Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ dodatku mączki wapiennej na właściwości mieszanki oraz mrozoodporność betonu hydrotechnicznego

Jawański Witold, Wiśniewski Maciej

Gospodarka Wodna

|

2025

|

Nr 10

7-12

PL

Beton hydrotechniczny, w szczególności beton masywny wykorzystywany przy budowie dużych obiektów hydrotechnicznych, takich jak zapory, jazy, śluzy i nabrzeża, wymaga stosowania cementów o niskim cieple hydratacji. Przez ostatnie lata podstawowym rodzajem cementu używanym w Polsce był cement hutniczy CEM III/A 32,5N-LH/HSR/NA, a projektowane mieszanki betonowe zawierały kruszywo gruboziarniste i były przeznaczone do wbudowywania przy użyciu pojemników. Obecnie obserwuje się dynamiczne zmiany w dostępności i asortymencie cementów na rynku, wynikające z uproszczenia procesów produkcyjnych, dążenia do obniżania śladu węglowego oraz stosowania niemal wyłącznie mieszanek betonowych przeznaczonych do transportu pompowego. W konsekwencji dominującym produktem stał się cement hutniczy wyższej klasy - CEM III/A 42,5N-LH/HSR/NA -którego zużycie w recepturach betonów jest większe w celu uzyskania wymaganej konsystencji i pompowalności mieszanek. Paradoksalnie skutkuje to zwiększeniem śladu węglowego w porównaniu z betonami stosowanymi wcześniej. Z tego względu zasadne staje się zastosowanie dodatków pozwalających na zmniejszenie ilości cementu bez utraty pompowalności mieszanki i obniżenia trwałości betonu. Obecnie jedynym szeroko dostępnym, tanim dodatkiem tego typu jest mączka wapienna. W ramach referatu przeanalizowano modelową mieszankę pompowalnego betonu hydrotechnicznego, w której do 20% objętości absolutnej cementu hutniczego zastąpiono mączką wapienną. Zbadano wpływ takiego rozwiązania na urabialność, dozowanie domieszek, wytrzymałość na ściskanie oraz mrozoodporność betonu stwardniałego, ocenianą metodą zwykłą i hydrotechniczną. Wyniki badań pozwoliły określić optymalne ilości dodatku mączki wapiennej w betonach hydrotechnicznych z cementem rodzaju CEM III/A.

EN

Hydrotechnical concrete, especially massive concrete used in large structures such as dams, weirs, locks, and harbour quays, requires the use of cements with low heat of hydration. For many years in Poland, the primary material used for this purpose has been blast furnace cement CEM III/A 32,5N-LH/ HSR/NA. Concrete mixes were typically designed with coarse aggregates and placed using buckets operated by cranes. Currently, both the number and variety of cements available on the local market are changing rapidly, driven by efforts to simplify production processes and reduce the carbon footprint. At the same time, concrete is now almost exclusively placed by pumping, which requires highly workable, pumpable mixes. As a result, the most widely available cement is now CEM III/A 42,5N-LH/HSR/NA, and its dosage in mix designs has increased to achieve the necessary consistency and pumpability. Paradoxically, this results in a higher carbon footprint compared to the stiffer, bucket-placed concretes with lower cement content used in the past. Consequently, there is a growing need for cement additives that allow for reduced cement content without compromising pumpability or durability. At present, the only widely available, low-cost additive that meets these criteria is limestone powder. The authors of the paper tested a model pumpable hydrotechnical concrete mix for dams in which up to 20% of blast furnace slag cement volume was replaced with grinded limestone dust. The study investigated the impact of this replacement on mix workability, admixture demand, compressive strength, and freeze-thaw resistance of the hardened concrete. The latter was assessed using both standard and hydrotechnical methods according to Polish specifications. The results make it possible to identify the optimal replacement ratio of blast furnace cement CEM III/A with limestone dust for use in this type of hydrotechnical concrete.

2

Projektowanie zapraw cementowych o optymalnej urabialności i stabilności na konkurs ACI - Mortar Workability 2024

Olczyk Norbert, Góra Wiktoria, Góralski Adrian, Iwańska Karolina, Jaczyński Maciej, Kaźmierczak Kacper, Żygadło Alicja

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 4

41--45

PL

Artykuł przedstawia proces projektowania i wykonywania zaprawy cementowej o optymalnej urabialności, spełniającej regulaminowe kryteria konkursu „Mortar Workability 2024” organizowanego przez American Concrete Institute (ACI) w Nowym Orleanie w USA, dotyczące właściwości reologicznych, parametrów ekologicznych i ekonomicznych.

EN

The article presents the process of designing and manufacturing a concrete mortar with optimal workability, meeting the regulatory criteria of the „Mortar Workability 2024” competition, concerning rheological properties of cement-based mixtures. The event is organized by the American Concrete Institute (ACI) in New Orleans USA.

3

Wpływ dodatku włókien PVA na właściwości mieszanki oraz stwardniałego betonu alkalicznie aktywowanego zawierającego żużel i popiół lotny, dojrzewającego w temperaturze pokojowej

Venkateswarlu Mangalapuri, Gunneswara Rao T.D.

