Findings of an experimental study in a rabbit model on posterior capsule opacification after implantation of hydrophobic acrylic and hydrophilic acrylic intraocular lenses

Nikolaos Trakos1, Elli Ioachim2, Elena Tsanou2, Miltiadis Aspiotis1, Konstantinos Psilas1, Chris Kalogeropoulos11University Eye Clinic of Ioannina, Ioannina, Greece; 2Pathology Department, University of Ioannina, Ioannina, GreecePurpose: Study on cell growth on the posterior capsule after implantation of hydrophobic acrylic (Acrysof SA 60 AT) and hydrophilic acrylic (Akreos Disc) intraocular lenses (IOL) in a rabbit model and comparison of posterior capsule opacification (PCO).Methods: Phacoemulsification was performed in 22 rabbit eyes, and two different IOL types (Acrysof SA60 AT and Akreos Disc) were implanted. These IOLs had the same optic geometry (square edged) but different material and design. Central PCO (CPCO), peripheral PCO (PPCO), Sommering’s ring (SR) formation, type of growth, extension of PCO, cell type, inhibition, and fibrosis were evaluated three weeks after surgery. Histological sections of each globe were prepared to document the evaluation of PCO.Results: No statistically significant difference was observed between a hydrophobic acrylic IOL and a hydrophilic acrylic IOL in relation to the CPCO, PPCO, type of growth, extension, cell type, inhibition, and fibrosis. Statistically significant difference was observed in relation to the formation of SR with Acrysof SA 60 AT group presenting more SR than Akreos Disc group.Conclusion: PCO was not influenced by the material of the IOL or the design of the haptics of the IOLs we studied.Keywords: posterior capsule opacification, intraocular lenses, rabbit mode

Investigation of the parameters that affect the integration of self-healing characteristics in cementitious materials

