Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Korozja chlorkowa a trwałość betonu

Giergiczny Zbigniew

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2026

|

nr 2

72--77

PL

Praca dotyczy korozji chlorkowej i jej potencjalnych skutków w betonie, w tym konstrukcjach zbrojonych. Zwrócono uwagę na właściwy dobór cementu do składu mieszanki betonowej, szczególną uwagę zwrócono na możliwość szerszego stosowania cementów wieloskładnikowych CEM II÷CEM VI zawierających w swoim składzie aktywne nieklinkierowe składniki główne, takie jak popiół lotny, granulowany żużel wielkopiecowy. Przeanalizowano także czynniki, na które należy zwrócić uwagę przy kształtowaniu właściwości trwałościowych betonu: ilość cementu, wielkość wskaźnika w/c, wagę pielęgnacji wilgotnościowej betonu przed ekspozycją oraz grubość otuliny.

EN

This paper addresses chloride corrosion and its potential effects in concrete, including reinforced structures. Attention is paid to the proper selection of cement for concrete mix composition, with particular attention to the possibility of wider use of multi-component cements CEM II-CEM VI, which contain active, non-clinker main ingredients such as fly ash and granulated blast furnace slag. Factors that should be considered when shaping the durability properties of concrete are also analyzed: cement quantity, water/cement ratio, the importance of moisture-treated concrete before exposure, and concrete cover thickness.

2

Właściwości cementów CEM II/A-F zawierających przetworzone termicznie drobne frakcje ziarnowe z recyklingu betonu

Wąsowicz Magdalena, Łagosz Artur, Mróz Radosław

Cement Wapno Beton

|

2025

|

R. 30, nr 1

38--56

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań cementów CEM II/A-F, zawierających jako jeden ze składników głównych drobnoziarnistą frakcję materiału pochodzącą z przemysłowej instalacji przeróbki gruzu betonowego. Materiał pozyskany z zakładu recyklingu betonu poddano mieleniu uzyskując składnik, który wg normy EN 197-6 może być określony jako składnik F. Część uzyskanego materiału poddano obróbce termicznej polegającej na prażeniu w trzech różnych temperaturach: 400°C, 600°C i 700°C. Właściwości cementów zawierających składnik F lub jego odmiany uzyskane w wyniku prażenia porównano z cementem zawierającym analogiczną dla składnika F ilość krzemionkowego popiołu lotnego. Badania wykazały pozytywny wpływ obróbki termicznej składnika F na właściwości otrzymanych spoiw pomimo stosunkowo małej zawartości stwardniałego zaczynu cementowego w użytym materiale z recyklingu betonu. Szczególnie korzystny efekt w odniesieniu do cementu referencyjnego, zawierającego popiół lotny krzemionkowy stwierdzono w przypadku użycia w składzie cementu składnika F poddanego prażeniu w temperaturze 600°C.

EN

This paper presents the results of research on the properties of CEM II/A-F cements containing fine fraction of material from concrete rubble processing plant, as one of the main constituents of cement. The material obtained from concrete recycling plant was ground to produce a constituent that, according to EN 197-6, can be classified as constituent F. A portion of this material was further thermally processed by calcination at three different temperatures: 400°C, 600°C and 700°C. The tests demonstrated a positive influence of thermal treatment on the properties of the binders, despite the relatively low content of hardened cement paste in the recycled material. A particularly beneficial effect, relative to the reference cement containing siliceous fly ash, when constituent F calcined at 600°C was found.

3

Possibility of assessing cements with non-clinker constituents in terms of alkali reactivity with silica aggregate

