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A New CO2 S e q u e s t r a t i o n P r o c e s sv i a C o n c r e t e P r o d u c t s P r o d u c t i o nY i x i n S h a o , Xudong Z h o u a n d Sean Monkman

D e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e r i n gM c G i l l U n i v e r s i t yM o n t r e a l , QC H3A 2K6

ABSTRACT: T h i s paper i n v e s t i g a t e s t h e p o s s i b i l i t y o f u s i n g c on cr e t e b u i l d i n g p r o d u c t s t o a b s o r b c ar b o n d io x id e d u ri n gt h e i r p r o d u c t i o n and d e v e l o p h i g h e a r l y s t r e n g t h a t t h e same t i m e . T y p e 10 and T y p e 3 0 P o r t l a n d c e m e n t s were e x a m i n e db y t h e i r a b i l i t i e s t o serve a s C02 a b s o r b e n t s when e x p o s e d t o c a r b o n d i o x i d e w i t h 100% and 25% c o n c e n t r a t i o n s , t h ef o r m e r s i m u l a t i n g t h e r e c o v e r e d C02 and t h e l a t t e r r e p r e s e n t i n g t h e a s - c a p t u r e d f l u e g a s w i t h o u t p r o c e s s i n g . T h e r e a c t i o nt o o k p l a c e i n a chamber u n d e r 0 . 5 MPa pressure, a t a m b i e n t t e m p e r a t u r e and i n a d u r a t i o n o f t w o h o u r s . C02 u p t a k e wasq u a n t i f i e d b y t h e d i r e c t mass g a i n and b y i n f r a r e d b a s e d c a r b o n a n a l y z e r . T h e p e r f o r m a n c e o f c a r b o n a t e d c o n c r e t e wase v a l u a t e d b y MOR and c o m p r e s s i v e s t r e n g t h . I t was f o u n d t h a t t h e C02 c o n c e n t r a t i o n p l a y e d a c r i t i c a l r o l e i n C02 u p t a k e .T w o - h o u r c a rb o n at i on u s in g 1 00 % C0 2 e n a b l e d t h e P o r t l a n d c e m e n t t o consume u p t o 16% o f c a r b o n d i o x i d e , g a i n as t r e n g t h e q u i v a l e n t t o 2 - m o n t h c o n v e n t i o n a l c u r i n g and h a v e a n a l l - s o l i d s e c t i o n i n a 1 4 mm t h i c k n e s s . C a r b o n a t i o n w i t h25% C02 e n a b l e d a maximum 9 . 7 % mass g a i n w i t h l o w e r s t r e n g t h a n d a p a r t i a l l y s o l i d s e c t i o n . W i t h o u t r e i n f o r c i n g s t e e l s ,c a r b o n a t e d c o n c r e t e p r o d u c t s c a n h a v e b e t t e r s t r e n g t h and d u r a b i l i t y d u e t o t h e d e p l e t i o n o f c a l ci u m h y d r o x i d e , and c a nb e f a b r ic a te d f a st e r t h a n t h e c o n v e n t i o n a l s t e a m c u r i n g . I f t h e process c a n b e shown t e c h n i c a l l y and c o m m e r c i a l l y v i a b l e ,c o n c r e t e b u i l d i n g p r o d u c t s w i l l become more e n v i r o n m e n t a l f r i e n d l y and s h a l l c o n t r i b u t e d i r e c t l y t o t h e r e du c ti o n i n g l o b a lg re en h o u se g a s e m i s s i o n .K e y w o r d s : C0 2 s e q ue s t ra t i on , c a r bo n a t io n , c a l c i u m c a r b o n a t e s , c o n c r e t e p r o d u c t s .

I n t r o d u c t i o nA s i g n i f i c a n t f r a c t i o n o f t h e C02 d i s c h a r g e d t o t h ea t m o s p h e r e comes f r o m i n d u s t r y p o i n t sources. O f t h et o t a l e m i s s i o n i n C a n a d a , e l e c t r i c i t y a n d p e t r o l e u mc o n s u m p t i o n s were r e s p o n s i b l e f o r 36 % a n d i n d u s t r yp r o d u c t i o n f o r 1 6 % . Th e c u r r e n t s t r a t e g y f o r C02m i t i g a t i o n i s f o c u s e d o n t h e r e m o v a l , recovery a n dd i s p o s a l o f C02 a t t h e p o i n t sources. Th e a p p r o a c h e si n c l u d e t h e g e ol o g ic s t or a g e o f C02 i n o ce a ns , a q u i f e r sa n d d e p l e t e d o i l w e l l s , a n d m i n e r a l s to ra g e t hr o u g hc a r b o n a t i o n .G e o l o g i c a l s e q u e s t r a t i o n i s t h e s t o r a g e o f C02 i n a rangeo f u n d e r g r o u n d g e o l o g i c f o r m a t i o n s . Th e f l u e g a s i sc a p t u r e d , r e c o v e r e d t o a h i g h C02 c o n c e n t r a t i o n a n di n j e c t e d i n t o t h e s t o r a g e s i t e w i t h i n a n a c c e p t a b l eeconomic d i s t a n c e . S e v e r a l g e o l o g i c s e q u e s t r a t i o n f i e l de x p e r i m e n t s are c u r r e n t l y i n p r o g r e s s . Th e c a p a c i t yranges f r o m 1 4 m i l l i o n t o n s n e t o f C02 i n d e l e t i n g o i lr e s e r v o i r over 1 5 - 2 0 years ( M o u r t i s 2 0 0 3 ) t o 2 2 0 0 t o n sC02 over 42 d a y s i n t o a d e l e t e d o i l f i e l d (NETL 2 0 0 4 ) .M i n e r a l c a r b o n a t i o n h a s b e e n d e v e l o p e d t o prepares t a b l e c a r b o n a t e p r o d u c t s b y r e a c t i n g C02 w i t hmagnesium s i l i c a t e m i n e r a l s s u c h a s o l i v i n e a n ds e r p e n t i n e . I t was e s t i m a t e d t h a t t h e necessary ra wm a t e r i a l s are a v a i l a b l e i n v a s t q u a n t i t i e s , f a r e x c e e d i n gt h e known f o s s i l f u e l reserves ( L a c k n e r e t a l . 1 9 9 5 ) . Th er e a c t i o n t o o k p l a c e i n a n a q ue o u s b i c a r b o n a t e / c h l o r i d emedium a t a t e m p e r a t u r e o f 1 8 0 0 C , u n d e r a pressure o f1 5 0 a t m , i n o n e h o u r d u r a t i o n a n d u s i n g a f i n e l y g r o u n dm i n e r a l w i t h 80 % p a r t i c l e s s m a l l e r t h a n 3 7 , u m .C a r b o n a t i o n r e a c t i o n e f f i c i e n c y r e a c h e d a b o u t 6 0 - 8 0 % .Carbon s e q u e s t r a t i o n b y m i n e r a l c a r b o n a t i o n i si n h e r e n t l y e x p e n s i v e a n d e f f o r t s are b e i n g made t o