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 5

409--428

PL

W pracy zbadano wpływ włókien z alkoholu poliwinylowego [PVA] na właściwości mieszanki betonowej i właściwości mechaniczne alkalicznie aktywowanego betonu z żużla i popiołu lotnego [AASFC], dojrzewającego w warunkach otoczenia. Opracowano skład betonu o wytrzymałości 40 MPa przy użyciu 100% mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego [GGBFS], oraz betonu, w którym GGBFS zastąpiono 0%, 20%, 40%, 60%, 80% i 100% popiołu lotnego. Włókna PVA wprowadzono do wszystkich mieszanek w ilościach: 0,00%, 0,15%, 0,30%, 0,45% i 0,60%. Zbadano konsystencję [rozpływ] i właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu, wytrzymałość na zginanie, zależność naprężenie-odkształcenie, naprężenie maksymalne, odkształcenie przy naprężeniu maksymalnym, moduł sprężystości [MOE] i zdolność pochłaniania energii [EAC]. Znaleziono korelację między wytrzymałością na ściskanie, rozciąganie przy rozłupywaniu i zginanie wszystkich mieszanek, a uzyskane zależności porównano z poprzednimi badaniami i wymaganiami normowymi. Zgodnie z wynikami badań rozpływ mieszanek wzrósł wraz ze wzrostem zawartości popiołu lotnego, ale zmniejszył się wraz ze wzrostem zawartości włókien we wszystkich badanych mieszankach. Właściwości mechaniczne poprawiły się wraz ze wzrostem zawartości włókien PVA dla udziałów 0,15% i 0,30%, natomiast w przypadku większych udziałów 0,45% i 0,60% pogorszyły się. Z badań wynika, że we wszystkich przypadkach najlepsze właściwości mechaniczne uzyskano stosując 0,30% włókien PVA.

EN

This paper examines the effect of polyvinyl alcohol [PVA] fibres on the fresh and engineering characteristics of alkali-activated slag-fly ash concrete [AASFC] that has been cured under ambient conditions. In this paper, 40 MPa grade of concrete was developed using 100% ground-granulated blast furnace slag [GGBFS], GGBFS was replaced with 0 %, 20 %, 40 %, 60 %, 80 %, and 100 % fly ash. PVA fibres were incorporated into all mixtures in the following percentages: 0.00 %, 0.15 %, 0.30 %, 0.45 %, and 0.60 %. Fresh properties workability [slump flow] and mechanical properties such as compressive strength, split tensile strength, flexural strength, stress-strain relation, peak stress, strain at peak stress, modulus of elasticity [MOE], and energy absorption capacity [EAC] were studied. A correlation was established between the compressive, split tensile, and flexural strengths of all mixes, and the resulting relationships were compared to previous studies and code requirements. According to the test results, the workability of mixes increased as the fly ash content increased but decreased as the fibre content increased in all mixes. Mechanical properties enhanced as PVA fibre content increased from 0.15 % to 0.30 %, while they decreased at 0.45 % and 0.60 %. From the overall results, the best mechanical properties were obtained in all mixtures at 0.30 % PVA fibres.

4

Właściwości samozagęszczalnego betonu z popiołem lotnym poddanego wewnętrznej pielęgnacji

Shanmugapriya J., Chinnaraju K.

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 1

2--15

PL

Właściwa pielęgnacja i optymalizacja procesu dojrzewania betonu mają znaczący wpływ na jego właściwości transportowe, co z kolei wpływa na jego właściwości mechaniczne i trwałość. W niniejszym artykule zbadano wpływ popiołu lotnego na wewnętrzną pielęgnację i właściwości mieszanki betonu samozagęszczalnego w różnych warunkach otoczenia. Do badań wybrano dwa materiały do wewnętrznej pielęgnacji: lekkie kruszywo keramzytowe [LECA] oraz polimer superabsorbujący [SAP]. Przedstawiono właściwości takie jak sorpcyjność, odporność na penetrację jonów chlorkowych oraz migrację jonów chlorkowych w próbkach betonów ze zmiennym udziałem procentowym popiołu lotnego w zakresie 30% ÷ 50% w różnych warunkach dojrzewania, mianowicie konwencjonalnym dojrzewaniu w warunkach otoczenia, dojrzewaniu z ograniczonym dostępem powietrza z dodatkami do wewnętrznej pielęgnacji oraz dojrzewaniu w warunkach otoczenia z dodatkami do wewnętrznej pielęgnacji. Wyniki wskazują, że szczelność betonu poprawiła się wraz ze zwiększeniem udziału procentowego popiołu lotnego dzięki obecności wody pochodzącej z wewnętrznej pielęgnacji, wpływającej na proces hydratacji oraz popiołu lotnego, który obniża ciepło hydratacji i skurcz spowodowany wysychaniem. Efektywność wewnętrznej pielęgnacji również poprawiła się wraz ze zwiększeniem udziału popiołu lotnego w próbkach. W warunkach otoczenia, mieszanki z zamianą popiołu lotnego powyżej 45% wykazały najlepsze właściwości mechaniczne, z powodu zmiany struktury porowatości prowadzącej do lepszych właściwości transportowych betonu [mniejszej przepuszczalności].