The present PhD thesis investigates the parameters that affect the integration of self-healing characteristics in cementitious materials. The modern requirements for the fulfilment of constructions' intended lifespan have, as a result, the availability of significant resources for their maintenance and repair. Building elements with self-healing ability have a positive impact on the cost, quality, and lifetime of constructions, as well as the expected environmental benefits, should be taken into consideration.Within the frameworks of the experimental measurements, six different cementitious material compositions were designed, that were used for the preparation of cement paste samples, cementitious mortars and concrete. One of these compositions, is functioned as a reference one. Α type CEM I ordinary Portland cement was used as a basis material, while different percentages of carboxylic acids, sodium carbonate and an expansive CSA agent, were added per composition. The water to binder ratio, per case, was adjusted to 0.26 for pastes, 0.40 for cementitious mortars compositions and 0.45 for concrete specimens. An appropriate amount of superplasticizer was used to achieve satisfactory workability, per case and synthesis. In the cement pastes compositions, a hydration study was held per mixture, while in those of the cementitious mortars and concretes, the evolution of the hydration has been indirectly controlled through compressive strength tests. After the specimens curing for 28 days in water, artificial cracks were introduced into their matrix, running along both surfaces and through the matrix of the specimen, then the cracked specimens were fastened with stainless-steel clamps. The specimens were then re-immersed in water and checked at regular intervals (0, 10, 20, 30, 40 and 200 days for paste samples / 0, 30, 40 and 200 days for cement mortar samples / 0, 40, 50 and 60 days for concrete samples) to observe the self-healing progress, using a stereomicroscope. The compositions efficiency, as well as the healing mechanism, were evaluated through instrumental methods of analysis (X.R.D., T.G.A., A.A.S, micro-Raman, S.E.M., 3D X-ray micro-CT, 3D microscopy), but also through durability tests (capillary water absorption, open porosity, freeze-thaw and wet-dry cycles, chloride migration and diffusion coefficient).A significant reduction in the crack width was observed in all the samples, while the crack was completely healed in some cases. The samples containing dicarboxylic acid addition and the expansive CSA compound presented the best behavior, with those of the fifth composition (CSA/2DCA*) yielding the best results in all test categories, closing cracks with a maximum width of up to 400 μm. The visual inspection through stereoscopic microscopy and the S.E.M. technique was a useful and usable tool. The determination of the pH and the conductivity of the specimen during the hydration stage can function as a prognostic factor for finding the optimal composition, while the methods of water absorption and open porosity can be used as rapid evaluation techniques.The results of the present PhD thesis showed that the self-healing degree is depending on the percentage of additives. Mortars and concretes syntheses that combined dicarboxylic acids/expansive additive performed best by preserving unreacted clinker grains that they could be hydrated at later ages. Finally, the carbonation of portlandite led to calcite precipitation either in bulk (using fibers as nucleation sites) or on the cracks’ areas.H παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματεύεται τη διερεύνηση των παραμέτρων που διαμορφώνουν την ενσωμάτωση των χαρακτηριστικών αυτοΐασης στα τσιμεντοειδή υλικά. Οι σύγχρονες απαιτήσεις για την εκπλήρωση του σχεδιασμένου χρόνου ζωής των κατασκευών, έχουν ως αποτέλεσμα τη διάθεση σημαντικών πόρων για τη συντήρηση και την επισκευή αυτών. Δομικά στοιχεία με δυνατότητες αυτοΐασης έχουν θετική επίδραση στο κόστος, στην ποιότητα και διάρκεια ζωής των δομικών έργων, ενώ θα πρέπει να συνεκτιμώνται και τα αναμενόμενα περιβαλλοντικά οφέλη.Στα πλαίσια των πειραματικών μετρήσεων, σχεδιάστηκαν 6 διαφορετικές συνθέσεις τσιμεντοειδών υλικών οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή δοκιμίων παστών, τσιμεντοκονιαμάτων και σκυροδέματος. Από αυτές τις συνθέσεις, μία λειτούργησε ως σύνθεση αναφοράς. Ως βάση χρησιμοποιήθηκε τσιμέντο Πόρτλαντ τύπου Ι, ενώ ανά σύνθεση προστέθηκαν διαφορετικά ποσοστά καρβοξυλικών οξέων, ανθρακικού νατρίου και διογκωτικού παράγοντα CSA. Ο λόγος νερού προς τσιμεντοειδή υλικά, ανά περίπτωση, προσαρμόστηκε σε 0.26 για τις πάστες, 0.40 για τις συνθέσεις τσιμεντοκονιαμάτων και 0.45 για τα δοκίμια σκυροδέματος. Για την επίτευξη ικανοποιητικής εργασιμότητας χρησιμοποιήθηκε κατάλληλη ποσότητα υπερρευστοποιητή ανά περίπτωση και σύνθεση. Στις συνθέσεις πάστας, πραγματοποιήθηκε μελέτη ενυδάτωσης ανά μείγμα, ενώ σε εκείνες των τσιμεντοκονιαμάτων και σκυροδέματος, η εξέλιξη της ενυδάτωσης ελέγχθηκε έμμεσα μέσω δοκιμών μονοαξονικής θλίψης. Μετά τη συντήρηση των δοκιμίων για 28 ημέρες στο νερό, αυτά υποβλήθηκαν σε τεχνητή διάρρηξη προς σχηματισμό διαμπερών ρωγμών, ενώ ακολούθως δέθηκαν με μεταλλικούς σφιγκτήρες. Στη συνέχεια τα δοκίμια εμβαπτίστηκαν εκ νέου στο νερό και ελέγχονταν ανά τακτά χρονικά διαστήματα (0, 10, 20, 30, 40 και 200 ημέρες για δείγματα πάστας / 0, 30, 40 και 200 ημέρες για δείγματα τσιμεντοκονιαμάτων / 0, 40, 50 και 60 ημέρες για δείγματα σκυροδέματος) για να παρατηρηθεί η πρόοδος της αυτοΐασης, μέσω στερεοσκοπικής μικροσκοπίας. Η αποτελεσματικότητα των συνθέσεων, καθώς και ο μηχανισμός ίασης αξιολογήθηκαν μέσω ενόργανων μεθόδων ανάλυσης (X.R.D., T.G.A., A.A.S, micro-Raman, S.E.M., 3D X-ray micro-CT, 3D microscopy), αλλά και μέσω δοκιμών ανθεκτικότητας (υδατοαπορροφητικότητα, ανοικτό πορώδες, κύκλοι ψύξης-απόψυξης και υγρού-ξηρού, διείσδυση και διάχυση χλωριόντων).Στο σύνολο των δειγμάτων, παρατηρήθηκε σημαντική μείωση του πλάτους των ρωγμών, ενώ σε ορισμένες συνθέσεις η αυτοΐαση ήταν σχεδόν πλήρης. Τα δοκίμια που περιείχαν στη σύνθεση τους προσθήκη δικαρβοξυλικών οξέων και το διογκωτικό πρόσθετο CSA παρουσίασαν την καλύτερη συμπεριφορά, με εκείνο της πέμπτης σύνθεσης (CSA/2DCA*) να φέρει στο σύνολο των δοκιμών τα καλύτερα αποτελέσματα σε όλες τις κατηγορίες δειγμάτων, κλείνοντας ρωγμές μέγιστου πλάτους έως και 400 μm. Χρήσιμο και αξιοποιήσιμο στοιχείο ήταν η οπτική επιθεώρηση μέσω της στερεοσκοπικής μικροσκοπίας αλλά και της τεχνικής S.E.M.. Ο προσδιορισμός του pH αλλά και της αγωγιμότητας των δοκιμίων κατά το στάδιο της ενυδάτωσης μπορεί να λειτουργήσει ως προγνωστικός παράγοντας για την εύρεση της βέλτιστης σύνθεσης, ενώ οι μέθοδοι της υδατοαπορροφητικότητας και του ανοικτού πορώδους μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τεχνικές γρήγορης αξιολόγησης.Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής έδειξαν ότι αναλόγως της ποσότητας προσθήκης των προσθέτων διαμορφώνεται και ο βαθμός αυτοΐασης, όπως αυτό φαίνεται από τις συνθέσεις που δοκιμάστηκαν. Ο συνδυασμός δικαρβοξυλικών οξέων/διογκωτικού πρόσθετου αποδίδει καλύτερα, συντηρώντας μη ενυδατωμένους κόκκους κλίνκερ, οι οποίοι ενδέχεται να ενυδατωθούν σε μεταγενέστερα στάδια. Τέλος, σημειώνεται πως η ενανθράκωση του πορτλαντίτη οδήγησε με τη σειρά της σε καταβύθιση κρυστάλλων ανθρακικού ασβεστίου, είτε απευθείας στο χώρο της ρωγμής (χρησιμοποιώντας τις πολυμερικές ίνες ως θέσεις δημιουργίας πυρήνων κρυστάλλωσης), είτε στην επιφάνεια των παρυφών αυτής