1 - 4 2 4 4 - 0 2 1 8 - 2 / 0 6 / $ 2 0 . 0 0 C ) 2 0 0 6 I E E E .

i m p r o v e t h e p r o c e s s a n d t h e s y s t e m t o c u t t h e c o s t( P e n n e r e t a l . 2 0 0 4 ) .C a l c i u m s i l i c a t e m i n e r a l s c a n s e r v e t h e same p u r p o s e a sm a g n e s i u m s i l i c a t e s t o c o n v e r t c a r b o n d i o x i d e t o c a l c i u mc a r b o n a t e s . H o w e v e r , n a t u r a l m i n e r a l s c o n t a i n i n g h i g hr e a c t i v e c a l c i u m c o n t e n t a r e r a r e . One o f t h e p o p u l a rman-made c a l c i u m s i l i c a t e m a t e r i a l s i s P o r t l a n d c e m e n t .D i r e c t l y u s i n g P o r t l a n d c e m e n t p o w d e r t o b i n d C 0 2 i n am i n e r a l c ar b on a t io n p r o c e s s i s n o t p r a c t i c a l l y f e a s i b l e .N e v e r t h e l e s s , i f b u i l d i n g p r o d u c t s made o f P o r t l a n dc e m e n t c a n b e u s e d t o m i n e r a l i z e c a r b o n d i o x i d e t o ac a l c i u m c a r b o n a t e t h r o u g h i t s p r o d u c t i o n , t h e m e t h o d o fC 0 2 d i s p o s a l c a n g a i n b o t h e n v i r o n m e n t a l a n de c o n o m i c a l b e n e f i t s .T h e p r o d u c t i o n o f P o r t l a n d c e m e n t i s a C 0 2 r e l e a s i n gp r o c e s s . I f t h e r e l e a s e d C 0 2 c a n b e c a p t u r e d , r e c o v e r e da n d m i n e r a l i z e d i n t o t h e f i n a l c o n c r e t e p r o d u c t s , t h ee m i s s i o n f r o m c e m e n t a n d c o n c r e t e i n d u s t r y c a n b er e d u c e d c o n s i d e r a b l y . P o r t l a n d c e m e n t c o n c r e t e i s t h em o s t u s e d man-made m a t e r i a l . T h e a n n u a l c o n s u m p t i o ni n N o r t h A m e r i c a i s m o r e t h a n o n e t o n p e r c a p i t a a n d t h edemand f o r c e m e n t i s g r o w i n g a t a n a v e r a g e a n n u a l r a t eo f 1 . 5 % ( W o r r e l l e t a l . 2 0 0 1 ) . C e m e n t a n d c o n c r e t ei n d u s t r y i s p r o m o t i n g t h e u s e o f s u p p l e m e n t a r yc e m e n t i t i o u s m a t e r i a l s , s u c h a s s l a g a n d f l y a s h , t or e d u c e c e m e n t c o n s u m p t i o n a n d t h u s t h e e m i s s i o n s( M a l h o t r a 1 9 9 9 ) . C 0 2 m i n e r a l i z a t i o n b y c o n c r e t e p r o d u c t st h r o u g h t h e i r c u r i n g p r o v i d e s a d i f f e r e n t a n d newa p p r o a c h f o r d i r e c t s e q u e s t r a t i o n .C 0 2 m i n e r a l i z a t i o n i n c a l c i u m s i l i c a t e c e m e n t i s r e a l i z e dt h r o u g h c a r b o n a t i o n c u r i n g . C a r b o n a t i o n o f c e m e n to c c u r s e i t h e r n a t u r a l l y o r i n a n e n g i n e e r e d w a y . T h en a t u r a l l y - o c c u r r i n g c a r b o n a t i o n i s a w e a t h e r i n g p r o c e s st h a t h a p p e n s b e t w e e n t h e a t m o s p h e r i c c a r b o n d i o x i d ea n d t h e h a r d e n e d c o n c r e t e . T h e w e a t h e r i n g c a r b o n a t i o n