Owsiak Zdzisława, Czapik Przemysław, Zapała-Sławeta Justyna, Leks Anna

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 4

605--615

EN

This paper presents the results of a study investigating the influence of non-clinker constituents in cement on the risk of deleterious alkali-silica reaction (ASR). The cements selected for this study were CEM II types containing commonly used non-clinker constituents, such as ground granulated blast furnace slag (GGBS) and silica fly ash. Additionally, a binder was prepared by mixing CEM I cement with metahalloysite in a 3:1 ratio. As a reference, CEM I cements without non-clinker constituents were used. Expansion tests were conducted on mortars using standard reactive aggregate (borosilicate glass cullet) according to ASTM C 441. The results, evaluated against the criteria outlined in ASTM C 1157, demonstrated that the binders with non-clinker constituents met the “Option-R” requirement. The expansion of, mortars made with cements containing non-clinker constituents was significantly reduced compared to mortars made with pure Portland cement. The most significant effectiveness in this regard was achieved with the metahalloysite cement. The obtained expansion results correlated well with the microstructural changes in the mortars, which can be linked to the occurrence of ASR. The microstructure of the mortars was examined using scanning electron microscopy.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu obecności nieklinkierowych składników w cemencie na zagrożenie wystąpienia niszczącej reakcji alkalia-krzemionka. Zwykle badania nad przyczynami zachodzenie tego procesu degradacji betonu koncentrują się na określeniu reaktywności kruszywa. Badania wpływu nieklinkierowych składników często przeprowadza się stosując lokalne, naturalne kruszywa, których odmienne właściwości petrograficzne mogą wpływać na wyniki badań. W prezentowanej pracy zastosowano cementy CEM II z dwoma popularnie stosowanymi nieklinkierowymi składnikami, granulowanym żużlem wielkopiecowym, oraz popiołem lotnym krzemionkowym. Ponadto zastosowano spoiwo składające się z cementu CEM I i metahaloizytu w stosunku 3:1. Spoiwem zastosowanym do wykonania próbek odniesienia były cementy CEM I, bez składników nieklinkierowych. Przeprowadzono badania ekspansji zapraw z wybranymi spoiwami i wzorcowym kruszywem reaktywnym ze szkła boro krzemianowego zgodnie z metodyką normy ASTM C 441. Wyniki badań odniesione do kryteriów zawartych w normie ASTM C 1157 wykazały, że spoiwa zawierające składniki nieklinkierowe odznaczają się niską reaktywnością względem kruszyw podatnych na reakcję alkalia-krzemionka – spełniają wymagania „Option-R”. Ekspansja zapraw z cementami ze składnikami nieklinkierowymi ulega wydatnemu obniżeniu, w stosunku do próbek z czystego cementu portlandzkiego z tego samego klinkieru. Największa efektywność w tym względzie, spośród przebadanych spoiw uzyskano dla cementu z dodatkiem metahaloizytu, z którym próbki zaprawy wykazały po 56 dniach skurcz wynoszący 0,009%. Z uwagi na ekspansje zapraw, wynoszącą po 56 dniach ponad 0,145%, odnosząc się do wymagań normy ASTM C 33/33M kruszywo, ze szkła boro krzemianowego można uznać, ze bardzo reaktywne. Uzyskane wyniki ekspansji są dobrze skorelowane z mikrostrukturą wykonanych zapraw. Obserwując mikrostrukturę zapraw pod skaningowym mikroskopem elektronowym stwierdzono obecność defektów, które można powiązać z zachodzeniem reakcji alkalia-krzemionka. Objawiają się one, przede wszystkim w postaci spękań ziaren kruszywa ze szkła boro krzemianowego, wypełnionych zbitymi produktami reakcji. Jakościowo oceniając, w największym stopniu spękane są próbki z cementu CEM I, gdzie gęsto rozchodzące się rysy w ziarnach kruszywa mają największe rozwarcie oraz obserwuje się spękania samej matrycy cementowej. W próbach, w których ekspansja jest najmniejsza ziarna kruszywa ze szkła boro krzemianowego prawie nie ulegają degradacji. Podsumowując można stwierdzić, że badając ekspansje zapraw z kruszywem ze szkła boro krzemianowego w okresie 56 dni, reakcja-alkalia krzemionka zachodząca w obecności spoiw z wybranymi składnikami nieklinkierowymi nie nosi znamion potencjalnej szkodliwości. Tym samym wykorzystując cementy z tymi dodatkami możliwe by było stosowanie do produkcji betonu nawet bardzo reaktywnego kruszywa bez narażania go na przedwczesną degradację.

4

Reologia mieszanek betonowych z proszków reaktywnych – przegląd zagadnienia

Grzeszczyk Stefania

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 4

302--323

PL

W pracy na podstawie danych literaturowych przedstawiono zagadnienia związane z reologią mieszanek BPR. Na wstępie scharakteryzowano właściwości zawiesin, jako układów wielofazowych z uwzględnieniem ich struktur i oddziaływujących sił w tych układach. Omówiono wpływ małych cząstek wprowadzanych do cementu z dodatkami mineralnymi na właściwości reologiczne zaczynów cementowych. Szczególną uwagę zwrócono na ich rolę w zwiększeniu gęstości cementu i wpływie na wzrost upłynnienia w obecności superplastyfikatora w zaczynach i mieszankach BPR. Omówiono wpływ mieszania składników mieszanki BPR na reologię mieszanki z uwzględnieniem kolejności podawania składników, prędkości i czasu mieszania.

EN

The paper presents issues on the rheology of RPC mixtures based on data from the literature. First, the properties of pastes as multiphase systems are described, taking into account their structures and the interacting forces in these systems. The influence of small particles introduced to cement with mineral additives on the rheological properties of cement pastes has been discussed. Particular attention has been paid to their role in increasing cement packing density and their effect on increased fluidity in the presence of superplasticizer in cement pastes and RPC mixes. The effect of mixing the RPC ingredients on its rheology has been discussed, taking into account a sequence for the addition of ingredients, the speed, and the time of mixing.