EN

Proper curing of concrete has a major beneficial effect on the transport properties of concrete which in turn influences its durability. This paper attempts to study the effect of fly ash on the transport properties of internally cured Self-Compacting Concrete specimens under ambient conditions. Two internal curing materials, Lightweight Expanded Clay Aggregates [LECA] and Superabsorbent Polymer [SAP] were chosen for the study. Properties such as sorptivity, resistance to chloride ion penetration and chloride ion migration specimens with varying percentages of fly ash replacement from 30% to 50% are presented under different curing conditions namely conventional curing, sealed curing with internal curing materials and ambient curing with internal curing materials. The results showed that the impermeability of concrete improved with an increasing percentage of fly ash replacements owing to the presence of internal curing water to improve hydration along with fly ash that moderates the heat of hydration and drying. The internal curing efficiency also improved with the increase in the percentage of fly ash replacement. Under ambient conditions, the mixes with fly ash above 45% replacement have shown very good mechanical and durability properties indicating a refined pore structure leading to enhanced transport properties.

5

Concrete production using marble powderand marble coarse aggregates:an analysis of mechanical properties and sustainability

Filali Saloua, Nasser Abdelkader

Budownictwo i Architektura

|

2024

|

Vol. 23, no. 4

63--81

EN

The growing demand for concrete driven by infrastructure and urbanization puts pressure on natural resources and harms the ecosystem. Using recycled materials like waste marble powder (WMP) and marble coarse aggregates (MCA) in concrete can address this demand while maintaining quality. This study explores the mechanical properties of eco-friendly concrete with varying levels of marble waste substitution, replacing cement with WMP (0%-10%) and natural aggregates with MCA (10%-90%). A combination of destructive and non-destructive tests, including the Schmidt hammer and ultrasonic velocity tests, was used to assess flexural, compressive, and split tensile strengths. Results showed a 15.78% increase in workability when marble coarse aggregates were added. Compressive strength gained up to 44.02% on day 14 with 10% marble powder and 70% marble aggregates, compared to the control mixture. Split tensile strength improved by 11.02%, 11%, and 10.33% on days 7, 14, and 28, respectively, for mixes with 70% marble aggregates. Ultrasonic pulse velocity ranged from 3.68 km/s to 4.71 km/s, indicating no negative impact on concrete quality. The Schmidt hammer results correlated well with compressive strength from destructive tests. Overall, the study highlights the potential of using marble waste as an effective substitute for natural aggregates in concrete.

PL

Rosnące zapotrzebowanie na beton spowodowane rozwojem infrastruktury i urbanizacji powoduje niszczenie zasobów naturalnych i szkodzi ekosystemowi. Wykorzystanie w betonie materiałów pochodzących z recyklingu, takich jak proszek z odpadów marmurowych (WMP) i grube kruszywa marmurowe (MCA), może zaspokoić to zapotrzebowanie przy jednoczesnym zachowaniu jakości i dbaniu o ekologię. W niniejszym badaniu oceniono właściwości mechaniczne ekologicznego betonu o różnym poziomie zawartości odpadów marmurowych – zastąpiono cement WMP (0%-10%) i naturalne kruszywa MCA (10%-90%). Do oceny wytrzymałości na zginanie, ściskanie i rozciąganie przy rozłupywaniu wykorzystano kombinację testów niszczących i nieniszczących, w tym młotek Schmidta i ultradźwiękowe testy prędkości. Wyniki wykazały wzrost urabialności o 15,78% po dodaniu marmurowych kruszyw gruboziarnistych. W porównaniu do mieszanki kontrolnej po dodaniu 10% proszku marmurowego i 70% kruszywa marmurowego wytrzymałość na ściskanie wzrosła do 44,02% w dniu 14. Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu wzrosła o 11,02%, 11% i 10,33% odpowiednio w dniach 7, 14 i 28 dla mieszanek z 70% kruszywem marmurowym. Prędkość impulsu ultradźwiękowego wynosiła od 3,68 km/s do 4,71 km/s, co wskazuje na brak negatywnego wpływu na jakość betonu. Wyniki młotka Schmidta dobrze korelowały z wytrzymałością na ściskanie z testów niszczących. Badanie podkreśla potencjał wykorzystania odpadów marmurowych jako skutecznego substytutu naturalnych kruszyw w betonie.

6

The influence of mineral additives and sands on the performance of self-compacting sand concretes

Djoual Belkacem, Kettab Ratiba Mitiche, Ghrieb Abderrahmane, Bouziani Tayeb, Zaitri Rebih

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 1(79)