Investigation of the parameters that affect the integration of self-healing characteristics in cementitious materials

The present PhD thesis investigates the parameters that affect the integration of self-healing characteristics in cementitious materials. The modern requirements for the fulfilment of constructions' intended lifespan have, as a result, the availability of significant resources for their maintenance and repair. Building elements with self-healing ability have a positive impact on the cost, quality, and lifetime of constructions, as well as the expected environmental benefits, should be taken into consideration.Within the frameworks of the experimental measurements, six different cementitious material compositions were designed, that were used for the preparation of cement paste samples, cementitious mortars and concrete. One of these compositions, is functioned as a reference one. Α type CEM I ordinary Portland cement was used as a basis material, while different percentages of carboxylic acids, sodium carbonate and an expansive CSA agent, were added per composition. The water to binder ratio, per case, was adjusted to 0.26 for pastes, 0.40 for cementitious mortars compositions and 0.45 for concrete specimens. An appropriate amount of superplasticizer was used to achieve satisfactory workability, per case and synthesis. In the cement pastes compositions, a hydration study was held per mixture, while in those of the cementitious mortars and concretes, the evolution of the hydration has been indirectly controlled through compressive strength tests. After the specimens curing for 28 days in water, artificial cracks were introduced into their matrix, running along both surfaces and through the matrix of the specimen, then the cracked specimens were fastened with stainless-steel clamps. The specimens were then re-immersed in water and checked at regular intervals (0, 10, 20, 30, 40 and 200 days for paste samples / 0, 30, 40 and 200 days for cement mortar samples / 0, 40, 50 and 60 days for concrete samples) to observe the self-healing progress, using a stereomicroscope. The compositions efficiency, as well as the healing mechanism, were evaluated through instrumental methods of analysis (X.R.D., T.G.A., A.A.S, micro-Raman, S.E.M., 3D X-ray micro-CT, 3D microscopy), but also through durability tests (capillary water absorption, open porosity, freeze-thaw and wet-dry cycles, chloride migration and diffusion coefficient).A significant reduction in the crack width was observed in all the samples, while the crack was completely healed in some cases. The samples containing dicarboxylic acid addition and the expansive CSA compound presented the best behavior, with those of the fifth composition (CSA/2DCA*) yielding the best results in all test categories, closing cracks with a maximum width of up to 400 μm. The visual inspection through stereoscopic microscopy and the S.E.M. technique was a useful and usable tool. The determination of the pH and the conductivity of the specimen during the hydration stage can function as a prognostic factor for finding the optimal composition, while the methods of water absorption and open porosity can be used as rapid evaluation techniques.The results of the present PhD thesis showed that the self-healing degree is depending on the percentage of additives. Mortars and concretes syntheses that combined dicarboxylic acids/expansive additive performed best by preserving unreacted clinker grains that they could be hydrated at later ages. Finally, the carbonation of portlandite led to calcite precipitation either in bulk (using fibers as nucleation sites) or on the cracks’ areas.H παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματεύεται τη διερεύνηση των παραμέτρων που διαμορφώνουν την ενσωμάτωση των χαρακτηριστικών αυτοΐασης στα τσιμεντοειδή υλικά. Οι σύγχρονες απαιτήσεις για την εκπλήρωση του σχεδιασμένου χρόνου ζωής των κατασκευών, έχουν ως αποτέλεσμα τη διάθεση σημαντικών πόρων για τη συντήρηση και την επισκευή αυτών. Δομικά στοιχεία με δυνατότητες αυτοΐασης έχουν θετική επίδραση στο κόστος, στην ποιότητα και διάρκεια ζωής των δομικών έργων, ενώ θα πρέπει να συνεκτιμώνται και τα αναμενόμενα περιβαλλοντικά οφέλη.