Slurry Infiltrated Fibre Concrete (SIFCON) is produced by a process in which fibres are put into an empty mould, after which the fibres are infiltrated by a cement slurry. Generally, the infiltration of the slurry into the layer of fibres is carried out under intensive vibration. This research has investigated the development of cement slurries which do not require to be vibrated when SIFCON is produced. A new test was developed to assess the effect of materials and admixtures on the infiltration properties of cement based slurries. Two slurries with different strengths were developed and applied for production of SIFCON elements with fibre contents of up to 11 percent. Samples of self-compacting SIFCON were produced and tested for compressive and flexural strength. The effect of strength of slurry used was compared and as expected the high strength of SIFCON was obtained by samples produced from 'high' strength slurry. A significant anisotropy of SIFCON was underlined by samples with different orientation of fibres. An 'edge effect' was investigated on 'cut' and 'cast' samples and a decrease in flexural strength of 'cut' samples was found. A new behaviour was observed on SIFCON in compression in large deformations. In these deformations SIFCON increased its strength. This behaviour is usually typical for a metal. Full scale frames were successfully produced using self-compacting concrete and selfcompacting SIFCON for comer parts of the frames. The results highlighted problems relating to the anisotropy of SIFCON. The addition of SIFCON parts in frames did not show any significant improvement of strength of the frames. Moreover, unsuitable placement of fibres caused a significant decrease in strength in a structure. The focus of this project was to improve knowledge about self-compacting SIFCON and so increase acceptance of SIFCON for application in structures.

Computational toolkits are expected to deliver valuable and cheap support to optimise the processing and design of cementitious materials (in terms of mechanical performance or life-cycle analysis). Furthermore, the time and cost for quality control assessments is hoped to decrease significantly with the aid of such tools. In support of such development the micromechanical properties of cement-based materials are increasingly needed to assess their durability, predict/model their behaviour under different conditions and assist new materials development. This study was associated with the FP7 EU CODICE Project (COmputational Design of Innovative CEmentitious Materials, 2008 - 2011), which aimed to develop a multi-scale model for the computer based simulation of mechanical and durability performance of cementitious materials. In this research, extensive work on micro-/nanomechanical characterisation of cement-based materials was conducted, which covered synthetic C3S, C2S pastes, cement pastes hydrated at different ages and pastes subjected to accelerated calcium leaching. Statistical nanoindentation and micromechanical property mapping technique was used to study intrinsic properties of different hydrate phases (e.g. calcium silicate hydrates gel, or C-S-H) and microstructures down to approximately 1 μm. A major difficulty encountered in this work was to prepare representative test specimens with a low surface roughness. After substantial trials, a suitable methodology for preparing test specimens was developed, which allowed representative and reliable nanoindentation testing on early age and calcium leached cement paste specimens to be successfully carried out. Improvement in data analysis for the statistical nanoindentation technique was also implemented.

In this research spent mushroom compost ash (SMCA), the incinerated product of spent mushroom compost (SMC), was investigated for use in Portland cement (PC) based materials. Characterisation studies found that SMCA contained, among other things, calcium and alkali sulphates. The sulphate content within SMCA was utilised in this investigation as: (A) a set retarder, replacing calcium sulphate in PC and (B) a sulphate activator of pulverised fuel ash (PF A) in PF AlPC blends. Results demonstrated that SMCA was effective at both retarding set in PC and chemically activating PF A in PF AlPC blends. Moreover, in both applications, mineralogical changes and compressive strength results during the fIrst 24 hours of hydration indicated that the presence of SMCA in PC accelerated the early hydration and strength development (lday) compared to PC without SMCA. However, the long-term strength (at 90 days) was detrimentally affected when SMCA was present within either PC or PCfPF A blends. Although the usefulness of SMCA in cement based materials has been demonstrated other factors, such as the presence of alkalis and chlorides in the pore solution, may limit its use and as a result further investigation is required.

No description available.

No description available.

No description available.