104--126

EN

The chosen plan for our case study is a network mixture design consisting of 21 mixtures. The application of this method has proven to be immensely useful in studying the influence of composition parameters (composite design) and the utilization of various types of mineral additives (mixture design). The application of the Design of Experiments (DOE) method, based on a statistical approach, allowed for a better understanding of the effect of formulation parameters, including the proportion of alluvial sand (75%), dune sand (25%), the total amount of sand kept at constant percentages, the dosages of brick powder, limestone filler and ceramic powder (all varying from 0 %, 20 %, 40 %, 60 %, 80 %, and 100 %), while keeping the dosage of superplasticizer and the water/binder ratio constant. This approach helped to understand the interactions between these parameters and their impact on the process. Mathematical models relating the variations of these parameters to the workability and compressive strength of such concrete mixtures have been established. The results obtained show that the workability of SCSC (expressed by slump flow and V-funnel flow) improves with the increase in the dosage of limestone filler (FC), brick powder (PB), and ceramic powder (PC), with element having a different impact, be it alone or in a combination. Moreover, they all improved the behavior of SCSC in both the fresh and hardened states. The experiment shows that increasing the proportions of FC and PC in the mixture, whether linear, binary, or ternary, leads to a significant improvement in compressive strength. Furthermore, better strength is observed in the ternary mixture at 28 days, with a strength of 43 MPa, with the following proportions (FC 70%, PB 20%, PC 10%). Finally, the result at 180 days of 48 MPa confirms the following proportions (PC 60 %, FC 30 %, PB 10 %) The compliance of some SCSC compositions was tested according to the recommendations of the French Association of Civil Engineering.

7

Optimizing high-performance concrete properties containing blast furnace slag and marble powder

Edeb Belkacem, Allout Naas, Benkhelil Mahmoud, Guettala Salim

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 3(81)

89--110

EN

Building and industrialization-related environmental harm is becoming an increasingly serious concern. In an effort to create an eco-friendly high-performance concrete (HPC), this paper addresses the idea of partially replacing cement with recyclable industrial waste. The current study will experimentally examine the slump, the strengths of compressive (SC) and porosity (P) of fifteen HPC mixtures manufactured from locally available resources. Hence, the effects of utilizing marble powder (MP) as a mineral additive in binary mixes and ternary with cement (PC) and granulated ground blast furnace slag (GGBFS) on the HPCs properties were studied in order to develop statistical models based on mixture design. Highly accurate prediction graphs and models were created for HPC workability, P at 28-day, SC at 7 and 28-day. All responses have satisfactory coefficients of correlation (R2 ≥ 0.76). Replacing cement with GGBFS causes a rise in slump in mixtures. Nevertheless, that only remains relevant when the mixtures have a small MP percentage (≤ 25%). A minor decrease in SC can be attributed by an increase of GGBFS. After 28-day, using GGBFS alone caused a little drop in SC; however, when GGBFS and PC were mixed, SC increased, in comparison with reference composition, and the porosity was reduced. Conversely, SC is superior with lower porosity when a small amount of MP is utilized. The best combination is HPC14, containing 5% GGBFS; it offers an optimal equilibrium among the three qualities; with HPC4's (15%GGBFS+5%MP) qualities, being almost identical to those of reference HPC15, a lower amount of cement may also be utilized. Findings encourage the use of MP and GGBFS to partially replace cement to produce eco-friendly and cost-effective HPC. An extremely high correlation coefficient indicated a strong relationship between P and SC.

8

Evaluation of the feasibility of incorporating higher RAP materials content in asphalt concrete with the use of additives that improve the workability of asphalt mixtures

Liphardt Adam, Radziszewski Piotr, Sarnowski Michał

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

515--526

EN

The material recycling due to the environmental protection and sustainable development is playing an increasingly important role in the road pavement construction. This is especially true for the use of reclaimed asphalt pavement (RAP) materials for the pavement construction layers. One of the problems encountered in the use of larger quantities of the RAP in asphalt mixtures is the deterioration of their workability and homogeneity especially in the case of cold dosing of RAP. The paper reports the results of a study on the use of additives to improve the workability of asphalt concrete for the subbase layer with an increase of up to 40% in crushed RAP content, dosed in the cold technology. In the study, additives of the F-T waxes, plant-derived liquefiers and zeolites were used to improve homogeneity and compactability of the mixtures using reduced paving temperatures. An evaluation of the compactability of mixtures with different contents of the RAP, using 3 types of additives to improve workability, was carried out. Compactability was evaluated by the compaction analysis in a gyratory compactor, determining, among other things, the required number of cycles to achieve the required compaction, as well as the shear stress and compaction index as a function of the number of compaction cycles. Subsequently, the asphalt mixtures were tested to verify their resistance to permanent deformation and resistance to water. Based on the results of the research and analysis, it was shown that it is possible to use increased RAP materials content in asphalt concrete base layers at both standard and reduced paving temperatures, through the use of additives that improve the workability and compactability of the mixtures.

