Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Rheological performance of Portland cement pastes containing different fineness of circulating fluidized bed combustion ashes

Zhang Lei

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

203--223

EN

Circulating fluidized bed combustion (CFBC) ash, a by-product of fluidized bed coal-fired sulfur fixation technology, presents an opportunity for recycling and reuse when employed as a supplementary cementitious material in cement composite systems, thereby alleviating environmental pressure. Meanwhile, the rheological characteristics of cement pastes are crucial for optimizing its workability, facilitating diverse engineering applications such as pumping, formwork pressure calculation, and 3D printing. Against this backdrop, this study systematically explores the impact of CFBC ash, varying in particle size and content, on the rheological properties of Portland cement (PC) paste. Findings reveal that elevated CFBC content correlates with heightened yield stress and viscosity of the paste, with the paste incorporating 40% CFBC ash having the highest yield stress of 71.6 Pa. Furthermore, incorporating CFBC with finer particle size distribution amplifies these rheological parameters. Thixotropy mirrors the alterations in dynamic yield stress and viscosity, indicating that CFBC ash addition enhances paste thixotropy. In PC-CFBC ash composites, G' values consistently surpass G'', suggesting early-stage elasticity during oscillation testing. Thixotropy in PC-CFBC ash composites is intricately linked to superplasticizer adsorption capacity, while viscoelastic evolution of the paste is governed by hydration kinetics.

3

Exploring the influence of water film thickness on the yield stress of cement-limestone pastes: a comprehensive analysis

Zhang Qian

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

83--98

EN

This study delves into the influence ofwater film thickness (WFT) on the rheological characteristics, particularly the yield stress, of cement paste incorporating limestone powder. Employing an Anton Paar MCR 102 rheometer, precise measurements of both the static and dynamic yield stress were conducted. Artificial neural networks (ANN) were then applied to explore the relationship between WFT and yield stresses. The findings reveal an approximate linear growth pattern in the shear stress-shear rate profile of cement-limestone paste, with an intensified shear thickening observed as limestone powder content increases. The augmentation of limestone powder and specific surface area notably enhances both static and dynamic yield stresses, with the latter reaching 70.26 Pa in the case of a paste containing 50% Class III limestone powder (1088 m2/kg). The WFT of cement-limestone paste particles is contingent on the ratio of solid particle packing density to total specific surface area, exhibiting an increase with rising solid particle packing density. Both static and dynamic yield stresses exhibit a negative correlation with WFT. Artificial neural networks demonstrate efficacy in predicting static and dynamic yield stresses based on mix ratio parameters and WFT, with a higher prediction accuracy for static yield stress, reflected in an R2 value of 0.9745.

4

Praktyczne zastosowanie koncepcji równoważnych właściwości użytkowych betonu

Bajorek Grzegorz, Górak Piotr, Łagosz Artur

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 6

1--7

PL

W artykule przedstawiono sposób oceny równoważnych właściwości użytkowych betonów przeznaczonych do stosowania w klasach ekspozycji XC2 lub XC4, wykonanych na bazie nowo wprowadzonego na rynek cementu CEM II/C-M (W-LL) 32,5R. Do oceny wykorzystano wytyczne wskazane w raporcie technicznym CEN/TR 16639. W obecnej sytuacji prawnej użycie cementu CEM II/C m.in. do betonów klasy ekspozycji XC4 jest możliwe w świetle normy PN-B-06265:2022-08 jedynie po potwierdzeniu przydatności w drodze analizy równoważnych właściwości użytkowych wynikających z charakteru warunków eksploatacyjnych. Istota weryfikacji za pomocą równoważnych właściwości użytkowych betonu polega na porównaniu właściwości betonu referencyjnego rekomendowanego do zastosowania w danej klasie ekspozycji z właściwościami betonu testowego, zawierającego oceniany cement. Jako referencyjne przyjęto betony wykonane na cemencie CEMII/B-V 32,5R spełniające minimalne kryteria składu w przypadku klas ekspozycji XC2 lub XC4, a analizowane były betony wykonane na cemencie CEM II/C-M (W-LL) 32,5R.

EN

The paper presents a method of assessing the equivalent performance properties of concretes intended for use in exposure classes XC2 or XC4, made based on the relatively newly introduced CEMII/C-M (W-LL) 32.5R cement. The guidelines indicated in the technical report CEN/TR 16639 were used for the assessment of equivalent properties of both concretes. In the current legal situation, the use of CEM II/C cement, among others, for concrete of exposure class XC4, is possible of the PN-B-06265:2022-08 standard only after confirming its suitability by analyzing equivalent performance properties resulting from nature of the operating conditions. The essence of verification using equivalent performance properties of concrete is based on the comparison of the properties of reference concrete based on the solution recommended for use in a given exposure class to the properties of test concrete based on a new cement solution in terms of the assumed characteristics appropriate for the designed applications. The project included reference concretes made using CEM II/B-V 32.5R cement meeting the minimum composition criteria for exposure classes XC2 or XC4, and the tested concretes were concretes made using CEM II/C-M (W-LL) 32.5R cement.