L’utilisation du ciment Portland pour l’inertage des déchets via le processus de stabilisation/solidification est particulièrement efficace. Cependant, le traitement de certains déchets fortement contaminés en éléments métalliques reste problématique. En effet, certains éléments peuvent perturber la réactivité du ciment Portland. Ainsi, des déchets, issus du nucléaire et contenant de grandes quantités en chlorures de zinc, sont connus pour inhiber totalement la réactivité du ciment Portland. Une solution à ce problème serait d’utiliser une méthode alternative pour valoriser ces déchets sans que cela n’affecte les propriétés techniques et environnementales du ciment. Le potentiel de valorisation des déchets fortement contaminés en éléments métalliques dans les fours de cimenteries lors du processus de clinkérisation a été évalué. Trois axes principaux de travail ont été abordés. Tout d’abord, les quantités maximales (valeurs limites) en éléments métalliques qui peuvent être incorporées dans le clinker ont été déterminées. La seconde étape a consisté à évaluer si cette voie de valorisation pouvait être viable vis-à-vis du traitement par stabilisation/solidification. Enfin un système complexe simulant un cas de pollution multiple a été étudié afin d’évaluer si ce type de déchets peut être aussi valorisé dans les fours. Il en résulte que de grandes quantités en éléments métalliques peuvent être valorisées lors du processus de clinkérisation sans que cela n’affecte la réactivité ainsi que les propriétés techniques du ciment produit. De plus, la durabilité de la matrice cimentaire pourrait être améliorée car les éléments métalliques sont essentiellement piégés au sein du C-S-H. / The use of Portland cement to immobilise waste through the process of stabilization / solidification is particularly effective. However, the treatment of numerous wastes containing a high content in metallic elements is still problematic. Indeed, some elements may modify the reactivity of Portland cement. For example, waste from nuclear activities which contain large amounts of zinc chloride, are known to completely inhibit the reactivity of Portland cement. One solution to solve this problem would be to use an alternative method to valorise these wastes without affecting the technical and environmental properties of cement. The work investigates the potential of immobilisation in cement kilns during the process of clinker sintering wastes highly contaminated in metallic elements. Three main aspects were considered. The first one dealt with the maximum amounts (threshold limits) of trace elements that could be incorporated into the clinker. The second step consisted to compare the potential of waste immobilisation through the stabilization / solidification process and during the sintering process. Finally, a more complex system simulating wastes containing several main metallic elements was investigated. The objective was to assess whether this type of waste can be immobilise into clinker. It appeared that large amounts of metallic elements can be incorporated during the sintering process without affecting the reactivity and technical properties of the Portland cement. In addition, preliminary results suggest that the durability of the cement matrix could be improved because the metallic elements are largely incorporated into C-S-H.