PL

Recykling materiałowy ze względu na ochronę środowiska, zrównoważony rozwój odgrywa coraz większe znaczenie w budowie nawierzchni drogowych. Szczególnie dotyczy to zastosowania destruktu asfaltowego do warstw konstrukcyjnych nawierzchni. Jednym z problemów występujących przy stosowaniu większych ilości destruktu asfaltowego w mieszankach mineralno-asfaltowych jest pogorszenie ich urabialności i jednorodności szczególnie w przypadku dozowania granulatu asfaltowego na zimno. Artykuł zawiera wyniki badań nad zastosowaniem dodatków poprawiających urabialność betonu asfaltowego do warstwy podbudowy ze zwiększonym do 40% dodatkiem granulatu asfaltowego dozowanym w technologii na zimno. W badaniach zastosowano dodatki parafin F-T, upłynniaczy pochodzenia roślinnego oraz zeolitów, które miały na celu poprawę homogeniczności i zagęszczalności mieszanek przy zastosowaniu obniżonych temperatur wbudowania. Przeprowadzono ocenę zagęszczalności mieszanek z różną zawartością granulatu asfaltowego przy zastosowaniu 3 rodzajów dodatków poprawiających urabialność. Zagęszczalność oceniano na podstawie analizy przebiegu zagęszczania w prasie żyratorowej, określając m.in. wymaganą ilość cykli do uzyskania wymaganego zagęszczenia, a także naprężenia ścinające oraz wskaźnik zagęszczenia w funkcji ilości cykli zagęszczania. W dalszej kolejności mieszanki mineralno-asfaltowe poddano badaniom w celu weryfikacji ich odporności na deformacje trwałe oraz działanie wody. Na podstawie wyników badań i analiz wykazano, że istnieje możliwość stosowania zwiększonej zawartości granulatu asfaltowego w warstwach podbudowy z betonu asfaltowego zarówno w standardowych, jak i obniżonych temperaturach wbudowania dzięki zastosowaniu dodatków poprawiających urabialność i zagęszczalność mieszanek.

9

Performance study of alkali-activated phosphate slag-granulated blast furnace slag composites: effect of the granulated blast furnace slag content

Zhang Yannian, Yang Daokui, Wang Qingjie

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 3

art. no. e181, 2023

EN

Alkali-activated materials (AAMs) are a kind of hardened slurry produced by an alkali activation reaction between a silicate precursor and an alkali activator that is treated as an environmentally friendly cementitious material that can be used in place of ordinary Portland cement (OPC). However, some studies point out that the AAMs with a single precursor had some defects. To realize the high value-added utilization of phosphorus slag (PS), this paper mixed PS with granulated blast furnace slag (GBFS) to prepare alkali-activated composite cementitious materials. The workability, mechanical properties, and hydration of alkali-activated phosphorus slag—granulated blast furnace slag (AAPG) were characterized using fluidity, setting time, compressive strength, flexural strength, hydration heat, XRD, FTIR, TG-DSC, and SEM + EDS. The results show that GBFS can improve the fluidity of AAPG, but the slurry will flash set after exceeding 20% GBFS content. GBFS can rapidly hydrate to generate C-S–H to improve its early strength, but the later stage results in larger pores due to the uneven distribution of matrix products. The hydration generation products of AAPG are C-S–H and C-(N)-A-S–H dominated by the Q2 unit, with some hydrotalcite by-products generated.

10

Effect of using rice husk ash as partial replacement of cement on properties of fresh and hardened concrete

Ajwad Ali, Ahmad Sameel, Abdullah, Jaffar Syed Taseer Abbas, Ilyas Usman, Adnan Muhammad Ahmad

Architecture Civil Engineering Environment

|

2022

|

Vol. 15, no. 2

85--94

EN

Rice husk disposal has become a great challenge for Pakistan being one of the largest rice producer across the globe. Rice Husk Ash (RHA) contains sufficient pozzolanic properties which opens up opportunities for its usage as cementitious material as partial replacement of Ordinary Portland Cement (OPC). In this research RHA was added as cement replacement in different percentages by weight of cement i.e. 0%, 6%, 12%, 18% and 24% at constant mix ratio of 1:2:4 and water-cement ratio of 0.6 that is M15 grade concrete with a target strength of 15-20 MPa. The properties of concrete like workability, compressive strength, tensile strength, flexure strength, and water permeability were investigated by casting standard concrete samples in the form of cubes, cylinders and beams in addition to cost comparison study The outcomes show that workability of fresh concrete increases with an increase in RHA content and almost all concrete properties studied in this research gave more favorable results at 6% replacement level compared with the control mix.

11

Physical and mechanical properties of dune sand mortar reinforced with recycled pet fiber: an experimental study

Ghrieb Abderrahmane, Abadou Yacine

Advances in Materials Science

|

2022

|

Vol. 22, nr 4(74)

41--56

EN

Polyethylene terephthalate is a synthetic material known as PET. PET strapping bands is a material commonly used in all industries for packaging and bundling. The excessive use of this material has led to the pollution of the urban environment, which necessitated the search for effective solutions to dispose of this waste. The treatment and reuse of these materials is among the best solutions that contribute to reducing environmental pollution on the one hand and enabling the obtaining of economical products on the other hand. The main purpose of this experimental study is to valorize dune sand mortar and PET waste in the manufacture of cement mortar. It also aims to investigate the impact of the inclusion of recycled PET fibers on the physical and mechanical properties of the reinforced mortar. The study was carried out in several phases; after a physical and chemical characterization of the materials used, a method for the composition of mixtures was proposed, which is based on the progressive substitution of dune sand by recycled PET fibers. The quantity of cement added to each mixture is fixed at 450 g, and that of dune sand and fibers is taken as equal to 1350 g. In order to properly examine the influence of the incorporation of fibers on the properties of the reinforced mortar, the substitution rate of dune sand by the fibers varied from 0% to 2.5% with a step of 0.5%. For each mixture, many characteristics of the mortar were tested, such as consistency, bulk density, compressive strength, and flexural strength. The results obtained show that the incorporation of PET fibers has a significant effect on the fresh and hardened properties of the treated mortar.