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o f c o n c r e t e d e c r e a s e s t h e p H v a l u e o f c o n c r e t e a n di n i t i a t e s t he c or ro si on o f r e i n f o r c i n g s t e e l , b e c o m i n g am aj o r c on ce r n t o t h e d u r a b i l i t y o f s t e e l r e i n f o r c e dc o n c r e t e s t r u c t u r e s . E x t e n s i v e s t u d i e s h a v e b e e n c a r r i e do u t t o u n d e r s t a n d t h e m e c h a n i s m s o f c a r b o n a t i o n a n dd e v e l o p t h e p r ev e n ti v e m e a s u r e s ( P ap a d a k i s e t a l . 1 9 8 9 ) .C a r b o n a t i o n c a n a l s o b e u s e d t o a cc e l er a te t h e c u r i n g o fc o n c r e t e i n a n e n g i n e e r e d w a y . T h e s t u d y wa s d a t e db a c k t o 1 9 7 0 ' s when t h e r e a c t i v i t y a n d s t r e n g t hd e v e l o p m e n t o f h y d r a u l i c a n d n o n - h y d r a u l i c c a l c i u ms i l i c a t e s a c t i v a t e d b y c ar b o n d i o x i d e w e r e s y s t e m a t i c a l l yi n v e s t i g a t e d ( Y o u n g e t a l . 1 9 7 4 , G o o d b r a k e e t a l . 1 9 7 9 ) .I t wa s f o u n d t h a t t h e c ar b o na t io n p r od u ct s w e r e p r i m a r i l yc a l c i u m c a r b o n a t e s a n d s i l i c a g e l . T h e m a j o r c h e m i c a lr e a c t i o n s o f c a r b o n a t i o n c u r i n g a r e d e s c r i b e d i n E q s . ( 1 )a n d ( 2 ) :3 C a O o S i O 2 + 3 C O 2 + , u H 2 0 - S i O 2 * p H 2 0 + 3 C a C O 3 ( 1 )2 C a O o S i O 2 + 2 C O 2 + , u H 2 0 - S i O 2 * p H 2 0 + 2 C a C O 3 ( 2 )C a r b o n a t i o n o f c o n c r e t e p r o d u c t s t h r o u g h i t s e a r l y a g ec u r i n g p r o v i d e s a d i r e c t means t o s e q u e s t e r c a r b o n b yc o n v e r t i n g t h e c a r b o n t o c a l c i u m c a r b o n a t e s , w h i c h a r eg e o l o g i c a l l y s t a b l e , e n v i r o n m e n t a l l y d u r a b l e , a n de c o n o m i c a l l y b e n e f i c i a l . F o r a p p l i c a t i o n s w i t h o u tr e i n f o r c i n g s t e e l , t h e c a r b o n a t e d c o n c r e t e p r o d u c t s c a np e r f o r m b e t t e r i n a c h i e v i n g s t r e n g t h , d u r a b i l i t y a n dd i m e n s i o n a l s t a b i l i t y d u e t o t h e n e a r - c o m p l e t e d e p l e t i o no f c a l c i u m h y d r o x i d e . T h e r a p i d c a r b o n a t i o n r e a c t i o n w i t hc e m e n t i t i o u s b i n d e r s a c c e l er a t e s t h e s t r e n g t hd e v e l o p m e n t a n d s h o r t e n s t h e t i m e r e q u i r e d f o r t h ep r o d u c t i o n . I t i s b e s t s u i t e d f o r m a n u f a c t u r e d c o n c r e t ep r o d u c t s , s u c h a s b r i c k s a n d b l o c k s , c e m e n t b o a r d s a n dp r e c a s t c o n c r e t e s w i t h n o n - m e t a l l i c r e i n f o r c e m e n t .T h i s p a p e r p r e s e n t s a p r e l i m i n a r y s t u d y o n t h ec a r b o n a t i o n t e c h n o l o g y f o r C O 2 u p t a k e a n d f a s t s t r e n g t hg a i n t h r o u g h e a r l y a g e a c c e l e r a t e d c u r i n g . M a n u f a c t u r e dC O 2 g a s wa s u s e d w i t h d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s . T h ep u r e C O 2 o f 9 9 . 5 % p u r i t y wa s c o n s i d e r e d a s a g a s o f100% c o n c e n t r a t i o n a n d wa s e m p l o y e d t o s i m u l a t e t h er e c o v e r e d C O 2 f r o m e x h a u s t g a s a t p o i n t s o u r c e s . T h e25% c o n c e n t r a t i o n wa s u s e d t o r e p r e s e n t t h e a s -c a p t u r e d f l u e g a s w i t h o u t p r o c e s s i n g . T h e c a r b o n a t i o nt i m e wa s f i x e d a t t w o h o u r s t o make t h e p r o c e s s f e a s i b l ef o r i n d u s t r y p r o d u c t i o n a n d t h e p r o p e r t i e s o f c a r b o n a t e dp r o d u c t s w e r e e v a l u a t e d b y t h e i r mass g a i n a n d s t r e n g t hd e v e l o p m e n t .E x p e r i m e n t a lTwo t y p e s o f CS A P o r t l a n d c e m e n t s , T y p e 1 0 a n d T y p e3 0 , w e r e u s e d a s C0 2 a b s o r b e n t s a n d t h e i r c h e m i c a lc o m p o s i t i o n s a r e s h o w n i n T a b l e 1 . T h e i n i t i a l C O 2c o n t e n t i n a s - r e c e i v e d c e m e n t wa s m e a s u r e d u s i n gi n f r a r e d b a s e d C O 2 a n a l y z e r . T h e y w e r e 0 . 5 4 % f o r T y p e1 0 a n d 1 . 7 8 % f o r T y p e 3 0 . Q u a r t z s a n d w i t h p a r t i c l e s i z er a n g i n g f r o m 0 . 2 mm t o 2 mm wa s e m p l o y e d a sa g g r e g a t e s o f 25% b y w e i g h t . W a t e r t o c e m e n t r a t i o wa sk e p t c o n s t a n t a t 0 . 1 5 . T h e m i x t u r e p r o p o r t i o n s o f f o u rt y p i c a l b a t c h e s a r e s h o w n i n T a b l e 2 . R e c t a n g u l a r p l a t es p e c i m e n s o f 1 4 mm t h i c k , 7 6 mm w i d e a n d 1 2 7 mm l o n gw e r e p r e p a r e d b y p r e s s f o r m i n g u n d e r a c o n s t a n tp r e s s u r e o f 8 M P a .

T a b l e 1 : C h e m i c a l c o m p o s i t i o n o f P o r t l a n d c e m e n t sB l a i n eC a O S i O 2 A 1 2 0 3 Mg O ( M 2 / k g ) |T y p e 1 0 6 3 . 1 1 9 . 8 4 . 9 2 . 0 3 7 3T y p e 3 0 | 6 3 . 9 T 2 0 . 2 | 2 . 3 2 3 . 5 4 T 4 8 1

T a b l e 2 : M i x t u r e p r o p o r t i o nC e m e n t Q u a r t zC 1 T y p e 1 0 0 %C3 T y p e 1 0 0 %C1Q T y p e 3 0 25%C3Q T y p e 3 0 25%

T i m e2 h r2 h r2 h r2 h r

C o n c e n t r a t i o n100% & 25%100% & 25%100% & 25%100% & 25%

T h e c a r b o n a t i o n c u r i n g s e t - u p i s s h o w n i n F i g u r e 1 . Ac a r b o n d i o x i d e g a s o f 9 9 . 5 % p u r i t y wa s u s e d t o s i m u l a t ea r e c o v e r e d CO2 f r o m f l u e g a s a t p o i n t s o u r c e s a n d a i rwa s u s e d t o b l e n d w i t h CO2 t o o b t a i n a g a s w i t h 25%c a r b o n d i o x i d e c o n c e n t r a t i o n t o r e p r e s e n t t h e a s - r e c e i v e df l u e g a s . T h e p r e s s u r e i n s i d e t h e c h a m b e r a n d t h et e m p e r a t u r e i n s i d e o n e s a m p l e w e r e r e c o r d e d u s i n gM e a s u r e m e n t G r o u p d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e m ( S y s t e m5 0 0 0 ) w i t h p r e s s u r e t r a n s d u c e r a n d T y p e T t h e r m o c o u p l e .F o r t h e e x p e r i m e n t s u s i n g 100% C 0 2 , t h e CO2 g a sc y l i n d e r wa s r e g u l a t e d t o a c on s t a n t p r e s s u r e o f 0 . 5 MPa( 7 3 p s i ) t o e n s u r e a c o n t i n u o u s s u p p l y o f c a r b o n d i o x i d ef o r t w o h o u r s a n d p r e v e n t t h e CO2 s t a r v a t i o n d u e t o i t sa b s o r p t i o n b y c o n c r e t e . Vacuum wa s a p p l i e d t o t h ec h a m b e r b e f o r e t h e C O 2 i n j e c t i o n . F o r 25% C 0 2 , m u l t i p l ei n j e c t i o n m e t h o d wa s d e v e l o p e d t o c o m p e n s a t e t h e l o wc o n c e n t r a t i o n . T h r e e p l a t e s p e c i m e n s w e r e p l a c e d i n s i d et h e c h a m b e r i m m e d i a t e l y a f t e r p r e s s - f o r m e d a n de x p o s e d t o c a r b o n d i o x i d e g a s w i t h d i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n s .n n n z p r k R e g l a t o r