5

Ochrona betonu przed korozją wywołaną reakcją wodorotlenków sodu i potasu z krzemionką

Baran Tomasz, Ostrowski Mikołaj, Pichniarczyk Paweł, Kroll Lothar

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 5

360--374

PL

Zapobieganie reakcji wodorotlenków sodu i potasu z krzemionką [reakcja alkaliów z krzemionką – RAK] w betonie można kształtować poprzez: stosowanie niereaktywnego kruszywa, zapewnienie małej zawartości tlenków sodu i potasu w mieszance betonowej lub stosowanie dodatków mineralnych. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań zapobiegania reakcji RAK w betonie poprzez stosowanie dodatków mineralnych: pucolanowych i o utajonych właściwościach hydraulicznych. Zakres badań uwzględniał dużą grupę kruszyw krajowych o zróżnicowanym stopniu reaktywności alkalicznej. Wyniki badań pomiarów ekspansji alkalicznej zapraw, według przyspieszonej metody ASTM C 1260-14, pozwoliły ustalić minimalny dodatek popiołu lotnego krzemionkowego i granulowanego żużla wielkopiecowego, który skutecznie niweluje ekspansję zapraw wywołaną reakcją ASR do wymaganego poziomu poniżej 0,1%. Dla kruszywa o stopniu reaktywności R1, o ekspansji 0,1-0,2% dodatek 20% popiołu wprowadzany z cementem portlandzkim popiołowym CEM II/A-V, skutecznie niweluje reakcję ASR. Dla kruszywa R1 o ekspansji 0,2-0,3% należy stosować cement portlandzki popiołowy CEM II/B-V, zawierający minimum 25% popiołu V. W przypadku granulowanego żużla wielkopiecowego, dla kruszywa R1 o ekspansji 0,1- 0,2% minimalna ilość dodatku, która skutecznie niweluje ekspansję zapraw wywołaną reakcją ASR powinna wynosić 30%, a dla kruszywa R1 o ekspansji 0,2-0,3% minimalna ilość to 50%. Te ilości granulowanego żużla wielkopiecowego można wprowadzać odpowiednio z cementem portlandzkim żużlowym CEM II/B-S i cementem hutniczym CEM III/A.

EN

Prevention of the reaction of sodium and potassium hydroxides with silica [alkali-silica reaction – ASR] in concrete can be shaped by: using non-reactive aggregate, ensuring a low content of sodium and potassium oxides in the concrete mix, or using mineral additives. This article presents the results of research on preventing the ASR reaction in concrete by using mineral additives: pozzolanic and with latent hydraulic properties. The scope of the research included a large group of domestic aggregates with varying degrees of alkaline reactivity. The results of the tests of alkaline expansion of mortars, according to the accelerated method ASTM C 1260-14, allowed us to determine the minimum addition of siliceous fly ash and granulated blast furnace slag, which effectively reduces the expansion of mortars caused by the ASR reaction to the required level below 0.1%. For aggregate with a degree of reactivity R1, with an expansion of 0.1-0.2 %, the addition of 20 % fly ash introduced with Portland ash cement CEM II/A-V effectively eliminates the ASR reaction. For aggregate R1 with an expansion of 0.2-0.3 %, CEM II / B-V Portland ash cement should be used, which contains at least 25 % fly ash. In the case of granulated blast furnace slag, for aggregate R1 with an expansion of 0.1-0.2 %, the minimum amount of additive that effectively eliminates the expansion of mortars caused by the ASR reaction should be 30 %, and for aggregate R1 with an expansion of 0.2-0.3 %, the minimum amount is 50 %. These quantities of granulated blast furnace slag can be fed with CEM II/B-S Portland slag cement and CEM III/A blast furnace cement, respectively.

6

Możliwości otrzymywania niskoemisyjnego klinkieru wollastonitowego oraz właściwości otrzymanych spoiw cementowych

Polniaszek Izabela, Winnefeld Frank, Pichniarczyk Paweł, Ostrowski Mikołaj

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 3

160--170

PL

Celem przeprowadzonych badań była synteza klinkieru wollastonitowego jako potencjalnego składnika głównego cementu. Klinkier wollastonitowy został wypalony w półprzemysłowym piecu obrotowym o wydajności ok. 50 kg/h w temperaturze 1240°C z wykorzystaniem surowców wtórnych. W zsyntezowanym klinkierze dominowały fazy rankinitu oraz pseudowollastonitu. Obie fazy są podatne na karbonatyzację. Wypalony klinkier poddano procesowi karbonatyzacji bezpośredniej. Produkty tego procesu obejmowały węglan wapnia w różnych formach polimorficznych, a także fazę amorficzną, głównie krzemionkę. Amorficzna krzemionka reaguje jako pucolana w mieszankach z cementem portlandzkim. Zastosowanie klinkieru wollastonitowego prowadzi do obniżenia emisji CO2 w porównaniu do klinkieru portlandzkiego, co wynika z mniejszego zużycia surowca węglanowego, niższej temperatury syntezy oraz możliwości sekwestracji CO2.