12

Badania rozmieszczenia cząstek dodatków mineralnych w cementach dwuskładnikowych

Marchetti Guillermina, Di Salvo Barsi Antonela, Rahhal Viviana, Irassar Edgardo F.

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 5

366--378

PL

Zbadano wpływ dodatku wapiennego [DW], dolomitowego [DD], metaillitu [MI] i prażonej gliny illitowej [GP] na gęstość mikrostruktury zaczynów z cementów dwuskładnikowych, pod względem grubości warstwy wody [GWW] i optymalnego zapotrzebowania na wodę [OZW]. Przeanalizowano wpływ tych uzupełniających materiałów cementowych [UMC] na rozpływ zaczynów i zapraw cementowych oraz omówiono wytrzymałość zapraw na ściskanie. Wyniki wykazują, że wpływ dodatków UMC na gęstość mikrostruktury zaczynów jest ściśle związany z rozkładem wielkości ziaren. Optymalna zawartość UMC zapewnia wieloskładnikowym cementom maksymalną gęstość mikrostruktury zaczynów. Wpływ na rozpływ zaczynów zależy nie tylko od gęstości mikrostruktury, ale także od powierzchni ziaren, a zastosowanie wymienionych UMC zwiększa wytrzymałość zapraw na ściskanie.

EN

The effect of limestone filler [LF], dolomite filler [DF], metakaolin [MK], and metaillite [MI] additives on the packing density of the binary blended cements were studied using of the water film thickness [WFT] and the optimal water demand [OWD]. The influence of these supplementary cementitious materials [SCM] on the flowability of cement pastes and mortars was analyzed and the compressive strength of mortars was discussed. The results indicate that the incorporation of these SCM on the packing density is highly related to the particle size distribution and the optimal addition of SCM to the blended cements, assures maximum packing density. The effects on flowability not only depend on packing density but of the surface area of particles and the addition of SCM enhance the compressive strength of the mortars.

13

The Cutting Resistance of Rock Salt in Function of Temperature

Kotwica Krzysztof, Stopka Grzegorz

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

211--220

EN

Currently over then 16 percent of the total worldwide salt production is excavated in underground mines. Salt deposits often lie at great depths up to 1000 m, where the temperature of the surrounding rocks reaches 50°C and even exceeds it. A large part of it is exploited using mechanical methods, mainly with the use of road headers and continuous miners. When excavating salt rock, the cutters of the road header mining head come into contact with the rock. This generate friction and in consequence a rise in temperature. In AGH University of Science and Technology the laboratory tests were carried out to determine the effect of temperature on cutting resistance and selected mechanical properties of rock salt. On the special laboratory test stand the rock salt sample was cutted at three different temperatures - 20, 50 and 80°C. The cuttability index and the side chipping angle were measured for each temperature. Additionally the same tests were performed in the case of salt sample after cooling to room temperature. The selected mechanical parameters of rock salt - compressive, tensile and shear strength were also measured for the same temperature values. The obtained results were compared and described in the paper.

14

Effects of steel fibres on fresh and hardened properties of cement concrete

Ali Saqib, Kumar Haresh, Rizvi Samar Hussain, Raza Muhammad Saleem, Ansari Jawaid Kamal

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2020

|

Vol. 30, no. 3

186--199

EN

Concrete possesses distinct features that make it widely acceptable for use across the globe; however, along with its obvious benefits, it has numerous drawbacks i.e., it is brittle in nature and its production causes an adverse impact on the environment. To counter such problems, researchers around the world have introduced sustainable measures. Fibre addition is foremost among these solutions in that it prevents crack propagation and increases the overall strength of concrete. In the present age, civil engineering structures have their own structural and durability requirements and so, modification in traditional concrete has become a necessity. This research is targeted at steel fibre reinforced concrete (SFRC), which is a superior quality concrete because of its enhanced strength. The steel fibres are obtained from binding wire that is used to tie the steel reinforcement. By referring to past research, steel fibres with an aspect ratio (length to diameter ratio) of 30 were considered favourable. The controlled, mixed design of the concrete was prepared with a targeted strength of 4000 psi and, while mixing the concrete ingredients, fibres were added to allow uniform dispersion. The fresh and hardened properties of workability, compressive, and tensile strength were tested and the results of fibres at 0%, 1%, 2% and 3% concrete mass were compared and analysed. The results indicated that highest compressive and tensile strength values were achieved with 3% fibre addition. However, with further addition, it was observed that concrete loses its workability. Therefore, it is suggested that 1% addition of steel fibres produces good strength with sufficient workability.