Στα πλαίσια των πειραματικών μετρήσεων, σχεδιάστηκαν 6 διαφορετικές συνθέσεις τσιμεντοειδών υλικών οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή δοκιμίων παστών, τσιμεντοκονιαμάτων και σκυροδέματος. Από αυτές τις συνθέσεις, μία λειτούργησε ως σύνθεση αναφοράς. Ως βάση χρησιμοποιήθηκε τσιμέντο Πόρτλαντ τύπου Ι, ενώ ανά σύνθεση προστέθηκαν διαφορετικά ποσοστά καρβοξυλικών οξέων, ανθρακικού νατρίου και διογκωτικού παράγοντα CSA. Ο λόγος νερού προς τσιμεντοειδή υλικά, ανά περίπτωση, προσαρμόστηκε σε 0.26 για τις πάστες, 0.40 για τις συνθέσεις τσιμεντοκονιαμάτων και 0.45 για τα δοκίμια σκυροδέματος. Για την επίτευξη ικανοποιητικής εργασιμότητας χρησιμοποιήθηκε κατάλληλη ποσότητα υπερρευστοποιητή ανά περίπτωση και σύνθεση. Στις συνθέσεις πάστας, πραγματοποιήθηκε μελέτη ενυδάτωσης ανά μείγμα, ενώ σε εκείνες των τσιμεντοκονιαμάτων και σκυροδέματος, η εξέλιξη της ενυδάτωσης ελέγχθηκε έμμεσα μέσω δοκιμών μονοαξονικής θλίψης. Μετά τη συντήρηση των δοκιμίων για 28 ημέρες στο νερό, αυτά υποβλήθηκαν σε τεχνητή διάρρηξη προς σχηματισμό διαμπερών ρωγμών, ενώ ακολούθως δέθηκαν με μεταλλικούς σφιγκτήρες. Στη συνέχεια τα δοκίμια εμβαπτίστηκαν εκ νέου στο νερό και ελέγχονταν ανά τακτά χρονικά διαστήματα (0, 10, 20, 30, 40 και 200 ημέρες για δείγματα πάστας / 0, 30, 40 και 200 ημέρες για δείγματα τσιμεντοκονιαμάτων / 0, 40, 50 και 60 ημέρες για δείγματα σκυροδέματος) για να παρατηρηθεί η πρόοδος της αυτοΐασης, μέσω στερεοσκοπικής μικροσκοπίας. Η αποτελεσματικότητα των συνθέσεων, καθώς και ο μηχανισμός ίασης αξιολογήθηκαν μέσω ενόργανων μεθόδων ανάλυσης (X.R.D., T.G.A., A.A.S, micro-Raman, S.E.M., 3D X-ray micro-CT, 3D microscopy), αλλά και μέσω δοκιμών ανθεκτικότητας (υδατοαπορροφητικότητα, ανοικτό πορώδες, κύκλοι ψύξης-απόψυξης και υγρού-ξηρού, διείσδυση και διάχυση χλωριόντων).Στο σύνολο των δειγμάτων, παρατηρήθηκε σημαντική μείωση του πλάτους των ρωγμών, ενώ σε ορισμένες συνθέσεις η αυτοΐαση ήταν σχεδόν πλήρης. Τα δοκίμια που περιείχαν στη σύνθεση τους προσθήκη δικαρβοξυλικών οξέων και το διογκωτικό πρόσθετο CSA παρουσίασαν την καλύτερη συμπεριφορά, με εκείνο της πέμπτης σύνθεσης (CSA/2DCA*) να φέρει στο σύνολο των δοκιμών τα καλύτερα αποτελέσματα σε όλες τις κατηγορίες δειγμάτων, κλείνοντας ρωγμές μέγιστου πλάτους έως και 400 μm. Χρήσιμο και αξιοποιήσιμο στοιχείο ήταν η οπτική επιθεώρηση μέσω της στερεοσκοπικής μικροσκοπίας αλλά και της τεχνικής S.E.M.. Ο προσδιορισμός του pH αλλά και της αγωγιμότητας των δοκιμίων κατά το στάδιο της ενυδάτωσης μπορεί να λειτουργήσει ως προγνωστικός παράγοντας για την εύρεση της βέλτιστης σύνθεσης, ενώ οι μέθοδοι της υδατοαπορροφητικότητας και του ανοικτού πορώδους μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τεχνικές γρήγορης αξιολόγησης.Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής έδειξαν ότι αναλόγως της ποσότητας προσθήκης των προσθέτων διαμορφώνεται και ο βαθμός αυτοΐασης, όπως αυτό φαίνεται από τις συνθέσεις που δοκιμάστηκαν. Ο συνδυασμός δικαρβοξυλικών οξέων/διογκωτικού πρόσθετου αποδίδει καλύτερα, συντηρώντας μη ενυδατωμένους κόκκους κλίνκερ, οι οποίοι ενδέχεται να ενυδατωθούν σε μεταγενέστερα στάδια. Τέλος, σημειώνεται πως η ενανθράκωση του πορτλαντίτη οδήγησε με τη σειρά της σε καταβύθιση κρυστάλλων ανθρακικού ασβεστίου, είτε απευθείας στο χώρο της ρωγμής (χρησιμοποιώντας τις πολυμερικές ίνες ως θέσεις δημιουργίας πυρήνων κρυστάλλωσης), είτε στην επιφάνεια των παρυφών αυτής