EN

The aim of the investigation was to synthesise clinker based on wollastonite and carbonate it afterwards to be used as a potential new supplementary cementitious material. The clinker was burned in a semi-industrial rotary kiln with a capacity of approx. 50 kg/h at 1240°C using secondary raw materials. The synthesised clinker was composed mainly of rankinite and pseudowollastonite, which are carbonatable. The burned clinker was treated by direct carbonation in a wet process. The carbonation products included calcium carbonate in various polymorphic forms, as well as an amorphous phase, mainly amorphous silica. The latter can react as a pozzolan in blends with Portland cements. The use of the carbonated clinker as supplementary cementitious material can lead to lower CO2 emissions compared to plain Portland cement, due to the lower consumption of carbonate-containing raw material, the lower synthesis temperature and the possibility of CO2 sequestration.

7

Zastosowanie cyfrowej analizy obrazu jako metody oceny postępu karbonatyzacji zapraw cementowych - wpływ dystorsji na wyniki badań próbek rzeczywistych oraz modelowych

Szydłowski Jakub

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 2

92--104

PL

Obecnie, ze względu na stosowanie aktywnych dodatków do cementu, badania postępu karbonatyzacji są kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa konstrukcji. Proces pomiarowy zakłada użycie suwmiarki do wyznaczenia frontu karbonatyzacji. Tak wyznaczone wartości uśrednia się i na ich podstawie szacuje postęp korozji. Ze względu na to, że podejście normowe zakłada użycie metody nieciągłej wyznaczenia głębokości karbonatyzacji, pomiar może być obarczony błędem. Ponadto jego wykonanie, szczególnie dla wielu próbek, jest czasochłonne. Alternatywną metodą wyznaczania głębokości karbonatyzacji może być pomiar ciągły, z użyciem komputerowej analizy obrazu, który wyznacza rzeczywistą głębokość karbonatyzacji, ponieważ analizie poddawany jest cały obszar próbki. Komputerowa analiza obrazu jest zatem podejściem bardziej precyzyjnym i wygodnym. Nie jest ona natomiast podejściem ujętym w normach, jednak może stanowić pomoc w ocenie poprawności wyznaczenia głębokości karbonatyzacji. Głównym problemem proponowanej metody może okazać się błąd wynikający ze sferyczności obrazu, związany z dokładnością aparatu fotograficznego. Brak również prostopadłości układu optycznego aparatu względem próbki przy utrwalaniu jej obrazu, związanej z niewłaściwym ustawieniem aparatu fotograficznego. Problemem przy wykorzystaniu analizy komputerowej może okazać się również jakość uzyskanego obrazu W przeprowadzonych badaniach analizowano wpływ dystorsji obrazu na wyznaczenie powierzchni analizowanego obszaru, wykorzystując program ImageJ. Uzyskane wyniki pokazują, że komputerowa analiza obrazu jest dokładniejsza niż tradycyjna, a dystorsja spowodowana pochyleniem obrazu nie wpływa na uzyskiwane wartości w stopniu większym niż dokładność pomiaru tradycyjnego.

EN

Nowadays, because of the use of active additives in cement, studies on carbonation progress are crucial to ensure the safety of structures. Carbonation depth measurement involves the use of a calliper to determine the front of the carbonation. The values determined in this way are averaged, and the corrosion progress is estimated based on these values. Due to the fact that the standard approach assumes the use of a discrete method for determining the carbonation depth, the measurement may be subject to error, and its execution, especially for many samples, is time-consuming. An alternative method for determining the depth of carbonation may be continuous measurement, which determines the actual depth of carbonation since the entire sample area is analysed. Therefore, digital image analysis is the more precise and convenient approach. Unfortunately, it is not an approach, covered by the standards, but may help to assess the correctness of the determination, the carbonation depth. The problem with the use of digital analysis in proposed method may be the quality of the image obtained. The main problem may be the sphericity of the image, related to the nature of the camera, but also the lack of perpendicularity of the optical system of the camera to the sample when fixing its image, related to incorrect positioning by the camera operator. The results show that the digital image analysis is more accurate than the traditional approach, and that the distortion caused by the tilt of the image does not affect the obtained values to a greater degree than the measurement accuracy of the traditional approach.

8

Wpływ mączki granitowej na wybrane właściwości zapraw cementowych

Woźniak Zuzanna, Chajec Adrian

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 4

58--61

PL

Celem badań było określenie wpływu częściowego zastąpienia cementu mączką granitową na wybrane właściwości zapraw cementowych. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości mączki granitowej w zaprawie zmniejsza się średnica rozpływu. Jest to związane z dużą powierzchnią właściwą ziaren mączki granitowej w porównaniu z cementem. Gęstość objętościowa próbki referencyjnej jest mniejsza niż próbek z mączką granitową. Ponadto dodatek mączki granitowej skraca proces wiązania o ok. 25 min i ma pozytywny wpływ na temperaturę świeżej zaprawy w porównaniu z próbką referencyjną. Powoduje jej obniżenie, co może ułatwić proces betonowania w warunkach letnich. Częściowa zamiana cementu mączką granitową powoduje zmniejszenie wytrzymałości na ściskanie do 6% oraz wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu do 18,7% w porównaniu z próbką referencyjną.