15

Właściwości materiałów cementowych wzmacnianych odpornymi na środowisko zasadowe włóknami szklanymi, jako odpowiedniego materiału do zastosowań naprawczych

Arabi Nourredine

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 6

457--468

PL

Zbadano matrycę cementową, wzmocnioną włóknami szklanymi, jako odpowiedniego materiału do naprawy uszkodzonych konstrukcji. Zastosowano dwa podejścia do projektowania mieszanek: w pierwszym z nich stosowano konwencjonalną zaprawę, w drugim różne proporcje cementu i piasku, w celu wyboru najlepszej mieszanki. Osiągnięto korzystny stosunek urabialności z zawartością włókien. Stwierdzono, że stosunek cementu do piasku jest kluczowy dla urabialności mieszanki i powinien zawierać się w zakresie od 0,4 do 0,5. W doświadczeniach stosowano trzy długości włókien – 3, 6 i 12 mm. Przeprowadzono próby ściskania i zginania oraz zbadano zmiany skurczu, dla różnych zawartości i długości włókien. Stwierdzono poprawę wytrzymałości na zginanie zapraw cementowych wzmocnionych włóknami szklanymi, zwłaszcza gdy długość włókien zwiększono do 12 mm, w przypadku ich zawartości wynoszącej 2%. Wytrzymałość na ściskanie zmniejszyła się wraz z większą zawartością włókien.

EN

The cement matrix reinforced with glass fibres was studied as a suitable material for the repair of damaged structures. Two approaches to mixture designs were tested: the first used a conventional mortar and the second with various cement-sand ratios to optimise the mixture. A compromise between the workability and high fibre ratio was achieved. Cement/sand ratio was found to be crucial for the workability of the mixes, with optimal values within the range 0.4-0.5. Three fibre lengths: 3, 6, and 12 mm were tested. Compression and flexural tests were carried out as well as the measurements of shrinkage evolution, which is a critical factor. Improvement was observed in the flexural behaviour of glass fibres reinforced cement mortars when the fibre length was increased to 12 mm with a glass fibre content of 2%. However, the compressive strength decreased with higher fibre content.

16

The interactions between anti-foaming and superplasticizing admixtures and their consequence for properties of self-compacting mortar and concrete

Łaźniewska-Piekarczyk Beata

Architecture Civil Engineering Environment

|

2019

|

Vol. 12, no. 4

61--71

EN

The aim of this paper is to investigate the effects of anti-foaming admixture type (AFA) and time of its introduction on compatibility with two types of PCP-based superplasticizer, air content, rheological parameters, physical adhesion, mechanical strength, microstructure and air-voids size of self-compacting mortar and concrete (SCC). Results reveal that the air content of plastic self-compacting mortars mixture decreases with the implementation of AFA regardless of the time of its introduction. Antifoaming admixture causes the increase of the mortar’s flow diameter most when it is introduced together with PCP. The plastic viscosity value depends on the type of AFA significantly. AFA admixtures reduce the physical adhesion of self-compacting mortar. Moreover, test results prove that mortars with AFA maintain initial consistency for a longer time in comparison with mortar with SP only. Too big amount of AFA has a negative effect on mechanical properties and microstructure. Proper dosage of the right type of the anti-foaming admixture does not influence negatively compressive strength of mortar or concrete. The research results proved that too high dosage of AFA may cause compressive strength decrease and microcracking of self-compacting mor-tar or concrete, indicated on the basis of SEM research results.

17

Przyrządy do wyznaczania właściwości mechanicznych węgla

Biały W.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 1

20--31

PL

Ze względu na bardzo specyficzne warunki pracy maszyn i urządzeń stosowanych w górnictwie węglowym, istotny jest sposób ich doboru, uwzględniający zmieniające się w trakcie pracy warunki. Prawidłowy dobór, wpływa na zwiększenie trwałości i niezawodności maszyn i urządzeń, co przekłada się na uzyskiwane efekty ekonomiczne. Z uwagi na ważność zagadnienia, jakim jest pomiar i ocena właściwości mechanicznych węgla (w tym pomiar urabialności węgla), dokonano krótkiego przeglądu dotychczas stosowanych metod oceny urabialności węgla na świecie. Istotę problemu potwierdza ilość opracowanych metod w różnych ośrodkach naukowych na świecie. W artykule opisano nowe, powstałe w Polsce przyrządy do wyznaczania i oceny właściwości mechanicznych materiału węglowego (urabialności), których autor niniejszego artykułu jest współtwórcą. Przedstawiono ich budowę, zasadę działania oraz oryginalność zastosowanych rozwiązań. Godnym podkreślenia jest fakt, że opisane przyrządy na Międzynarodowych Targach Innowacji Technologicznych w Brukseli, zdobyły ZŁOTY i SREBRNY MEDAL.

EN

The extremely specific environment of work of machines and equipment used in coal mining causes that their selection, taking into consideration the changing conditions, is a matter of great significance. Adequate selection enhances the durability and reliability of machines and equipment, which translates into the obtained economic effects. Due to the significance of coal mechanical properties measurement and evaluation (including coal workability measurement), the previously applied methods for coal workability assessment have been reviewed. The im-portance of the problem is confirmed by the number of methods developed in different research centres all over the world. The article presents new measuring devices for determining and evaluating the mechanical properties of coal material (workability), whose co-creator is the author of this article. The construction, the principle of operation and the originality of the ap-plied solutions have been described. Worth emphasising is the fact that the presented instru-ments were awarded GOLD and SILVER MEDAL at International Trade Fair For Technological Innovation in Brussels.