F i g u r e 1 : C a r b o n a t i o n s e t u p

C O 2 u p t a k e i s c h a r a c t e r i z e d a s p e r c e n t mass g a i n w h i c hwa s o b t a i n e d b a s e d o n t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e massm e a s u r e d b ef or e c ar bo na ti on a n d t h e mass a f t e rc a r b o n a t i o n , i n d u r a t i o n o f t w o h o u r s , t a k i n g d r y d e m e n tb i nd er a s r e f e r e n c e :%Mass g a i n : ( M a s s ) a f t , C 0 2 - ( M a s s ) b e f , C 0 2 + ( M a s s ) l o s t w a t e r( M a s s ) d r y b i n d e r ( 3 )T h e l o s t w a t e r wa s c o l l e c t e d a n d a d d e d t o t h e t o t a l massa s t h e w a t e r l o s s c o r r e c t i o n . T h e mass g a i n wa s a l s oq u a n t i f i e d b y i n f r a r e d b a s e d C O 2 a n a l y z e r . T h e C O 2c o n t e n t d e t e r m i n e d b y t h e c a r b o n a n a l y z e r wa s b a s e d o nt o t a l mass a f t e r c a r b o n a t i o n , i n c l u d i n g d r y b i n d e r , w a t e r ,q u a r t z a g g r e g a t e s a n d c a l c i u m c a r b o n a t e s . T h e r e f o r e t h e

I

L V 9 u s g e

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d e f i n i t i o n o f mass g a i n w o u l d b e d i f f e r e n t b e t w e e n d i r e c tw e i g h t i n c r e a s e b y s a m p l e s ( E q . 3 ) a n d i n f r a r e d t e s tr e s u l t s . E q . ( 3 ) r e p r e s e n t s a n a v e r a g e m e a s u r e m e n tw h i l e t h e i n f r a r e d t e c h n i q u e i s a p o i n t a n a l y s i s . S i n c ei n f r a r e d t e c h n o l o g y r e q u i r e s o n l y 0 . 5 g p o w d e r f o ra n a l y s i s , t h e r e s u l t s c a n s t i l l s e r v e a s a n i n d e p e n d e n tc h e c k f o r c o m p a r i s o n . P o w d e r s w e r e c o l l e c t e d b o t h o ns u r f a c e 1-mm l a y e r a n d a t t h e c o r e t o e x a m i n e t h eu n i f o r m i t y o f c a r b o n a t i o n . T h r e e - p o i n t b e n d i n g t e s t s a t as p a n o f 1 0 1 mm a n d c o m p r e s s i v e s t r e n g t h t e s t s w e r ep e r f o r m e d r i g h t a f t e r t w o - h o u r c a r b o n a t i o n t o d e t e r m i n et h e m o d u l u s o f r u p t u r e (MOR) a n d c o m p r e s s i v e s t r e n g t h( f c ) o f c a r b o n a t e d c o n c r e t e s p e c i m e n s .

C02 u p t a k e b y c e m e n t i n a c o n c r e t e wa s r e a d i l ya c h i e v a b l e .2 5 -

2 0 -. -a ) 1 5 - 1

0.0

5 -

R e s u l t sC a r b o n u p t a k e u s i n g r e c o v e r e d C O 2 a t 100%c o n c e n t r a t i o n

o 0

Mass g a i n ( %)0 0 2 a n a l y z e r , s u r f a c e ( %)0 02 a n a l y z e r , c o r e ( %)

C02 = 100% c o n c e n t r a t i o nTime = 2 h o u r sC r o s s s e c t i o n = a l l s o l i d

. , 1C 1 C3 C1Q C3Q

F i g u r e 3 : C02 u p t a k e f r o m r e c o v e r e d C02F i g u r e 2 s h o w s t y p i c a l t e m p e r a t u r e a n d p r e s s u re c u r v e so f c a r b o n a t i o n p r o c e ss u si ng c a r b o n d i o x i d e g a s o f 1 0 0 %c o n c e n t r a t i o n . W h i l e p r e s s u r e wa s m a i n t a i n e d a t 0 . 5MPa ( 5 b a r ) t o g u a r a n t e e a c o n t i n u o u s s u p p l y o f C 0 2 , t h et e m p e r a t u r e h a d d r o p p e d g r a d u a l l y . T h e p e a kt e m p e r a t u r e wa s a b o u t 7 0 0 C f o r a l l - c e m e n t b a t c h e s ( C 1a n d C 3 ) a n d a b o u t 6 2 0 C f o r c o n c r e t e s w i t h 25% q u a r t z( C l Q a n d C 3 Q ) .

70606 005040-x30 -

2010n)

0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 7 0 0 0T i m e , ( s e c o nd )

0 . 5 50 . 4 80 . 4 10 . 3 4 0 -20 . 2 8 20 . 2 1 e

IL0 . 1 40 . 0 7

T h e s t r e n g t h g a i n s o f c a r b o n a t e d s a m p l e s a r e s h o w n i nF i g u r e 4 t o g e t h e r w i t h mass g a i n s . W h i l e t h e m o d u l i o fr u p t u r e ( M O R ) w e r e o f c l o s e v a l u e s f o r d i f f e r e n t b a t c h e s ,t h e c o m p r e s s i v e s t r e n g t h s w e r e d e p e n d e n t o n t h ec e m e n t c o n t e n t . T h e h i g h t h e c e m e n t c o n t e n t , t h e moret h e a b s o l u t e c a r b o n d i o x i d e wa s t a k e n a n d t h e m o r e t h es o l i d s a s c a l c i u m c a r b o n a t e s w e r e f o r m e d t o d e v e l o p al o a d c a r r y i n g c a p a c i t y . T h e c a r b o n a t e d T y p e 3 0 c e m e n tg a i n e d h i g h e r t w o - h o u r s t r e n g t h t h a n T y p e 1 0 c e m e n tb e c a u s e o f i t s h i g h e a r l y a g e r e a c t i v i t y .

