Publication:
Characteristics and pozzolanic reactivity of reactive treated rice straw ash (TRSA) for interfacial transitional zone (ITZ) improvement in cement mortar

cris.virtual.department#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.department3259b883-177b-4d1d-97e8-1ed6d011d8ac
cris.virtualsource.orcid3259b883-177b-4d1d-97e8-1ed6d011d8ac
dc.contributor.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#en_US
dc.contributor.authorAida Nabila Jamaluddin
dc.contributor.supervisorSiti Asmahani Saad
dc.contributor.supervisorSiti Aliyyah Masjuki
dc.date.accessioned2024-10-07T03:27:06Z
dc.date.available2024-10-07T03:27:06Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractFor utilizing rice straw as pozzolan in the mortar production, it is required to develop an amorphous silica rich material to replace cement. At the same time, it is an excellent alternative, instead of burning the rice straw after the harvesting process. Silica is a beneficial additive to cement mix by accelerating the cement hydration process due to its high reactivity to improve the mortar strength. Thus, the research aims to develop rice straw ash (RSA) as a highly reactive silica-rich pozzolan. This study focuses on extracting the high amorphous silica through thermochemical pretreatment using a low concentration of hydrochloric acid (HCl) and continued with the incineration process at a controlled temperature. The response surface methodology (RSM) through the Design Expert software was used to determine the sample number involved in the thermochemical pretreatment and incineration process since both processes had a few factors with a large range. Then, the treated RSA (TRSA) undergoing the grindingprocess using a ball mill. Lastly, the minimum amount of TRSA was evaluated in the mortar with partial replacement levels varying from 1% to 5. As a result, the TRSA isa highly reactive pozzolan since the total percentage of reactive compound content (silicon dioxide (SiO2), aluminium oxide (Al2O3), and iron (III) oxide (Fe2O3)) fulfilled the ASTM C618 standard requirement (>70%) when treated using 0.06 M of HCl solution heated at 70? for about 2 hours and incinerated at 600? for about 1 hour. TRSA was achieved to be an amorphous silica rich pozzolan through XRD and FTIR analysis. TEM analysis also conducted and further confirmed the TRSA had a high amorphous silica content. TRSA with the nano-sized (4.505 nm to 6.278 nm) in the high amorphous silica state produces a good pozzolan and causes an excellent pozzolanic reaction in developing the mortar strength. The strength activity index (SAI) test for pozzolanic reactivity proves the TRSA meets the requirement of ASTM C311, having more than 75% of the SAI value. In addition, the composition of 4% TRSA as cement replacement material was the highest and improved by 60.27% in mortar strength and ITZ gap compared to the conventional mortar throughout 90 days. Overall, the strength of TRSA-based cement mortar showed an excellent performance compared to the conventional mortar and non-treated RSA (NTRSA). Hence, the TRSA is considered a high-quality pozzolanic material incorporated with a small amount of concrete production.
dc.description.abstractarabicلاستخدام قش الأرز كالبوزولان في إنتاج الملاط، يلزم تطوير مادة غنية بالسيليكا غير المتبلورة لتحل محل الأسمنت. في الوقت نفسه، هو بديل ممتاز، بدلا من حرق قش الأرز بعد عملية الحصاد. تعتبر السيليكا مادة مضافة مفيدة لخليط الأسمنت عن طريق تسريع عملية ترطيب الأسمنت بسبب تفاعلها العالي لتحسين قوة الملاط. وبالتالي، يهدف البحث إلى تطوير رماد قش الأرز باعتباره بوزولان عالي التفاعل وغني بالسيليكا. تركز هذه الدراسة على استخلاص السيليكا غير المتبلورة العالية من خلال المعالجة الحرارية الكيميائية باستخدام تركيز منخفض من حمض الهيدر وكلوريك وتستمر عملية الترميد عند درجة حرارة متحكم فيها .تم استخدام منهجية سطح الاستجابة من خلال برنامج خبير التصميم لتحديد رقم العينة المشاركة في عملية المعالجة والحرق الكيميائية الحرارية نظرًا لأن كلا العمليتين لهما عوامل قليلة ذات نطاق كبير.بعد ذلك، يخضع رماد قش الأرز المعالج لعملية الطحن باستخدام مطحنة كروية. وأخيرًا، تم تقييم الحد الأدنى من رماد قش الأرز المعالجفي الملاط بمستويات استبدال جزئي تتراوح من ١% إلى ٥% .ونتيجة لذلك، يعتبر رماد قش الأرز المعالج عبارة عن بوزولان شديد التفاعل لأن النسبة المئوية الإجمالية لمحتوى المركب التفاعلي) ثاني أكسيد السيليكون وأكسيد الألومنيوم وأكسيد الحديد( تلبي متطلبات معيار الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد )<٧٠%( عند معالجته بمحلول ٠.٠٦ مولار وتم تسخين حمض الهيدر وكلوريك عند ٧٠ درجة مئوية لمدة ساعتين تقريبًا، ثم يتم حرقها عند ٦٠٠ درجة مئوية لمدة ساعة تقريبًا. تم التحقق من أن رماد قش الأرز المعالج عبارة عن بوزولان غير متبلور غني بالسيليكا عن طريق تحليل حيود الأشعة السينية ومطيافية تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء. تم إجراء تحليل المجهر الإلكتروني للإرسال أيضًا وأكد أيضًا أن رماد قش الأرز المعالج يحتوي على نسبة عالية من السيليكا غير المتبلورة. رماد قش الأرز المعالج بحجم النانو )٤.٥٠٥ نانومتر إلى ٦.٢٧٨( نانومتر في حالة السيليكا غير المتبلورة العالية ينتج بوزولان جيد ويسبب تفاعل بوزولاني ممتاز في تطوير قوة الملاط
dc.description.callnumberet TP 881 A28C 2024
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.myen_US
dc.description.degreelevelMaster
dc.description.emailaidanabila9630@gmail.comen_US
dc.description.identifierCharacteristics and pozzolanic reactivity of reactive treated rice straw ash (TRSA) for interfacial transitional zone (ITZ) improvement in cement mortar / by Aida Nabila binti Jamaluddin
dc.description.identityG2016110Aidanabilajamaluddin
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineering (KOE)
dc.description.nationalityMALAYSIAen_US
dc.description.notesThesis (MSCE)--International Islamic University Malaysia, 2024.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xxiv, 159 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeMaster of Science in Engineeringen_US
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/3171
dc.language.isoen
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2024
dc.rightsOWNED BY IIUM
dc.subjectRice Straw Ash; Interfacial Transition Zone; Pozzolanic Reactivity
dc.subject.lcshCement -- Additives
dc.subject.lcshPozzuolanas
dc.titleCharacteristics and pozzolanic reactivity of reactive treated rice straw ash (TRSA) for interfacial transitional zone (ITZ) improvement in cement mortar
dc.typeMaster Thesesen_US
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
G2016110Aidanabilajamaluddin_SEC.pdf
Size:
24.19 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text.