18

Ocena właściwości mechanicznych i urabialności betonu samozagęszczającego się z dużą zawartością mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego

Öztürk O., Dalgıç B., Keski Ü. S.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 22/84, nr 2

145--153

PL

W ostatnich latach stosowanie dodatków mineralnych, do których trzeba zaliczyć granulowany żużel wielkopiecowy (GŻW), jest coraz powszechniejsze w technologii samozagęszczającego się betonu (BSZ). W przeprowadzonych badaniach zastosowano dodatek żużla wynoszący 50% masowych, zastępujący cement. Badania uzyskanych BSZ wykazały, że dodatek ten zwiększył wytrzymałość na ściskanie betonu po 28 dniach twardnienia, natomiast nieznaczny spadek zaznaczył się po 7 dniach. Ponadto korzystnym zmianom uległy właściwości mieszanki betonowej, przede wszystkim jej konsystencja. Stwierdzono także, że zwiększenie udziału kruszywa drobnego i zawartości cementu poprawia urabialność mieszanki i właściwości mechaniczne BSZ. Trzeba także podkreślić, że dodatek żużla ma korzystny wpływ na samozagęszczalność mieszanek betonowych oraz na wytrzymałość betonu po 28 dniach twardnienia.

EN

Nowadays, utilization of the industrial by-products as mineral additives such as ground granulated blast furnace slag (GGBFS) have become widespread for fabricating self-compacting concrete (SCC). In the present study, different mixtures were developed with a ratio of 50% GGBFS by mass of total cementitious materials for achieving the best self-compacting properties. Mechanical and workability properties of concrete specimens were determined i.e. compressive strength, slump-value and T50 tests. The tests have shown that high addition of slag increased compressive strengths of specimens at 28 days although negligible reduction was observed after 7 days of hardening. In addition to the mechanical advantage of slag containing specimens at the 28 days, slump value and T50 time of such concrete mix specimens, primary indicators of self-compacting concrete, yielded better workability properties. Also it was found that fine/coarse aggregate ratio and high cement share have also significant effects on the workability of mix and mechanical properties of SCC. It can be concluded that slag content in mixtures was advantageous for self-compacting properties compared to control specimens, as well as in increasing of compressive strength at the 28 days.

19

Gładzie na bazie spoiwa gipsowego

Hynowski M., Czernik S.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 10

10--11

20

The effect of temperature on the properties of fresh self-compacting concrete

Cygan G., Gołaszewski J., Drewniok M.

Archives of Civil Engineering

|

2016

|

Vol. 62, nr 3

23--32

EN

The rheological properties of self-compacting concrete are closely influenced by temperature and the time. Previous studies which aim was to research the effect of temperature on self-compacting concrete workability, showed that the behaviour of fresh SCC at varying temperatures differs from that of normal vibrated concrete. The paper presents the study of rheological properties of fresh self-compacting concrete mixtures made with portland, blast furnace and component cement. Two types of superplasticizers were used. It was proven that temperature has a clear effect on workability; it can be reduced by selecting the appropriate superplasticizer and cement.

PL

Udział mieszanek betonu samozagęszczalnego w ogólnej produkcji betonu towarowego, czy nawet w produkcji prefabrykatów nie jest duży. Pomimo korzyści jakie ta technologia za sobą niesie. Jednym z powodów jest znaczna wrażliwość właściwości reologicznych mieszanek na zmiany temperatury. Właściwości reologiczne - granica płynięcia g i lepkość plastyczna h odpowiadające średnicy rozpływu R i czasowi rozpływu T 500, pod wpływem zmian temperatury mogą się zmieniać tak, że mieszanka ulegnie segregacji bądź niemożliwy będzie proces jej samo zagęszczenia. Mechaniczne zagęszczanie mieszanki samozagęszczalnej, która straciła zdolność do samo zagęszczania, jest dopuszczalne ale musi być prowadzone z ostrożnością. W łatwy sposób można doprowadzić do przewibrowania i segregacji składników. Tym samym uzyskamy wadliwy beton o niejednorodnej strukturze. W badaniach przedstawionych w artykule, określono wpływ temperatury na właściwości reologiczne mieszanek mierzone reometrem XL oraz na czas i średnicę rozpływu według PN-EN 12350-2, PN-EN 12350-8. Mieszanki betonu samozagęszczalnego o dwóch wielkościach w/c=0,3 i 0,4 wykonano z użyciem cementów: portlandzkiego, hutniczego i wieloskładnikowego. Zastosowano dwa rodzaje superplastyfikatorów polikarboksylowych. Pierwszy oznaczony symbolem SP 1 charakteryzujący się dobrym utrzymaniem efektu upłynnienia w czasie, stosowany głównie przy produkcji betonu towarowego, drugi SP 2 odpowiedni przy produkcji elementów prefabrykowanych. Mieszanki były wykonywane w ten sposób aby miały w chwili rozpoczęcia badań założone temperatury 10, 20 i 30 °C. Składniki schładzano bądź ogrzewano przez 24 h w odpowiednich temperaturach. Podczas badań temperatura mieszanki i pomieszczenia była utrzymywana na założonym poziomie. Właściwości reologiczne, średnice i czasy rozpływu, określono bezpośrednio po zakończeniu mieszania i po upływie 80 minut.