EN

The aim of these studies is to determine the effect of partial replacement of cement with granite powder on selected properties of cement mortars. It was found that the spreading diameter decreased with the increase in the content of granite powder in the mortar. This is due to the large specific surface area of granite powder grains compared to cement. The volume density of the reference sample is lower than that of the samples with granite powder. The addition of granite powder shortens the setting process by 25 minutes, compared to the reference sample and has a positive effect on the temperature of the fresh mortar by lowering it, which may have a positive effect on the concreting process in summer conditions. Partial replacement of cement with granite powder results in a reduction up to 6% of the compressive strength compared to the reference sample and a reduction of up to 18.7% of the bending tensile strength.

9

Ograniczenie korozji ASR w betonie za pomocą metakaolinu MK-40 i tradycyjnych dodatków mineralnych

Żebrowski Wojciech, Wolka Paweł, Zieliński Adam, Dąbrowski Mariusz

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 3

55--58

PL

Artykuł prezentuje badania związane z ograniczeniem korozji ASR w betonie, wywołanej przez reaktywne kruszywo drobne, za pomocą dodatków mineralnych. W tym celu użyto metakaolinu MK-40, popiołu lotnego oraz żużla wielkopiecowego. Badania wykonano zgodnie z krajowymi procedurami badawczymi GDDKiA bazującymi na zmodyfikowanych metodach ASTM oraz RILEM AAR. Pozwoliły one określić procentowe ograniczenie ekspansji w przypadku poszczególnych zapraw cementowych. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że możliwe jest ograniczenie ekspansji zaprawy z piaskami reaktywnymi przez zastosowanie wybranych dodatków mineralnych.

EN

Article presents research related to the reduction of ASR corrosion induced by reactive fine aggregate in concrete with the use of mineral additives. For this purpose, MK-40 metakaolin, fly ash and blast furnace slag were used. The tests were carried out according to the national GDDKiA test procedures based on the modified ASTM and RILEM AAR methods. Tests allowed to determine the percentage expansion limitation for individual cement mortars. Based on the test results, it is possible to limit the expansion of the mortar with reactive sands by using selected mineral additives.

10

Stabilność objętościowa i właściwości sprężyste betonu w symulowanych warunkach oddziaływania eksploatacyjnego na nawierzchnie drogowe

Bogusz Karolina, Glinicki Michał A.

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 6

412--426

PL

Nawierzchnie dróg ekspresowych i autostrad są narażone na intensywne oddziaływania eksploatacyjne, w tym obciążenie przejazdami pojazdów ciężkich oraz oddziaływania środowiskowe cieplno-wilgotnościowe, wraz z agresją środków odladzających. Właściwy dobór kruszyw mineralnych i projektowanie składu betonu ma duże znaczenie dla trwałości nawierzchni betonowej. Przeprowadzono badania doświadczalne betonu w symulowanych warunkach oddziaływań eksploatacyjnych z udziałem zewnętrznego oddziaływania 3% roztworu chlorku sodu. Przedmiotem badań była ekspansja i właściwości sprężyste betonu napowietrzonego, wykonanego z dodatkiem kruszyw krzemionkowych ze skał zawierających umiarkowane ilości minerałów reaktywnych. Kategoria reaktywności kruszyw grubych była niepewna, a kruszywo drobne stanowił piasek kwarcowy, umiarkowanie reaktywny. W symulowanych warunkach oddziaływania eksploatacyjnego na nawierzchnie drogowe zanotowano znaczną ekspansję próbek betonu i wyraźny spadek modułu sprężystości sięgający 12,5%. Skłonność betonu do ekspansji wiązała się z zawartością produktów reakcji reaktywnej krzemionki w ziarnach kruszywa i wodorotlenków sodu i potasu w zaczynie cementowym [ASR], potwierdzoną obserwacjami mikroskopowymi. Zastąpienie cementu portlandzkiego cementem CEM II/A-V 42,5 N i cementem CEM II/B-S 42,5 N znacznie zmniejszyła ekspansję betonu i poprawiła trwałość właściwości sprężystych. W dwóch spośród dziewięciu mieszanek betonowych wybrana zawartość krzemionkowego popiołu lotnego i granulowanego żużla wielkopiecowego, odpowiednio 18% i 30%, okazała się dostateczna, aby przeciwdziałać szkodliwym efektom reakcji ASR, w warunkach zewnętrznego dostępu roztworu chlorku sodu. Stwierdzono praktyczną możliwość stosowania metody przewidywania trwałości betonu w sytuacji niepewnej reaktywności kruszywa z lokalnych zasobów naturalnych.

EN

Expressway and highway pavements are exposed to intensive impacts of exploitation, including heavy vehicle traffic and environmental factors such as temperature and moisture along with the aggression of de-icing agents. Proper selection of mineral aggregates and design of the concrete mixture composition are important for the durability of the concrete pavement. Experimental tests were conducted on concrete under simulated service exposure conditions with external exposure to a 3% sodium chloride solution. The subject of the research was the expansion and elastic properties of air-entrained concrete made with siliceous aggregates from rocks containing moderate amounts of reactive minerals. The category of reactivity of coarse aggregates was uncertain, and in the fine aggregate was moderately reactive quartz sand. Under simulated service exposure conditions on road pavements, the significant expansion of concrete specimens and a significant decrease in the resonance elastic modulus up to 12.5% were observed. The tendency of concrete to expand was related to the presence of reaction products of reactive silica in the aggregate grains with sodium and potassium hydroxides in the cement paste [ASR], confirmed by microscopic observations. Replacement of Portland cement with CEM II/A-V 42.5 N cement and CEM II/B-S 42.5 N cement significantly reduced concrete expansion and improved the stability of elastic properties. In two of the nine concrete mixtures, the selected content of siliceous fly ash and granulated blast furnace slag, 18% and 30%, respectively, turned out to be sufficient to counteract the deleterious effects of the ASR under conditions of external contact with sodium chloride solution. A practical method for predicting the durability of concrete in the conditions in which the reactivity category of the aggregate from local natural resources is uncertain was established.

11

The impact of the addition of diabase dusts on the properties of cement pavement concrete

Rudnicki Tomasz, Jurczak Robert

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 1

395--411

EN

The aim of the paper was to analyse the possibility to use waste material which is created during the production of mineral-asphalt mixes as a side effect of the process of drying and dedusting diabase aggregate in high temperature. Experimental studies included the analysis of the influence of the addition of diabase dust on the improvement of the properties of cement concrete destined for the construction of local roads. The mineral additive in the form of diabase dust, which constitutes natural waste, was inserted into the concrete mix as a mineral additive substituting a part of the aggregate with the constant amount of cement and water, and additionally as the substitute for cement. The performed studies resulted in the conclusion that adding diabase dust significantly increased the tightness and density of concrete, which impacts the increase of compressive strength by 7, 21 and 28% in reference to model concrete. The insertion of the waste diabase dust into the concrete mix significantly improved the freeze-thaw resistance of concrete after 150 cycles of testing and reduced the water absorption by 6, 15 and 21%. Using diabase dust as a substitute in the following amount: 50, 100 and 150 kg/m3 did not cause significant changes in the scope of density and water absorption, whereas the reduction of the compressive strength was from 8, 23 and 33% in reference to the model concrete. The application of dust as the substitute for cement resulted in the reduction of the costs of concrete by 6, 12 and 18% and resulted in the possibility to fully apply waste material, which confirms the justness of undertaking implementation research. Concrete with the use of waste rock dusts may be qualified as concrete that is environmentally friendly and compliant with the sustainable development of modern construction materials.

PL

Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania odpadowego materiału, który powstaje podczas produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych jako efekt uboczny procesu suszenia i odpylania w wysokiej temperaturze kruszywa diabazowego. W ramach badań eksperymentalnych analizowano wpływ dodatku pyłu diabazowego na poprawę właściwości betonu cementowego przeznaczonego do budowy dróg lokalnych. Dodatek mineralny w postaci pyłu diabazowego stanowiącego naturalny odpad wprowadzano do mieszanki betonowej jako dodatek mineralny zastępujący część kruszywa przy stałej ilości cementu i wody oraz dodatkowo jako zamiennik cementu. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dodanie pyłu diabazowego znacznie zwiększa szczelność i gęstość betonu co wpływa na zwiększenie wytrzymałości na ściskanie od 7, 21 i 28% w stosunku do betonu wzorcowego. Wprowadzenie odpadowego pyłu diabazowego do mieszanki betonowej znacząco poprawiło mrozoodporność betonu po 150 cyklach badania oraz zmniejszyło w porównaniu do betonu wzorcowego nasiąkliwość o 6, 15 i 21%. Natomiast zastosowanie pyłu diabazowego jako zamiennika cementu w ilości 50, 100 i 150 kg/m3 nie spowodowało znacznych zmian w zakresie gęstości i nasiąkliwości, ale nastąpiło zmniejszenie wytrzymałości na ściskanie wyniosło od 8, 23 i 33% w stosunku do betonu wzorcowego. W wyniku zastosowania pyłu jako zamiennika cementu uzyskano obniżenie kosztów betonu o 6, 12 i 18% i uzyskano możliwość pełnego zastosowania odpadowego materiału co potwierdza zasadność podjęcia badań wdrożeniowych. Beton z zastosowaniem odpadowych pyłów kamiennych można zakwalifikować do betonów przyjaznych dla środowiska i zgodnych z równoważonym rozwojem nowoczesnych materiałów budowlanych.