Η αναγωγική τήξη φτωχών Ελληνικών σιδηρονικελιούχων λατεριτικών µεταλλευµάτων στις (Η/Κ) αναγωγής της ΛΑΡΚΟ συνοδεύεται από την παραγωγή 20 τόννων σκωρίας ανά τόνο FeNi (15% σε Ni). Η συνολική παραγόµενη ποσότητα σκωρίας στις 5 Η/Κ της ΛΑΡΚΟ είναι 1.8-2.0 εκ. τόνοι / χρόνο. Η ανακύκλωση ενός µικρού ποσού της σκωρίας (25%) γινόταν µέσω της εγχώριας βιοµηχανίας τσιµέντου (1995), ενώ το υπόλοιπο απορριπτόταν στον Β.Ευβοϊκό κόλπο. Η απόρριψη αυτή οδηγεί σε προσωρινή ερήµωση του υποθαλάσσιου χώρου. Η συνεχιζόµενη αύξηση της παραγωγής σιδηρονικελίου η διακοπή της χρήσης της σκωρίας στην τσιµεντοβιοµηχανία (2000) λόγω χρωµίου, καθώς η αυστηρότερη περιβαλλοντική νοµοθεσία από την Ε.Ε., κάνει αναγκαία την εύρεση είτε νέων βιοµηχανικών εφαρµογών της σκωρίας, είτε καλύτερων λύσεων απόθεσης. Η παραπάνω σκωρία χαρακτηρίζεται από υψηλά ποσοστά οξειδίων του σιδήρου και του πυριτίου (~42 και 35%, αντίστοιχα). Η απευθείας χρήση της σκωρίας στην παραγωγή τσιµέντου, µε βάση τα παραπάνω επίπεδα συγκεντρώσεων και ειδικότερα στα οξείδια του σιδήρου, είναι ανέφικτη. Επιπροσθέτως, µελέτες που αφορούσαν στην παραπάνω σκωρία έχουν δείξει απουσία λανθανουσών υδραυλικών ιδιοτήτων. Ο προτεινόµενος τρόπος χρήσης της είναι µέσω αναγωγικής τήξης, όπου τα οξείδια σιδήρου και πυριτίου (ειδικότερα τα πρώτα) αναµένεται να µειωθούν στα επιθυµητά επίπεδα. Οι υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις της αναγωγικής τήξης κάνουν επιβεβληµένη την παραγωγή προϊόντος υψηλής προστιθέµενης αξίας, έτσι ώστε να ισοσταθµιστεί το κόστος. Ο συνδυασµός της σκωρίας µε χαµηλής µεταλλουργικής αξίας διασπορικό βωξίτη και εγχώριο ασβεστόλιθο και η αναγωγική τήξη του µίγµατος, παρουσία άνθρακα και µεταλλικού λουτρού, µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή αλουµινούχου τσιµέντου (Al2O3>35%), η εµπορική αξία του οποίου είναι 4-5 φορές µεγαλύτερη από αυτή των κλασσικών τσιµέντων Portland. V Η παραπάνω διεργασία µελετήθηκε αρχικά µε θερµοδυναµικούς υπολογισµούς για το σύστηµα σκωρία – βωξίτης -ασβεστόλιθος – µέταλλο - άνθρακας. Προσδιορίστηκαν οι βέλτιστες συνθήκες για τις αντιδράσεις που λαµβάνουν χώρα και κυρίως για την αναγωγή του SiO2, που αφενός µεν είναι το δυσκολότερα αντιδρών οξείδιο και αφετέρου η µείωσή του είναι ο σηµαντικότερος παράγοντας για την µεγιστοποίηση χρήσης σκωρίας. Τα αποτελέσµατα, που ελήφθησαν µε την βοήθεια του υπολογιστικού προγράµµατος Chemsage, αφορούσαν την θερµοδυναµική ισορροπία, και εκ τούτου δεν προσδιορίζεται ο απαραίτητος χρόνος για την αντίδραση. Η µελέτη εφικτότητας της παραγωγής αλουµινούχου τσιµέντου από το µίγµα των πρώτων υλών πραγµατοποιήθηκε σε κάµινο ΤΑΜΜΑΝΝ. Στις 12 συνολικά δοκιµές προσδιορίστηκαν οι βέλτιστες συνθήκες παραγωγής. Καθοριστικότερος παράγοντας για την διεργασία ήταν, εκτός από την επίτευξη της επιθυµητής σύστασης και η αργή ψύξη του τήγµατος έτσι ώστε να κρυσταλλωθεί ικανοποιητικά το προϊόν. Το ποσοστό χρήσης της σκωρίας σε δοκιµές που οδήγησαν σε παραγωγή αλουµινούχου τσιµέντου (HAC), ήταν 12-16%. Η σηµαντικότερη διαφορά των παραγόµενων τύπων αλουµινούχου τσιµέντου από τα HAC ήταν το υψηλό ποσοστό MgO (~5%), λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σκωρίας σε βωξίτη, σηµαντικά υψηλότερο από τις προδιαγραφές (<1%). Η συµπεριφορά των τελικών προϊόντων, όσον αφορά την ανάπτυξη των αντοχών, έδειξε ότι είναι δυνατή η παραγωγή αλουµινούχων τσιµέντων, ακόµα και µε υψηλά ποσοστά οξειδίου του µαγνησίου. Οι αντιδράσεις αναγωγής των οξειδίων σιδήρου, χρωµίου και πυριτίου από στερεό άνθρακα και άνθρακα διαλελυµένο σε λουτρό σιδήρου, µελετήθηκαν µέσω 13 δοκιµών στο θερµοκρασιακό εύρος 1400-1700οC. Οι δοκιµές έλαβαν χώρα σε κάµινο ΤΑΜΜΑΝΝ, µε χρήση γραφιτικών χωνευτηρίων έτσι ώστε να διασφαλίζεται ο κορεσµός του µεταλλικού λουτρού σε άνθρακα. Προσδιορίστηκαν οι κινητικές σταθερές για την αναγωγή των FeOx και CrOχ καθώς και οι αντίστοιχες τιµές της ενέργειας ενεργοποίησης. Μέσω της εργαστηριακής µελέτης προσδιορίστηκαν και τα ρυθµορυθµιστικά στάδια της κάθε αντίδρασης. VI Η αναγωγή του οξειδίου του σιδήρου και του οξειδίου του χρωµίου είναι σχετικά γρήγορες, συγκριτικά µε την αναγωγή του οξειδίου του πυριτίου (για 50% αναγωγή απαιτούνται t~90min σε Τ~1800οC). Έτσι ως οικονοµικότερος τρόπος µείωσης του οξειδίου του πυριτίου στο τελικό προϊόν, επιλέχθηκε η αραίωση της σκωρίας µε ασβεστόλιθο χαµηλής περιεκτικότητας σε SiO2. Οι πέντε πιλοτικές δοκιµές πραγµατοποιήθηκαν σε Η/Κ αναγωγής, χωρητικότητας 5 τόννων σε χάλυβα. Βασίστηκαν στα αποτελέσµατα των εργαστηριακών δοκιµών και οδήγησαν στην παραγωγή αλουµινούχου τσιµέντου ειδικού τύπου (δοκιµές 1 και 4), µε αξιοσηµείωτες αντοχές, παραπλήσιες µε αυτές των τυπικών αλουµινούχων τσιµέντων. Τα τελικά δείγµατα των πιλοτικών δοκιµών µελετήθηκαν όσον αφορά στην ενυδάτωσή τους, µε σκοπό την ανίχνευση του µηχανισµού ανάπτυξης αντοχών. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι η ενυδάτωση της φάσης Q (κύρια φάση στα δείγµατα υψηλών αντοχών, λόγω του υψηλού ποσοστού MgO) αποτελεί τον κυριότερο παράγοντα στην ενυδάτωση των τελικών προϊόντων. Η συνολική αξιολόγηση της διεργασίας δείχνει ότι η παραγωγή αλουµινούχου τσιµέντου από τον συνδυασµό εγχώριων α’ υλών και παραπροϊόντων, είναι δυνατή. Με βάση τα αποτελέσµατα της διατριβής είναι δυνατή αξιοποίηση της σκωρίας Η/Κ στην παραγωγή προϊόντος υψηλής προστιθέµενης αξίας, µε συνεπαγόµενα περιβαλλοντικά οφέλη, από την µείωση της απόρριψής της στον Β. Ευβοϊκό. Η συνολική διεργασία χαρακτηρίζεται από την έλλειψη παραπροϊόντων αφού και η µεταλλική φάση που παράγεται είναι δυνατό να διατεθεί στην χαλυβουργία, λόγω του ότι περιέχει τις ανακτώµενες ποσότητες νικελίου και χρωµίου από την σκωρία και τον βωξίτη (zero residues process). VII / The reduction smelting of low grade nickelferrous lateritic ores of Greece in LARCO’s Electro Reduction Furnaces (ERF) is related with the production of 20t of slag per tone of FeNi (15% Ni). The annual slag output of the five ERFs of LARCO is about 1.8-2.0 million tones. The recycling of the above slag was achieved mainly by the indigenous cement industry, where 25% of the slag was used (1995) in the production of Portland cement, as an aggregate. The rest 75% was cast off in the N.Euboian Gulf, resulting in a temporary devastation of the sea sediment. However, the increased industrial production during the last years, the termination of slag the use in cement industry (2000) due to the restrictions in chromium content and at the same time the implementation of new environmental legislation, forces LARCO has to find either new industrial applications or better disposal solutions for their solid waste. The slag is characterized by it’s high content in iron and silicon oxides (42 and 35%, respectively). The direct use of this slag in the cement production is impractical, due to the high concentration in the aforementioned oxides. Moreover, studies related to ERF slag showed that it lacks latent hydraulic properties. The proposed methodology for the utilization of the slag is through reduction smelting, where iron and silicon oxides are expected to decrease to the desirable levels. The reduction smelting is a high-energy demanding process, and thus the cost has to be balanced through the production of high added value product. The reduction smelting of slag mixtures with low-grade bauxite and indigenous limestone can lead to the production of High Alumina Cement (HAC) that has a commercial value 4-5 times more than that of the typical Portland Cements. The definition HAC is given to cements with respectively high alumina content (above 35%). These cements are produced mainly by high–grade raw materials in rotary kiln or L-type (reverberatory) furnaces. VIII In the literature, there is no reference in the production of HAC with reduction