Self-healing of cementitious materials

89 σ.Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”Αντικείμενο της εργασίας, είναι η διερεύνηση της αυτο-ίασης (self-healing) τεχνητών ρωγμών σε κονιάματα τσιμέντου, τα οποία παρασκευάσθηκαν με χρήση εμπορικών προσθέτων. Οι σύγχρονες απαιτήσεις για την εκπλήρωση του σχεδιασμένου χρόνου ζωής των κατασκευών, έχουν ως αποτέλεσμα τη διάθεση σημαντικών πόρων για τη συντήρηση και την επισκευή αυτών. Δομικά στοιχεία με δυνατότητες αυτο-ίασης έχουν θετική επίδραση στο κόστος, στην ποιότητα και στη διάρκεια ζωής των δομικών έργων, ενώ θα πρέπει οπωσδήποτε να συνεκτιμούνται και τα αναμενόμενα περιβαλλοντικά οφέλη. Παρασκευάσθηκαν 7 διαφορετικές συνθέσεις κονιαμάτων με χρήση, τσιμέντου τύπου Ι, ασβεστολιθικής άμμου, ινών και δυο διαφορετικών εμπορικών προσθέτων. Ο λόγος νερού προς τσιμεντοειδή υλικά (W/B) και η ποσότητα του υπερρευστοποιητή βελτιστοποιήθηκαν με δοκιμαστικά αναμίγματα. Μετά τη συντήρηση των δοκιμίων για 28 ημέρες, γίνονται τεχνητές ρωγμές (μέσω δοκιμής σε διάρρηξη) και τα δοκίμια συντηρούνται σε νερό για κατάλληλο χρονικό διάστημα. Σε τακτά χρονικά διαστήματα (10, 20, 40 ημέρες) ελέγχεται η πρόοδος της αυτο-ίασης (κλείσιμο) των ρωγμών με στερεοσκόπιο. Ακόμη, με την τεχνική SEM προσδιορίζεται η φύση των ορυκτολογικών φάσεων που αναπτύσσονται στις ρωγμές και τελικά αξιολογούνται οι συνθέσεις που μελετήθηκαν. Παρατηρήθηκε σημαντική μείωση του πλάτους των ρωγμών, ενώ σε κάποιες συνθέσεις η αυτο-ίαση ήταν σχεδόν πλήρης. Χρήσιμο και αξιοποιήσιμο ακόμη στοιχείο είναι η χρονική εξέλιξη του φαινόμενου της αυτο-ίασης στις διάφορες συνθέσεις, ενώ η ηλεκτρονική μικροσκοπία SEM αξιοποιήθηκε ιδιαίτερα στην ερμηνεία του μηχανισμού δράσης των χρησιμοποιηθέντων προσθέτων. Τέλος, από τις πειραματικές μετρήσεις διευκρινίστηκε η συμβολή καθενός από τα πρόσθετα που χρησιμοποιήθηκαν στη διαδικασία της αυτο-ίασης των κο-νιαμάτων.The subject of this thesis is the self-healing of cementitious materials. Seven mortars (W/B=0.38) were prepared using cement type I, calcareous sand, polypropylene fibers, superplasticizer and two commercial additives. The first one was a crystalline waterproofing admixture (Penetron® Admix), while the second one was a special expansive hydraulic binder (DENKA CSA#20). Specimens were water cured for 28 days and then artificially cracked (crack width up to 120 μm) in order to clarify the self-healing process. After cracking, the specimens were water-cured and the residual crack width was measured after 10, 20 and 40 days using a stereomicroscope. In addition, the mineral phases that precipitated in the cracks were examined by SEM-EDS. Significant reduction of crack width was observed, while in some mixes the cracks were completely sealed. The mix containing 10% CSA and 1.5% Penetron showed the best self-healing behavior.Κωνσταντίνος Μ. Ασπιώτη