: 50inc ' 4 00c i 3 0 -en 20

1 0 1 00

0 . 0 08 0 0 0

F i g u r e 2 : T e m p e r a t u r e a n d pressure o f c a r b o n a t i o nu s i n g r e c o v e r e d C02

Th e C02 u p t a k e b y P o r t l a n d c e m e n t i n t w o - h o u rc a r b o n a t i o n i s summarized i n F i g u r e 3 . Th e p e r c e n t massg a i n was t h e d i r e c t w e i g h t i n c r e a s e due t o t h e a b s o r p t i o no f C02 b y cement i n t w o h o u r s . T y p e 3 0 cement b a t c h e st o o k m ore C02 t h a n T y p e 1 0 c e m e n t , s u g g e s t i n g t h a tT y p e 3 0 c e m e n t was m ore r e a c t i v e t h a n T y p e 1 0 c e m e n to w i n g t o i t s f i n e r p a r t i c l e s i z e a n d l a r g e r s u r f a c e area.Th e u se o f 2 5% a g g r e g a t e s c o u l d s l i g h t l y i m p r o v e t h eu p t a k e b e c a u s e o f t he i n c re a s e i n p o r o s i t y o f c o n c r e t e .Th e C02 c o n t e n t a t s u r f a c e a n d i n t h e core d e t e r m i n e db y i n f r a r e d b a s e d C02 a n a l y z e r i s g i v e n i n F i g . 3 a s C02a n a l y z e r r e s u l t s . A l t h o u g h r e s u l t s were d i f f e r e n t f r o me a c h o t h e r , t h e y were i n t h e same o r d e r o f m a g n i t u d e . I nm o s t cases, t h e s u r f a c e l a y e r c o n t a i n e d h i g h C02 c o n t e n tt h a n t h e c o r e . N e v e r t h e l e s s t h e C 1 b a t c h d e m o n s t r a t e d i twas p o s s i b l e t o h a v e h i g h e r C02 a b s o r p t i o n i n t h e c o r e .Th e i n f r a r e d a n a l y s i s i n d i c a t e d t h a t t h e C02 u p t a k e wasf a i r l y u n i f o r m f r o m t h e s u r f a c e t o t h e core i n l i g h t o f t h eu se o f 100% c a r b o n d i o x i d e a n d t h e average o f s u r f a c ea n d core was a l w a y s l o w e r t ha n t h e d i r e c t mass g a i n ,a t t r i b u t i n g t o t h e d i f f e r e n t d e n o m i n a t o r u s e d a s r e f e r e n c ei n c a l c u l a t i o n . O v e r a l l , i t was e s t i m a t e d t h a t a 1 0 t o 1 6%

I C l3 C 3C1QC3 Q

C0 2 = 100% c o n c e n t r a t i o nT i m e = 2 h o u r sC r o s s s e c t i o n = al l s o l i d

88~ ~ 7 . 5 7 . 1 8 . 4. I . . . . . . ......G a i n . % .O ( M P a . . . r s sv. . . t r e n . .t . . . . . .h

. . . ... )

F i g u r e 4 : S t r e n g t h o f c a r b o n a t e d c o n c r e t e w i t h 100%C 0 2

F i g u r e 5 : M i c r o s t r u c t u r e o f c a r b o n a t e d cement

P r e s s u r e

Temperature

80

tu

U s r r8(

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4/6

Th e f r a c t u r e s u r f a c e s o f c a r b o n a t e d a n d h y d r a t e ds a mp l e s w e r e e x a m i n e d u s i n g a s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p e . F i g u r e 5 s h o w s a t y p i c a l m i c r o g r a p h ,o b t a i n e d f o r t h e s u r f a c e l a y e r o f c a r b o n a t e d T y p e 1 0c e m e n t w i t h o u t a g g r e g a t e s ( C 1 0 ) . C o a t i n g s o f g r a n u l a rg r a i n s c a n b e s e e n o n t h e s u r f a c e o f c e m e n t p a r t i c l e sa n d i n s i d e t h e p o r e s w i t h g r a i n s i z e s r a n g i n g f r o m l t o 5m i c r o n s . T h e s e a r e t h e t y p i c a l c al c iu m c a r b o n a t e c r y s t a l s .Th e m i c r o s t r u c t u r e o f h y d r a t e d T y p e 1 0 c e m e n t i sd i s p l a y e d i n F i g u r e 6 f o r c om p a r is o n . A p p a re n tl y t h eh y d r a t e d c e m e n t c o n t a i n e d c a l c i u m h y d r o x i d e a n de t t r i n g i t e p l a t e s a n d s h o w e d m o r e p o r o u s s t r u c t u r e . T h ec a l c i t e g r o w t h i n c a r b o n a t e d c e m e n t i s b e n e f i c i a l t oa c h i e v e a d e n s e s t r u c t u r e w i t h r e d u c e d p o r o s i t y .

C a r b o n u p t a k e u s i n g s i m u l a t e d f l u e g a s a t 25%CO2 c o n c e n t r a t i o nF i g u r e 8 s h o w s t h e t e m p e r a t u r e a n d p r es s ur e c u rv e s o fc o n c r e t e c a r b o n a t e d u s i n g a s i m u l a t e d f l u e g a s o f 25%C02 c o n c e n t r a t i o n . T h e maximum g a s p r e s s u r e wa s s t i l lk e p t a t 0 . 5 M P a . S i n c e t h e C02 c o n c e n t r a t i o n wa s l o w ,t h e r e a c t i o n b e t w e e n t h e c e m e n t a n d c a r b o n d i o x i d e wa ss l o w a n d t h e t e m p e r a t u r e p e a k wa s s i g n i f i c a n t l y r e d u c e d .