smelting process and slag usage. This process was initially studied through thermochemical calculations, concerning the slag-bauxite-limestone-metal-carbon system. The optimum conditions for the reactions that take place were determined. Much attention was given to the reduction of SiO2, as it is at the one hand the slowest reacting oxide and on the other hand, its reduction is the key factor for the maximization of slag usage. The factors that affecting the reduction of SiO2, are: increase in the initial concentration of SiO2, in the metal/slag ratio, the temperature and the decrease in the bascicity of the oxide mixtures. These results were obtained with Chemsage®, a computer-based thermo-chemical program, were the equilibrium conditions of the system were calculated. Thus, the time needed to reach equilibrium was not taken into account. The feasibility study for the production of HAC from the mixture of the raw materials was studied in the laboratory scale (TAMMANN furnace). During the 12 trials the optimum conditions for the production were determined. The crucial parameter for the process was found to be, apart from the suitable composition, the slow cooling of the melt. Under slow cooling conditions the product was firmly crystallized and develops high strength. Slag usage in the laboratory scale production of HAC was in the range of 12-16%. The main difference between the products of the laboratory trials and the commercial HAC was the high MgO content (~5%) significantly higher than the specifications (<1%), due to the relatively high percentage of MgO in slag and limestone. The behavior of the final products, concerning the strength development, showed that the production of high alumina cements is feasible, even in the case of high MgO content. The kinetics of the reduction of iron and chromium from solid carbon and iron-carbon melt were thoroughly studied, with 13 experiments over the temperature range 1400-1700οC. The rate constants were IX determined and the activation energies were calculated. The rate determining steps for each reaction were identified. The reduction of iron and chromium oxides were relatively fast, in comparison with the reduction of silicon oxide, where high temperature and energy (time) is needed to achieve a sufficient degree of reduction (e.g. 90min are needed at ~1800οC for 50% reduction). Thus, the most suitable and economical method for low SiO2 contents in the final products was found to be the dilution of the slag with limestone low in SiO2. The five pilot scale trials took place in a 5t EAF. They were based on the laboratory scale results and led to the production of special types of HAC, with strength development that is similar to that of the commercial HAC types. Hydration mechanism studies were made in the final samples of the pilot scale trials. The results show that the hydration of Q-phase (main phase in the high strength products due to the high MgO content) seems to play the most important role in the hydration process and thus, in the strength development. The evaluation of the proposed process shows that the production of HAC from the combination of indigenous raw materials and wastes is feasible. Based on the results of this work, the utilization of ERF slag for the production of high added value material is realistic, with the concomitant environmental advantages from the reduction of the cast-off in the N. Euboian gulf. The overall process is characterized by the absence of by products, as, apart from the HAC, the produced metal can be turned over in the steel making, as it contains the recovered amounts of nickel and chromium from slag and bauxite (zero residues process).

