactivity by fine-tuning the composition, and indicate the potential of these glasses as promising SCMs.</p>
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Oulun yliopisto

Jiang Chuqing

Ramteke Durgaprasad

Silva Santos Hellen

Yliniemi Juho Orcid -palvelun logo

Kinnunen Päivö Orcid -palvelun logo

Illikainen Mirja Orcid -palvelun logo

Åbo Akademi

Lindén Johan Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

11

Artikkelinumero

1509403

Julkaisu­foorumi

81370

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Rinnakkaistallenteen lisenssi

CC BY

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €

3408

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi

2024

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka; Materiaalitekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Sveitsi

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.3389/fmats.2024.1509403

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä