The applicability of steel slag for concrete lining in tunnels

  • Organ:
    1 Department of Research and Development and Technology, Ho Chi Minh National Institute of Applied Mechanics and Informatics, Ho Chi Minh City, Vietnam
    2 Faculty of Civil Engineering, Hanoi University of Mining and Geology, Ha Noi, Vietnam
  • Keywords: Linings, Precast concrete, Self - Compacting Concrete (SCC), Steel slag, Tunnels.
  • Received: 15th-Oct-2021
  • Accepted: 23rd-Jan-2022
  • Available online: 28th-Feb-2022
Pages: 81 - 94
View: 729

Abstract:

Steel slag is a waste product of steel refineries. It is usually in the form of particels and fine praticles, so it is easy to mix in concrete. It has also a high-density, easily sinks in the concrete mixture, and pass through the gaps between the steel bars. It is very good for application in Self - Compacting Concrete (SCC). This research shows that the obtained compressive strength of steel slag Self - Compacting Concrete are (29.3035.97) MPa and (30.35÷37.37)MPa with concrete M300 and M400 respectively. Elastic modulus of steel slag SCC M300 and M400 are 33.38 MPa and 38.58 MPa at the age of 28 days. The flexural tensile strength of samples of size B x H x L = 150 x 300 x 600 mm is 42.37 MPa and 46.9 MPa with the concrete M300 and M400 respectively. Received surface abrasion of samples contained from 0.34 and 0.30 g/cm3 with the steel slag SCC M300 and M400. The above values of steel slag SCC are equivalent or even higher than that of the conventional concrete. In addition, the workability of them is also higher than that of conventional concrete. Hence, steel slag SCC is completely applicable for concrete linings of underground constructions, especially those with long service life such as traffic tunnels, requiring with water and waterproof properties. It allows taking advantage of waste products, improving the environment in steel factory in Vietnam in general and of Ba Ria Vung Tau province in particular.

How to Cite
Tran, D.Tuan, Tran, M.Tuan and Nguyen, P.Duyen 2022. The applicability of steel slag for concrete lining in tunnels (in Vietnamese). Journal of Mining and Earth Sciences. 63, 1 (Feb, 2022), 81-94. DOI:https://doi.org/10.46326/JMES.2022.63(1).08.
References

[1]. Cao Cường, (2012). Biến xỉ thép thành vật liệu có ích, Báo Xây dựng, tr. 6.

[2]. G. Khater, (2002). The use of Saudi slag for the production of glass - ceramic materials. Ceramics International 28(1). 59 - 67.

[3]. H. Motz, J. Geiseler, (2001). Products of steel slags an opportunity to save natural resources, Waste Management 21(3). 285 - 293.

[4]. H. Qasrawi, (2014). The use of steel slag aggregate to enhance the mechanical properties of recycled aggregate concrete and retain the environment. Construction and Building Materials 54. 298 - 304.

[5]. H. Okamura, M. Ouchi, (2003). Self - Compacting Concrete. Journal of Advanced Concrete Technology Vol.1, N0.1. 5 - 15.

[6]. Hoàng Phó Uyên, (2008). Hoàn thiện công nghệ chế tạo và thi công bê tông tự lèn trong xây dựng công trình thủy lợi. Đề tài Nghiên cứu Khoa học.

[7]. Hoàng Phương Hoa, Nguyễn Thanh Lập, (2011). Nghiên cứu bê tông tự đầm sử dụng vật liệu địa phương. Đề tài Nghiên cứu Khoa học cấp cơ sở. Mã số: T2011 - 02 - 27. Đại học Đà Nẵng.

[8]. J. P., Patel, (2008). Broader use of steel slag aggregates in concrete, Master Thesis, Cleveland State University.

[9]. Lương Thanh Chương, (2012). Xỉ thép có thể tận dụng để thay thế vật liệu tự nhiên, Công ty Trách nhiệm hữu hạn Vật liệu xanh.

[10]. Mien Tran Van, Chanh Van Nguyen, Toyoharu NAWA, Boonchai Stitmannaithum, (2014). Properties of high strength concrete using steel slag coarse aggregate. Proceedings of the 6th ACEC and the 6th AEEC 21 - 22. November 2013, Bangkok, Thailand.

[11]. Nguyễn Thế Phùng, Nguyễn Ngọc Tuấn, (1997). Thi công hầm. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật.

[12]. Nguyễn Thế Phùng, Nguyễn Quốc Hùng, (1998). Thiết kế công trình hầm giao thông. Nhà xuất bản Giao thông Vận tải.

[13]. Nguyễn Văn Chánh, (2009). Bê tông tự lèn – Sản xuất kiểm nghiệm và thi công. Tạp chí Phát triển khoa học và công nghệ Vol 12, Số 18.

[14]. Nguyễn Xuân Trọng, (2012). Thi Công hầm và công trình ngầm. Nhà xuất bản Xây dựng.

[15]. S. Ozeki (1997), Properties and usage of steel plant slag, Encosteel: Steel for Sustainable Development. 135 - 139.

[16]. T. Sugamata, M. Hibino, M. Ouchi, (2003). A study of Particle Dispersion Effect of polycarboxylate Based Superplasticizers

[17]. TCVN 7572 - 4:2006 (2006). Cốt liệu cho bê tông về vữa - Phương pháp thử. Tiêu chuẩn Xây dựng.

[18]. Tô Nữ Phương Nhi, (2012). Nghiên cứu ứng dụng xỉ thép làm cốt liệu trong chế tạo bê tông xi măng ở Việt Nam. Luận văn Thạc sĩ. Trường Đại học Bách Khoa, Đại học quốc gia Hồ Chí Minh. 103 trang.

[19]. Trần Hữu Bằng, (2011). Nghiên cứu sử dụng xỉ thép làm phụ gia khoáng thay thế hàm lượng xi măng trong thành phần BTXM. Luận văn Thạc sĩ khoa học kỹ thuật. Đại học Giao thông Vận tải. 105 trang.

[20]. Trương Đình Quân, (2012). Nghiên cứu công nghệ thi công bê tông cường độ cao theo phương pháp tự chèn cho các công trình thủy lợi - thủy điện. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật. Trường Đại học Đà Nẵng, 100 trang.

[21]. Vũ Quốc Vương, (2008). Nghiên cứu tính chất của bê tông tự lèn cát nghiền & đặc tính cơ lý của ván khuôn. Hội đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam. 16 trang.

[22]. Vũ Quốc Vương, (2011). Nghiên cứu tính chất của Bê tông tự lèn cát nghiền và đặc tính cơ lý của ván khuôn. Hội đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam. 14 trang.