Les mélanges de ciment sulfoalumineux et de ciment Portland sont des liants hydrauliques innovants permettant de moduler les propriétés des bétons, telles que la vitesse de montée en résistance ou la stabilité dimensionnelle. Les performances du liant peuvent ainsi être ajustées pour de nombreuses applications. Au-delà de cet avantage, les émissions de dioxyde de carbone liées à la production du ciment sulfoalumineux sont significativement réduites comparées à celles du ciment Portland traditionnellement utilisé. La diversité des propriétés de ces liants résulte de la variété des mélanges pouvant être réalisés à partir des deux constituants de base. Chaque mélange présente alors une cinétique d'hydratation et des propriétés qui lui sont propres. Par exemple, certains liants sont expansifs mais présentent une montée en résistance progressive, tandis que d'autres sont stables dimensionnellement alors que leur résistance stagne après quelques jours d'hydratation. L'identification et le contrôle des paramètres à l'origine de ces comportements sont donc nécessaires pour garantir des propriétés spécifiques à un usage donné : chape, mortier de réparation, élément préfabriqué, etc. C'est l'objectif de cette étude qui s'attache à déterminer la cinétique, la minéralogie et les propriétés associées à l'hydratation de trois mélanges contenant 85 %, 70 % et 40 % de ciment Portland. Les essais entrepris ont aussi permis d'aboutir à une modélisation thermodynamique des mécanismes d'hydratation. L'impact de la composition du ciment Portland est également étudié. Enfin, il est montré que l'anhydrite et la chaux sont deux leviers qui modifient radicalement le processus d'hydratation et permettent ainsi d'adapter les propriétés d'un mélange aux exigences de son utilisation / Blends of ordinary Portland cement and sulfoaluminate cement are innovative hydraulic binders allowing control of concrete properties such as hardening speed or dimensional stability for specific applications. Moreover, carbon dioxide emissions linked to sulfoaluminate cement are significantly reduced compared to ordinary Portland cement. The binder properties can be adjusted due to the diversity of blends conceivable with these two constituents. Each blend has its own hydration kinetic and properties. For example, some blends are expansive and the hardening is progressive whereas other mixtures are dimensionally stable but their strength stagnates after few days. Identification and control of the parameters responsible of these comportments are necessary in order to guaranty specific properties for each application: screed, repairing mortar, etc. This is the aim of this study which described the hydration kinetic, the properties and composition of three blends containing 85 %, 70 % and 40 % of Portland cement. These experiments are completed by thermodynamic modeling of the hydration mechanisms. The effect of the Portland cement composition has also been tested. Finally, it's shown that anhydrite and calcium hydroxide are two key parameters which modify radically the hydration process and allow the properties adjustment required for the blend used

Η ευρύτατη χρήση του τσιμέντου οφείλεται στην χρήση του ως βασικού δομικού υλικού σε σύγχρονες κατασκευές περιλαμβανομένου και του εγκιβωτισμού επικίνδυνων στερεών ή υγρών αποβλήτων. Οι υψηλές τιμές pH και οι πολύπλοκες στερεοχημικές δομές των ένυδρων αλάτων του πυριτικού ασβεστίου (C-S-H gel) στο τσιμέντο, μπορούν να εγκλωβίσουν πολλά χημικά είδη βαρέων μετάλλων στο πλέγμα τους, καθιστώντας τα έτσι ανενεργά. Ο βαθμός σχηματισμού των ένυδρων πυριτικών αλάτων είναι επίσης, ρυθμιστικός παράγων του πορώδους, της σκληρότητας και της αντοχής του σκυροδέματος. Οι κυριότεροι τύποι του C-S-H gel που εντοπίζονται στα συστατικά του τσιμέντου είναι το πυριτικό διασβέστιο Ca2SiO4 και το πυριτικό τριασβέστιο Ca3SiO5. Εύλογα λοιπόν, η μελέτη της θερμοδυναμικής και της κινητικής σχηματισμού των αλάτων αυτών είναι πολύ σημαντική. Στην παρούσα εργασία, πραγματοποιήθηκε μελέτη της κινητικής της καταβύθισης του C-S-H gel σε υπέρκορα υδατικά διαλύματα