70

6 0

L-5 0

( a 4 0

E 302 0

1 0

0 . 4 8

0 . 4 10 . 3 4 X

0 . 2 8 2

0 . 2 1 aa -0 . 1 4

0 . 0 7

O & a I 0 . 0 00 1 0 0 0 2000 3 0 0 0 4000 5 0 0 0 6000 7 0 0 0 8 0 0 0

T i m e , ( s e c o n d )9 0 0 0

F i g u r e 6 : M i c r o s t r u c t u r e o f h y d r a t e d c e m e n tTh e X - r a y d i f f r a c t i o n p a t t e r n s o f c a r b o n a t e d T y p e 1 0 a n dT y p e 3 0 c e m e n t are d i s p l a y e d i n F i g u r e 7 t o g e t h e r w i t hc a l c i t e s p e c t r u m a s r e f e r e n c e . Th e p o w d e r s a m p l e s werec o l l e c t e d f r o m t h e s u r f a c e l a y e r o f 1 mm t h i c k . F o r b o t hc a r b o n a t e d c e m e n t s , t h e presence o f c a l c i um c a r b o n a t ei n t h e f o r m o f c a l c i t e i s c l e a r . Th e d i f f r a c t i o n p e a k sc o i n c i d e p e r f e c t l y w i t h t h a t o f t h e c a l c i t e r e f e r e n c e a t 2 0( C u K c a ) = 2 9 . 4 0 a n d 3 9 . 4 0 . T h e r e i s n o e v i d e n c e o fe x i s t e n c e o f o t h e r f o r m s o f c a l c i u m c ar b o n a t e s s u c h a sa r a g o n i t e ( 2 0 = 2 6 . 2 0 ) a n d v a t e r i t e ( 2 0 = 2 4 . 8 0 ) . S i n c e t h es a m p l e s were p r e s e r v e d i n 100% a l c o h o l i m m e d i a t e l ya f t e r t h e 2 - h o u r c a r b o n a t i o n a n d m e c h a n i c a l t e s t i n g , t h eh y d r a t i o n o f t h e c e m e n t h a d p ro b a b l y c e a s e d . I t i se v i d e n t f r o m t h e a b s e n c e o f t h e c a l c i u m h y d r o x i d e p e a ka t 2 0 = 1 8 0 i n t h e XRD p a t t e r n s .

T y p e 1 0 a n d t y p e 3 0 1 : C a l c i t ec e m e n t , 2 : C3Sa f t e r 2 - h o u r 2 ,3 2 , 3 3 : C2Sc a r b o n a t i o n

2 , 32 , 3

C 3 0 , s u r f a c e 1 P IC 1 0 , s u r f a c e

C a l c i t e r e f e r e n c e A )1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0

2 T h e t aF i g u r e 7 : X RD p a t t e r n s o f c a r b o n a t e d c e m e n t s

F i g u r e 8 : T e m p e r a t u r e a n d pressure o f c a r b o n a t i o nu s i n g s i m u l a t e d f l u e g a sTh e C02 u p t a k e s b y d i f f e r e n t m e a s u r e m e n t s are g i v e n i nF i g u r e 9 . Th e t o t a l mass g ai n u si ng 2 5% c o n c e n t r a t i o ng a s r a n g e d f r o m 7 . 2 % t o 9 . 3 % , a p p a r e n t l y l e s s t h a n t h a tw i t h 100% C 0 2 . T y p e 3 0 c e m e n t d i d n ' t show a n y b e n e f i t si n C02 u p t a k e a t l o w c o n c e n t r a t i o n . Th e a d d i t i o n o fa g g r e g a t e s w o r k e d f a v o r a b l y t o T y p e 1 0 c e m e n t , b ut n o tt o T y p e 3 0 . Th e r e s u l t s f r o m i n f r a r e d C02 a n a l y s i si m p l i e d t h a t s u r f a c e a n d core were c a r b o n a t e d t od i f f e r e n t l e v e l s . C o n s i s t e n t l y , t h e s u r f a c e l a y e r sd e m o n s t r a t e d h i g h C02 c o n t e n t s w h i c h were c l o s e t o t h er e s u l t s u s i n g 100% c o n c e n t r a t i o n . N e v e r t h e l e s s t h e coreswere p o o r l y c a r b o n a t e d w i t h very l o w c a r b o n d e t e c t e d . I twas i n t e r e s t i n g t o n o t i c e t h a t t h e average o f C02c o n t e n t s d e t e r m i n e d o n s u r f a c e a n d a t t h e core wass u r p r i s i n g l y c l o s e t o t h e d i r e c t mass g a i n . Th e p a r t i a lc a r b o n a t i o n phenomenon i s d e p i c t e d i n F i g u r e 1 0 u s i n gp h e n o l p h t h a l e i n i n d i c a t o r .

25

20

o ) 150. .QCN 1 00

5

C1 C3 C1Q C3QF i g u r e 9 : C02 u p t a k e f r o m s i mu l a te d f l u e g a s w i t h 2 5%c o n c e n t r a t i o n

P r e s s u r e

T e m p e r a t u r

80 , 0 . 5 5

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5/6

F i g u r e 1 0 : C a r b o n a t e d c e m e n t u s i n g 25% C02T h e s t r e n g t h g a i n o f c a r b o n a t e d c o n c r e t e p r o c e s s e du s i n g 25% C02 c o n c e n t r a t i o n i s s h o w n i n F i g u r e 1 1 .C o m p a r e d t o t h e t w o - h o u r s t r e n g t h s o b t a i n e d w i t h p u r eC 0 2 , c o n c r e t e c ar b o n a te d b y f l u e g a s c o u l d o n l y h a v e50% o f t h e f l e x u r a l s t r e n g t h ( M O R ) a n d 2 0 - 2 5 % o fc o m p r e s s i v e s t r e n g t h , a l t h o u g h t h e mass g a i n o b t a i n e db y 25% d i l u t e d g a s wa s m o r e t h a n h a l f o f t h a t b y p u r eCO2 g a s . O b v i o u s l y t h e c r y s t a l l i z e d s o l i d s c r e a t e dt h r o u g h c a r b o n a t i o n c u r i n g w e r e i n f l u e n c e d s i g n i f i c a n t l yb y t h e c a r b o n d i o x i d e c o n c e n t r a t i o n .

1 81 6 -

sc ) 1 4 -" 1 2COO l 1 0 -0-8

( 6U,U,( m 4 -2 -0

M a s s G a i n ( %) MO R ( M P a ) C o m p r e s s i v e S t r e n g t h( M P a )F i g u r e 1 1 : S t r e n g t h o f c a r b o n a t e d c o n c r e t e w i t h 25%C O 2

M i c r o s t r u c t u r e o f c a r b o n a t e d c e m e n t u s i n g s i m u l a t e d f l u eg a s o f 25% c o n c e n t r a t i o n i s s h o w n i n F i g u r e 1 2 . A l t h o u g ht h e C02 u p t a k e i s l e s s when l o w c o n c e n t r a t i o n g a s i su s e d , t h e c a l c i t e c r y s t a l s a s r e a c t i o n p r o d u c t s a r e s t i l lc l e a r l y s e e n .

F i g u r e 1 2 : M i c r o s t r u c t u r e o f c a r b o n a t e d c e m e n t u s i n g25% C O 2 c o n c e n t r a t i o n

CO2 S e q u e s t r a t i o n t h r o u g h C o n c r e t eP r o d u c t i o nA 1 0 - 1 6 % c a r b o n d i o x i d e u p t a k e b y c e m e n t v i a c o n c r e t ep r o d u c t i o n i s r e a d i l y a c h i e v a b l e u s i n g c o n c r e t e w i t hv a r i e d a g g r e g a t e s t h r o u g h i t s c a r b o n a t i o n c u r i n g . T h i sp e r c e n t a g e o f u p t a k e i s c a l c u l a t e d b a s e d o n t h e c e m e n tb i n d e r u s e d i n t h e p r o d u c t . T h e r e a r e many c o n c r e t ep r o d u c t s w h i c h a r e e x c e l l e n t c a n d i d a t e s f o r t h e p r o c e s s .One e x a m p l e i s t he c on c r e te m a s o n r y u n i t s ( C M U ) w h i c ha r e mass p r o d u c e d a t a r a t e o f 3 0 0 0 u n i t s / h o u r b y at y p i c a l b l o c k m a n u f a c t u r i n g m a c h i n e a n d s t e a m - c u r e dc u r r e n t l y i n a c h a m b e r a t a t e m p e r a t u r e o f 7 0 C f o ra b o u t 2 4 h o u r s . T h e C MU c a n b e t r e a t e d i n t h e samec h a m b e r u s i n g r e c o v e r e d CO2 f r o m f l u e g a s a t a m b i e n tt e m p e r a t u r e t o a c c e l e r a t e t he s tr en gt h g a i n a n d s h o r t e nt h e c u r i n g t i m e . A s t a n d a r d c o n c r e t e m a s o n r y u n i t ( 2 0 0mm e q u i v a l e n t ) c o n t a i n s a b o u t 1 . 36 k g ( 3 l b ) c e m e n t . I fo n l y 10% CO2 u p t a k e i s a s s u m e d , o n e m a s o n r y u n i t c a na b s o r b a b o u t 0 . 1 3 6 k g c a r b o n d i o x i d e . One b l o c km a c h i n e o p e r a t i n g f o r 1 6 h o u r s p e r d a y p r o d u c e s 4 8 , 0 0 0u n i t s , c o n s u m i n g 6 . 5 2 8 t o n s o f C O 2 . F o r a p r o d u c t i o n ,u s i n g 1 0 b l o c k m a c h i n e s o v e r 4 2 d a y s , 2 , 7 4 2 t o n s o fc a r b o n d i o x i d e c a n b e s e q u e s t e r e d , w h i c h i s c l o s e t o t h es c a l e o f s m a l l g e o l o g i c s t o r a g e p r o j e c t s . H o w e v e r , t h emass p r o d u c t i o n o f C MU w i l l c o n t i n u e a n d i t s a n n u a l CO2u p t a k e c a n r ea ch a b o u t 2 3 , 8 3 0 t o n s . M o r e o v e r , t h e r e i sa n i n c e n t i v e f o r t h e i n d u s t r y t o g e t i n v o l v e d b e c a u s e o ft he a cc el e ra t ed c u r i n g w h i c h e l i m i n a t e s p r e s e t t i n g t i m ef o r s t e a m - c u r i n g . I f CO2 a b s o r p t i o n c a n b e e n h a n c e d t o20 % o r m o r e , t he c ap ac it y o f t h e s e q u e s t r a t i o n w i l l b ed o u b l e d . A 20% u p t a k e o f CO2 b y c o n c r e t e r e p r e s e n t so n l y 4 0% o f i t s t h e o r e t i c a l l i m i t . T h e r e f o r e a l a r g e w i n d o wo f o p p o r t u n i t y e x i s t s t o i m p r o v e t h e t e c h n o l o g y f o r b e t t e rs e q u e s t r a t i o n . I t i s c e r t a i n t h a t a n i nc re a s ed c on v er s i o no f c a r b o n d i o x i d e t o c a r b o n a t e s w o u l d r e s u l t i n s t r o n g e ra n d more d u r a b l e c o n c r e t e p r o d u c t s , a s l o n g a s t h er e i sn o s t e e l r e i n f o r c e m e n t u s e d i n t h e c o n c r e t e p r o d u c t s .

C o n c l u s i o n sT h e p r e l i m i n a r y s t u d y h a s d e m o n s t r a t ed t h a t c o n c r e t eh a s t h e p o t e n t i a l t o a b s o r b c ar b o n d i o x i d e t h r o u g h i t se a r l y a g e c u r i n g . T h e t e c h n o l o g y c a n h e l p a l l e v i a t e as e r i o u s e n v i r o n m e n t a l p r o b l e m a s s o c i a t e d w i t h t h eg r e e n h o u s e e f f e c t a n d g l o b a l w a r m i n g . I t wa s f o u n d t h a ta c a r b o n a t e d c o n c r e t e c o u l d consume u p t o 16% C O 2 i nt w o - h o u r c a r b o n a t i o n c u r i n g a t 0 . 5 MPa p r e s s u r e . T h e i rs t r e n g t h d e v e l o p e d i n t w o - h o u r c u r i n g e x c e e d e d c o n t r o l sa t 7 d a y s o r 6 0 d a y s b y c o n v e n t i o n a l c u r i n g . F o r t h emaximum C O 2 u p t a k e , t h e m o s t c r i t i c a l p a r a m e t e r i s t h eC O 2 c o n c e n t r a t i o n i n t h e g a s . T h e h i g h e r t h e c a r b o nd i o x i d e c o n t e n t , t h e more t h e c a l c i u m c a r b o n a t e s c o u l db e g e n e r a t e d a n d t h e l e s s t h e t i m e a n d p r e s s u r e a r er e q u i r e d t o a c h i e v e t h e mass g a i n . L o n g e r c u r i n g t i m ep r o m o t e d m o r e C O 2 a b s o r p t i o n . H o w e v e r t h ec a r b o n a t i o n d u r a t i o n h a d a t h r e s h o l d v a l u e o v e r w h i c ht h e r a t e o f mass g a i n w o u l d b e s u b s t a n t i a l l y d e c r e a s e db e c a u s e o f t h e d e n s i f i e d s u r f a c e l a y e r s a n d t h e l o s s o fm o i s t u r e . A g a s o f 2 0 - 2 5 % C O 2 c o n c e n t r a t i o nr e p r e s e n t e d a t y p i c a l f l u e g a s f r o m c e m e n t k i l n s o rt h e r m a l p o w e r p l a n t s . A l t h o u g h t h e l o w c o n c e n t r a t i o nc o u l d s t i l l p a r t i a l l y h a r d e n t h e c o n c r e t e i n a r e a s o n a b l ys h o r t t i m e a n d p r o d u c e c o m p a r a b l e p e r f or m a n c e t oc o n v e n t i o n a l c u r i n g i n l o n g r u n , t h e c o r r e s p o n d i n g C O 2u p t a k e wa s n o t s u b s t a n t i a l b e c a u s e o f t h e l a c k o f c a r b o nd i o x i d e i n f l u e g a s . An e c o n o m i c a l e x t r a c t i o n p r o c e s s i sn e e d e d t o p u r i f y t h e f l u e g a s a n d i m p r o v e t h e e f f i c i e n c y

1 6 . 21 6 . 2E C 1 C 0 2 = 25% c o n c e n t r a t i o nNC 3 Time = 2 h o u r s 1 4 . 2

c i Q C r o s s s e c t i o n = n o t a l l s o l i d 1 3E l C 3 Q

9 . 3 "77 . 9 F 7 . 2z z z 7.2 "7Z 8 . 37 2 , , 7 . 2 ,

' 7'Z z . u 3 . 5 3. 2 3 . 3 3 . 1' 7 WR\m/ / / . < E E s m/ W

7/27/2019 04057319

6/6

o f C02 a b s o r p t i o n b y c o n c r e t e . T h e t e c h n o l o g y h a se x i s t e d a n d i s r e a d y f o r c o n c r e t e i n d u s t r y t o u s e .AcknowledgmentT h e s u p p o r t b y N a t u r a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n gR e s e a r c h C o u n c i l o f C a n a d a ( N S E R C ) , S t . L a w r e n c ec e m e n t a n d CJS T e c h n o l o g y i s g r a t e f u l l y a c k n o w l e d g e d .R e f e r e n c e sG o o d b r a k e , C . J . , Y o u n g , J . F . a n d B e r g e r R . L . , ( 1 9 7 9 ) ," R e a c t i o n o f B e t a - D i c a l c i u m S i l i c a t e a n d T r i c a l c i u mS i l i c a t e w i t h C a r b o n D i o x i d e a n d W a t e r V a p o r " , J o u r n a lo f T h e A m e r i c a n C e r a m i c S o c i e t y , M a r c h , p p . 1 6 8 - 1 7 1 .L a c k n e r , K . S . , W e n d t , C . H . , B u t t , D . P . , J o y c e J r . , E . L .a n d S h a r p , D . H . 1 9 9 5 . C a r b o n d i o x i d e d i s p o s a l i nc a r b o n a t e m i n e r a l s . E n e r g y , 2 0 : 1 1 5 3 - 1 1 7 0 .

B i o g r a p h yY i x i n S h a o i s a n a s s o c i a t e p r o f e s s o r o f D e p a r t m e n t o fC i v i l E n g i n e e r i n g a t M c G i l l U n i v e r s i t y , M o n t r e a l , C a n a d a .H is r es ea rc h i s i n v o l v e d w i t h c a r b o n a t i o n b e h a v i o r o fc a l c i u m - c a r r y i n g m a t e r i a l s , b u i l d i n g p r o d u c t d e v e l o p m e n ta n d CO2 s e q u e s t r a t i o n u s i n g c a l c i u m s i l i c a t e c o n c r e t e .X u d o n g Zhou i s a M . E n g . g r a d u a t e s t u d e n t i n t h eD e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g a t M c G i l l U n i v e r s i t y . H i sr e s e a r c h i s i n v o l v e d w i t h c a r b o n a t i o n p r o c e s s i n g o fc e m e n t - b a s e d b u i l d i n g p r o d u c t s .Sean M o n k m a n i s a d o c t o r a l c a n d i d a t e i n t h eD e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g a t M c G i l l U n i v e r s i t y a n di s c u r r e n t l y w o r k i n g o n t h e p r o j e c t o n c a r b o n u p t a k e a n ds tr e ng t h g a in i n c e m e n t - s l a g b l e n d s . He r e c e i v e d a n MS cf r o m t h e U n i v e r s i t y o f W a t e r l o o a n d a BSc i n M a t e r i a l sS c i e n c e a n d M e t a l l u r g i c a l E n g i n e e ri n g f r om Q u e e n ' sU n i v e r s i t y .

M a l h o t r a , V . M . ( 1 9 9 9 ) , " M a k i n g C o n c r e t e G r e e n e r w i t hF l y A s h " , C o n c r e t e I n t e r n a t i o n a l , 2 1 ( 5 ) , m a y , p p 6 1 - 6 6 .M o u r i t s , F . 2 0 0 3 . C a p t u r e a n d s e q u e s t r a t i o n o fg r e e n h o u s e g a s e s i n C a n a d a . N a t u r a l R e s o u r c e sC a n a d a , O t t a w a .N E T L , ( 2 0 0 4 ) . C a r b o n s e q u e s t r a t i o n : t e c h n o l o g yr o a d m a p a n d p r o g r a m p l a n . N a t i o n a l E n e r g y T e c h n o l o g yL a b o r a t o r y , US D e p a r t m e n t o f E n e r g y .P a p a d a k i s , V . G . , C a y e n a s , C . G . , F a r d i s , M . N . , ( 1 9 8 9 )" A R e a c t i o n E n g i n e e r i n g A p p r o a c h t o t h e P r o b l e m o fC o n c r e t e C a r b o n a t i o n " , A l C h E J o u r n a l , 3 5 ( 1 0 ) , p p . 1 6 3 9 -1 6 5 0 .P e n n e r , L . , O ' C o n n o r , W . K . , D a h l i n , D . C . , G e r d e m a n n , S .a n d R u s h , G . E . 2 0 0 4 . M i n er a l c ar b on a ti o n: e n e r g y c o s t so f p r e - t r e a t m e n t o p t i o n s a n d i n s i g h t s g a i n e d f r o m f l o wl o o p r e a c t i o n s t u d i e s " , P r o c e e d i n g s o f 3 r d A n n u a lC o n f e r e n c e o n C a r b o n C a p t u r e a n d S e q u e s t r a t i o n ,CDROM, W a s h i n g t o n , D . C .S t e i n o u r , H . H . 1 9 5 6 . So me e f f e c t s o f c a r b o n d i o x i d e o nm o r t a r a n d c o n c r e t e " , J . A m e r i ca n C o n c r e te I n s t i t u t e , 3 0 :9 0 5 - 9 0 7 .W o r r e l , E . , P r i c e , L . , a n d M a r t i n , N . 2 0 0 1 . C a r b o n d i o x i d ee mi ss io ns f r o m t h e g l o b a l c e m e n t i n d u s t r y . A n n u a lR e v i e w o f E n e r g y a n d E n v i r o n m e n t , 2 6 : 3 0 3 - 3 2 9 .Y o u n g , J . F . , B e r g e r , R . L . a n d B r e e s e , J . 1 9 7 4 .A c c e l e r a t e d c u r i n g o f c o m p a c t e d c a l c i u m s i l i c a t e m o r t a r so n e x p o s u r e t o C O 2 . J o u r n a l o f T h e A m e r i c a n C e r a m i cS o c i e t y , 5 7 : 3 9 4 - 3 9 7 .