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Enhancing Ultra-High-Performance Concrete with High-Titanium Slag Sand: A Sustainable Approach to Low Carbon Emissions

高チタンスラグ砂を用いた超高強度コンクリートの性能向上：低炭素排出への持続可能なアプローチ (AI 翻訳)

Bixiong Li, Chengcheng Yan, Lianghui Li, Wenfeng Liu, Yanke Zhang, Sumin Guan

Buildings📚 査読済 / ジャーナル2026-05-08#省エネOrigin: CN
DOI: 10.3390/buildings16101865
原典: https://doi.org/10.3390/buildings16101865

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、超高強度コンクリート（UHPC）において、石英砂の代替として高チタンスラグ砂（HTSS）の利用可能性を検討した。HTSSの添加はセメント水和を促進し、圧縮強度を最大42.1%向上させた。100%代替率では、ひずみ硬化挙動を示し、引張強度が6 MPaを超えた。また、自己収縮を低減し、CO2排出量を53 kg/m3削減した。これらの結果は、産業固形廃棄物の有効活用による低炭素UHPCの開発に理論的知見を提供する。

English

This study investigates the feasibility of using high-titanium slag sand (HTSS) as a sustainable alternative to quartz sand in ultra-high-performance concrete (UHPC). Incorporating HTSS accelerated cement hydration, enhancing compressive strength by up to 42.1%. At 100% replacement, it exhibited strain-hardening with tensile strength over 6 MPa. Autogenous shrinkage was reduced, and CO2 emissions decreased by 53 kg/m3. The findings offer insights for developing low-carbon, low-shrinkage UHPC via valorization of industrial solid waste.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

本研究成果は、産業副産物を活用した低炭素コンクリートの開発事例として、日本の建設分野におけるGX推進に示唆を与える。特に、CO2排出削減と廃棄物有効利用の両立は、日本のカーボンニュートラル目標に貢献する。

In the global GX context

This paper contributes to the global effort to decarbonize construction materials by demonstrating a viable method to reduce CO2 emissions in UHPC production using industrial waste. It aligns with circular economy and low-carbon innovation trends in the building sector.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Researchers in sustainable construction materials can learn about the performance enhancements and emissions reductions achieved with HTSS.

🏢実務担当者:Concrete manufacturers can consider HTSS as a low-carbon alternative to quartz sand in UHPC.

🏛政策担当者:Policymakers can note the potential for reducing construction sector emissions through industrial waste valorization.

📄 Abstract（原文）

This study aims to explore the feasibility of utilizing high-titanium slag sand (HTSS) as a sustainable alternative to quartz sand in ultra-high-performance concrete (UHPC). The results indicated that incorporating HTSS accelerated cement hydration, enhancing 7-d and 28-d compressive strengths by up to 42.1% and 33.1%, respectively. Notably, at a 100% replacement ratio, the mixture exhibits distinct strain-hardening behavior with uniaxial tensile strength exceeding 6 MPa. Concurrently, autogenous shrinkage is reduced by 32% at 5 h and 68% at 7 d, while CO2 emissions and energy consumption are lowered by 53 kg/m3 and 826 kJ/m3, respectively. Despite its rough and porous morphology, HTSS only marginally affects rheological properties. These findings provide theoretical insights into the development of low-carbon, low-shrinkage UHPC through the strategic valorization of industrial solid waste.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。