παρασκευαζόμενα από στόκ διαλύματα Ca(NO3)2 και Na2Si3O7 σε σταθερή θερμοκρασία 25°C. Η επίδραση παραμέτρων, όπως το pH των υπέρκορων διαλυμάτων και του γραμμομοριακού λόγου των συγκεντρώσεων Ca/Si στα διαλύματα, μελετήθηκαν σε συνθήκες σταθερού pH με την προσθήκη διαλύματος NaOH από αυτόματο τιτλοδοτητή. Η κινητική ανάλυση έδειξε ότι ο μηχανισμός της ανάπτυξης των κρυσταλλικών στερεών γίνεται κυρίως με επιφανειακή διάχυση και εξαρτάται από το pH των διαλυμάτων στην περιοχή pH 10-12. Η ταυτοποίηση των ιζημάτων με τεχνικές περίθλασης ακτίνων Χ (ΧRD), υπερύθρου (FTIR) και με θερμοσταθμική ανάλυση, έδειξε τον σχηματισμό C-S-H gel με πιθανή συγκαταβύθιση άμορφης σίλικας. Το γεγονός ότι το καθορίζον την ταχύτητα στάδιο είναι η επιφανειακή διάχυση των δομικών μονάδων οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η τροποποίηση της επιφάνειας των κρυστάλλων παρέχει την δυνατότητα ελέγχου του ρυθμού σχηματισμού του C-S-H gel και κατ’ επέκταση των ιδιοτήτων του τσιμέντου κατά την ενυδάτωσή του. Η τροποποίηση της επιφάνειας μπορεί να πραγματοποιηθεί με την βοήθεια υδατοδιαλυτών και μη χημικών ουσιών οι οποίες μπορούν να αλληλεπιδράσουν με την επιφάνεια, αλλοιώνοντας τον αριθμό και την ενεργότητα των κρυσταλλικών κέντρων ανάπτυξης. Βάσει των αποτελεσμάτων της επίδρασης της παρουσίας προσθέτων στην κινητική της καταβύθισης, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές σε δοκίμια τσιμέντου στα οποία έγινε και εφαρμογή πολυμερών (υδατοδιαλυτών και μη) και μετρήθηκαν η υδροπερατότητα και η αντοχή τους, ιδιότητες που εξαρτώνται από τον βαθμό σχηματισμού του πυριτικού ασβεστίου. / The widespread use of cement as a building material in modern construction, including use for embedding radioactive wastes makes it a material of paramount importance. The formation of calcium silicate hydrates is of key importance for the determination of the cement characteristic properties including porosity, strength and hardness. The main types of C-S-H gel identified between cement components include di-calcium silicate Ca2SiO4 and tri-calcium silicate Ca3SiO5. Since these silicate salts during the cement hydration interact with water yielding C-S-H gel, the investigation of homogeneous precipitation of this phase is very interesting. In the present work the kinetics of spontaneous C-S-H gel precipitation in aqueous solutions was investigated at constant solution pH from supersaturated solutions at 25°C. The pH range investigated covered the range between 10-12. The effect of the solution pH and of the molar calcium:silicate ratio in the supersaturated solutions was investigated. Plots of the rates of precipitation as a function of the solution supersaturation, showed a high order dependence suggesting that the rate determining step for the precipitation of C-S-H gel was surface diffusion. The rates were found to be pH dependent in the range investigated. The precipitate was identified by powder X-ray diffraction, infrared spectrometry (FTIR) and thermogravimetric analysis as a mixture of calcium silicate hydrate gel and amorphous silica. The fact that the rate determining step was surface diffusion control, suggested that it is possible to control the rate of precipitation through surface modification, possibly treating the surface with compounds which may interact, resulting in poisoning of the active crystal growth sites. It is anticipated that control of kinetics may result in the control of the rate and of the extent of C-S-H gel formation and subsequently of the cement properties during its hydration. On the basis of the results obtained for the precipitation of C-S-H gel in the presence of additives, a series of experiments was done on cement specimens using both water soluble and compounds soluble in organic solvents. In general, the presence of the tested additives resulted in a significant reduction of water uptake suggesting, indirectly, that the formation of C-S-H gel was suppressed. Moreover the resistance to friction was reduced, possibly due to the fact that the compounds tested formed soft but impermeable to water, surface films.