Durability of Structural Lightweight Concrete Containing Different Types of Natural or Artificial Lightweight Aggregates

Different structural lightweight concrete mixtures of specific density and strength classes were produced by using various lightweight aggregates (LWAs) such as pumice, perlite, and rice husk ash. Their properties were evaluated in fresh and hardened states with regards to compressive strength and durability parameters such as water absorption (open porosity and capillary absorption), chloride’s penetration resistance, and carbonation depth. According to the results, most LWA concrete mixtures performed satisfactorily in terms of the designed strength and density and they could be used as structural LWA concrete mixtures. As far as the durability of LWA concrete was concerned, open porosity and resistance to the carbonation of LWA concrete were burdened with the porous nature of LWAs, while sorptivity in some mixtures and especially chlorides’ penetration resistance in all mixtures were reported to be significantly improved. The overall strength and durability performance of the designed LWA concrete mixtures could mitigate the concerns stemming from its vulnerability to extreme exposure conditions

Sustainable Restoration of Depleted Quarries by the Utilization of Biomass Energy By-Products: The Case of Olive Kernel Residuals

The combustion of biomass has a neutral atmospheric CO2 fingerprint, because the overall produced CO2 emissions are balanced by the CO2 uptake from the plants during their growth. The current study evaluates the environmental impact of the biomass ash wastes originating from the combustion of olive-kernel residuals for electricity production in accordance with Directive EE/2003. Additionally, the study investigates the potential use of such waste in the restoration of depleted calcareous aggregate quarries in the frame of the circular economy, as a substrate or as a soil amendment. Olive-kernel residual ash, obtained from a 5 MW operating electricity power plant, was mixed with soil and tested for its adequacy for use as a substrate or soil amendment in a depleted calcareous aggregate quarry. The positive effects of the olive-kernel residual bottom ashes in the availability and the mobility of major and trace elements were assessed in both batch and column experiments. The effect of biomass ash in soil amelioration was assessed via pot experiments, by examining the growth of two plant species Cupressus sempervirens (cypress) and Dichondra repens (alfalfa). The environmental characterization of the olive-kernel residual bottom ash indicates that the water-leachable concentrations of controlled elements are, generally, within the acceptable limits for disposal as inert waste in landfills. However, the bottom ash was found to contain significant amounts of K, Ca and Mg, which are macro-nutrients for the growth of plants, serving as a slow-release fertilizer by adding nutrients in the soil. The application of bottom ash in the alkaline soil had a minor positive effect in plant growth while the addition of the ash in the acidic soil exhibited considerable effect in the growth of Dichondra repens and Cupressus sempervirens due to the release of nutrients and to the pH conditioning. Olive-kernel residual bottom ash has been proved to be appropriate as a soil amendment, and as a soil substrate for the restoration of depleted quarries, decreasing the requirement for commercial inorganic fertilizers