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

Application of weathered granulated blast furnace slag as a supplementary cementitious material in concrete

Pacierpnik W., Nocuń-Wczelik W., Kapeluszna E.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

381--398

EN

The physical and chemical properties of cements with slag originated from the storage yards of different age, added as a supplementary cementing material are highlighted. The materials after 20-year storage, the crushed slag after approximately 2-year storage and the new slag from the ongoing production were compared. The materials supplied by the same metallurgical plant were characterized. The blended cements were produced by Portland cement clinker grinding with gypsum and slags added as 5 to 50% of binder mass. The standard properties of cements were examined, as well as some experiments related to the kinetics of hydration and hydration products were carried out. The addition of granulated blast furnace slag (GBFS) stored for a long time, as a component of cement, affects the properties of material in such a way that the early compressive strength is not specially altered but at longer maturing the strength decreases generally with the storage time and percentage of additive. This is related to the reduction of the vitreous component, as well as to the presence of weathered material of altered activity. At the additive content up to 50% the binder complying with the requirements of the European standards for CEM III/A or CEM II/(A,B)-S common cements can be produced. The cements with the old slag meet the requirements of EN 197-1 relating at least to the class 32,5. The role of calcium carbonate, being the product resulting from the slag weathering process, acting as a grindability and setting/hardening modifying agent, should be underlined.

PL

Praca dotyczy właściwości cementów zawierających granulowane żużle wielkopiecowe o różnym czasie składowania, z jednego źródła (huty żelaza). Porównano właściwości materiału z żużlem pochodzącym sprzed 20 lat, żużlem składowanym około 2 lat i żużlem z bieżącej produkcji. Cementy wyprodukowano poprzez przemiał klinkieru cementu portlandzkiego z gipsem; udział żużla stanowił od 5% do 50% masy spoiwa. Otrzymane cementy poddano badaniom standardowym; przeprowadzono również ocenę kinetyki i produktów hydratacji. Ustalono w pierwszej kolejności, że wprowadzenie żużla składowanego przez długi czas w charakterze składnika cementów powszechnego użytku wpływa na właściwości cementów w taki sposób, że wytrzymałości wczesne nie ulegają znaczącym zmianom, natomiast wytrzymałość po 28 dniach twardnienia zmniejsza się. Zredukowanie wytrzymałości jest wyraźniejsze w przypadku żużla o długim czasie składowania i przy większym jego udziale. Jest to powiązane ze zmniejszeniem zawartości fazy szklistej w żużlu i obniżeniem aktywności w następstwie procesów wietrzenia. Jednakże i tak przy odpowiednich udziałach żużla w granicy do 50% jest możliwe otrzymanie cementów powszechnego użytku typu CEM III/A lub CEM II/(A,B)-S spełniających wymagania normy EN 197-1 klasy przynajmniej 32,5. Należy podkreślić, że rolę modyfikującą pozytywnie właściwości cementów takie, jak mielność oraz generalnie proces wiązania i twardnienia wydaje się pełnić węglan wapnia tworzący się jako produkt wietrzenia żużli.

14

Zeolit naturalny – dodatek XXI wieku

Karczewski Benedykt, Średziński Piotr, Wolka Paweł, Żebrowski Wojciech

Materiały Budowlane

|

2019

|

nr 9

32--35

15

Ograniczenie emisji gazów i pyłów związane z wykorzystaniem odpadów w przemyśle cementowym

Baran Tomasz

Materiały Budowlane

|

2019

|

nr 12

4--7

16

Modyfikacja materiałowa i jej rola w technologii betonu - spojrzenie z prespektywy dziesięciu konferencji "Dni Betonu"

Łukowski Paweł

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2019

|

nr 1

62--67

17

The evaluation of the effect of chalcedony dust on the reaction of alkalis with reactive aggregate in cement mortars

Owsiak Z., Mazur A., Zapała-Sławeta J.

Structure and Environment

|

2018

|

Vol. 10, no. 1

19--27

EN

Chalcedony dust can be used as a mineral additive in cements and concretes. This material can act as a pozzolan and prevent the expansion caused by the alkali-silica reaction. The paper presents the examination of cement mortars with reactive opal aggregate and various quantities of chalcedony dust conducted using a long-term method as set out in the ASTM C227. A petrographic analysis as well as tests of potential reactivity of opal aggregate were carried out by chemical method as specified in the ASTM C289. The microstructure of cement mortars with chalcedony dust and opal was also examined. The tests showed a positive effect of the chalcedony dust additive on the reduction of the expansion caused by the alkali-silica reaction compared to the mortars without the additive. The addition of 20% of chalcedony dust to cement mortars lowers the expansion to a safe level that does not exceed 0.1% after 360 days (as set out in the ASTM C227).

PL

Mączka chalcedonitowa może być wykorzystywana jako dodatek mineralny do cementów oraz betonów. Surowiec ten może działać jak pucolana i zapobiegać ekspansji wywołanej reakcją alkalia-krzemionka. W referacie przedstawiono badania zapraw cementowych z reaktywnym kruszywem opalowym oraz różną ilością dodatku mączki chalcedonitowej metodą długoterminową wg ASTM C227. Wykonano analizę petrograficzną oraz badania potencjalnej reaktywności kruszywa opalowego metodą chemiczną zawartą w normie ASTM C289. Przeprowadzono również badania mikrostruktury zapraw cementowych z mączką chalcedonitową i opalem. Badania wykazały pozytywny wpływ dodatku mączki chalcedonitowej na ograniczenie ekspansji wywołanej reakcją alkalia-krzemionka w stosunku do zapraw bez tego dodatku. Dodatek mączki chalcedonitowej do zapraw cementowych w ilości 20% obniża ekspansję do bezpiecznego poziomu, nieprzekraczającego po 360 dniach 0,1% (według normy ASTM C227).

18

Badania zależności naprężenie zginające – odkształcenie betonu zbrojonego z cementu zawierającego dodatki mineralne

Kumar V. V. P., Prasad D. R.

Cement Wapno Beton

|

2018

|

R. 21/83, nr 5

347--357

PL

Praca dotyczy badania statycznie wyznaczonej zależności moment zginający – ugięcie dla belek o wymiarach 1800 mm x 100mm x 200 mm, wykonanych z betonu o wytrzymałości 30 MPa, 50 MPa i 70 MPa zawierającego popiół lotny, pył krzemionkowy oraz szlam wapienny jak również dla betonu wzorcowego, bez dodatków mineralnych. Uzyskane wyniki pokazują znaczny wzrost maksymalnego momentu zginającego betonu z dodatkami w porównaniu z betonem wzorcowym. Zastąpienie części cementu w betonie dodatkami mineralnymi powoduje zwiększenie wartości naprężenia maksymalnego i odkształcenia przy naprężeniu maksymalnym w betonach z dodatkami, w porównaniu z betonami wzorcowymi. Ten korzystny wpływ wynika z równoczesnego zastosowania wybranych dodatków mineralnych. Zwiększenie wytrzymałości betonu powoduje zwiększenie odkształceń betonu oraz zmniejszenie odkształceń w stali w belkach z żelbetu. Większe ugięcie belek z betonu z dodatkami w porównaniu z belkami z betonu wzorcowego wskazuje na korzystny wpływ zastosowanych dodatków mineralnych.

EN

Present investigation is focused on statically determinate moment - curvature relationship for bended quaternary reinforced cement concrete beams of size 1800 mm x 100 mm x 200 mm for different grades namely 30 MPa, 50 MPa and 70 MPa containing fly ash, silica fume and lime sludge in different proportions and compared to control mix beams. Results showed, that there was a significant increase in the moment carrying capacity of ternary blended cement concrete compared to that of control mix. Addition of mineral additives have resulted in enhancement of peak stress and strain at peak stress in quaternary blended concrete specimens compared to control mix, due to the presence of overall combination effect of mineral additives. Increase in compressive strength of the concrete resulted in increased strain in concrete and decrease in strain of steel in reinforced concrete beams. The corresponding curvature of blended concrete reinforced beams has shown superior performance, indicating the positive effect of mineral additives.

19

Wpływ dodatków mineralnych na wytrzymałość betonów z proszków reaktywnych (RPC)

Janus G.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2017

|

z. 108

39--42

EN

The influence of replacement 30% of cement by mineral admixtures (fly ashes or granulated blast furnace slag) on the RPC strength was presented. The tests were accomplished after 28 days of curing. The analysis of the results has shown that the concrete RPC 3, containing 30% of granulated blast furnace slag, achieved the highest compressive strength. The addition of steel fibres increases bending strength of RPC.

20

Wpływ warunków dojrzewania na właściwości kompozytów cementowych z dodatkiem rozdrobnionego zaczynu cementowego

Kalinowska-Wichrowska K.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 7

50--52

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu warunków dojrzewania zapraw cementowych z dodatkiem rozdrobnionego zaczynu cementowego, który uzyskano ze stwardniałych zaczynów cementowych poddanych obróbce termiczno-mechanicznej wg procedury w P. 417362. Wykonano 3 rodzaje serii badawczych i próbkę kontrolną. Część próbek dojrzewała przez 28 dni w wodzie, a część – po 2 dniach dojrzewania w wodzie została poddana procesowi autoklawizacji przez 7,5 h. Określono wytrzymałość na ściskanie i zginanie badanych próbek. Uzyskane wyniki badań wskazują na poprawę wytrzymałości na ściskanie i zginanie kompozytów cementowych zawierających 25% dodatek rozdrobnionego zaczynu cementowego.

EN

The paper presents the results of own research on determining the effect of maturation conditions on cement mortars with recycled cement paste addition. The recycling cement paste was made from cement paste treated with P.417362 which based on thermo-mechanical process. Three types of research series and one control trial were made. For all series, a portion of the samples ripen for 28 days under aqueous conditions; the second part – after 2 days of ripening – has been subjected to 7.5 hours of autoclaving. The results focused on the results of the compressive strength and flexural strength of the tested composites. The results shows improvement strength parameters of cement composites containing crushed cement paste.