5

Preparation of slag-based foam concrete by chemical foaming for CO2 sequestration

Li Wei, Lyu Zhiwen, Liu Jian, Li Wei, Sun Ziqiang, Ma Yan, Cheng Weimin, Meng Xiangjun, Xin Lin, Sun Xikui

Environment Protection Engineering

|

2024

|

Vol. 50, nr 2

95--114

EN

Carbon dioxide emissions are among the most influential causes of global warming, and the recovery, capture, and comprehensive utilization of CO2 are the keys to carbon emissions reduction. High-porosity foam concrete was prepared using CaO as the alkali activator, and H2O2 as the foaming agent. Based on a single-factor experiment and response surface analysis, the best preparation condi-tions for foam concrete were obtained (water-to-cement ratio 0.4, alkali excitation dosage 10.73%, foaming agent dosage 8.26%). The porous material prepared under the optimal process conditions can achieve a CO2. sequestration performance of 91.59 kg/m3, and the actual sequestration capacity is con-sistent with the theoretical prediction value of 90.89 kg/m3. Mechanistic analysis shows that the precarbonation hydration products of foam concrete are mainly C-S-H gel, Ca(OH)2, and hydrotalcite-like compounds, which bond the slag particles together to form a three-dimensional spatially firmly con-nected structure. This study provides a reference for the application of alkaline solid waste materials in the field of carbon sequestration.

6

Wpływ popiołu lotnego na wczesną i późną hydratację cementu portlandzkiego

Feng Shuxia, Xu Linglin

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 6

413--430

PL

Badania dotyczące wpływu popiołu lotnego na hydratację stanowią podstawę stosowania go w kompozytach cementowych. Aby wyjaśnić ten wpływ, wykonano badania procesu hydratacji cementu portlandzkiego, w tym m. in. szybkości hydratacji, zmian składu fazowego produktów hydratacji metodą analizy termicznej i dyfrakcji rentgenowskiej. Dokonano także obserwacji mikrostruktury wraz z analizą obrazu. Omówiono różnice między referencyjnym zaczynem cementowym oraz zaczynem zawierającym popiół lotny w celu weryfikacji wpływu popiołu lotnego o niskiej zawartości wapnia na postęp hydratacji cementu. Popiół lotny sprzyjał tworzeniu się Ca(OH)2 w ciągu pierwszych 24 godzin i zwiększył ilość Ca(OH)2 i wody chemicznie związanej odpowiednio o 20,4% i 13,0%. Postęp hydratacji faz klinkierowych był większy w późniejszym etapie, w szczególności dla C4AF. Ze względu na efekty „rozcieńczania” i „adsorpcji” popiół lotny opóźnił lub nawet uniemożliwił powstawanie wewnętrznych produktów hydratacji i promował występowanie tzw. ziaren Hadleya. Po 7 dniach hydratacji strefa między nieuwodnionym rdzeniem klinkieru a zewnętrznymi produktami hydratacji była mniej gęsta, osiągnęła około 18 μm w mieszance z popiołem lotnym, co jest ważnym powodem przyspieszenia hydratacji cementu na skutek ułatwionej dyfuzji. Ponadto popiół lotny stabilizował ettringit i opóźniał jego konwersję do monosiarczanu, co wynikało prawdopodobnie z uwalniania jonów siarczanowych z popiołu lotnego, niż jak przypuszczano z opóźnionej hydratacji C3A.

EN

The effect of fly ash on hydration properties of cement is the theoretical basis of the application of fly ash in cement-based materials. In order to clarify the effect, hydration properties of Portland cement, such as hydration rate, hydration product and microstructure, were investigated by image analysis, thermal analysis and X-ray diffraction in this paper. The differences between the cement slurry with and without fly ash were discussed to gain clarity of the effect of low calcium fly ash on the hydration progress of the cement. Fly ash promoted Ca(OH)2 formation within the first 24 hours, and increased the amount of Ca(OH)2 and chemically bound water produced by unit mass cement hydration by 20.4 % and 13.0 %, respectively. The progress of hydration of the clinker minerals was accelerated in the late stage, most notably C4AF. Due to “dilution” and “adsorption” effects, fly ash delayed or even prevented the formation of inner hydration products and prolonged the existing time of Hadley particles. At the age of 7 days, the interspace between unhydrated clinker core and the outer hydration products reached up to about 18 μm in fly ash blended slurry. These long-lasting interspaces facilitated the migration of ions and water, which should be a very important reason for the accelerated hydration of the cement by fly ash. In addition, fly ash stabilized ettringite and delayed its conversion to monosulfate, which was more likely due to the continuous release of sulfate ions from fly ash than delayed C3A hydration.

7

Właściwości betonu z cementu portlandzkiego wieloskładnikowego CEM II/C-M (S-LL)

Húlek Lukáš, Bačuvčík Michal, Cápay Michal, Janotka Ivan

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 1

54--70

PL

W 2021 roku cementownie na Słowacji rozpoczęły produkcję cementu portlandzkiego wieloskładnikowego typu CEM II/C-M zgodnie z normą STN EN 197-5. Głównym celem jest zmniejszenie śladu węglowego przez produkcję cementu o mniejszej zawartości klinkieru. Zastosowanie tego cementu jest obecnie ograniczone, ponieważ normy dotyczące wyrobów budowlanych dopuszczają stosowanie wyłącznie rodzajów cementu zgodnych z normą STN EN 197-1. Dla rodzajów cementów spełniających wymagania STN EN 197-5 nie jest wskazana ogólna przydatność ich stosowania w betonie zgodnie z STN EN 206+A2. Możliwość stosowania poszczególnych rodzajów cementu wyłącznie zgodnie z normą STN EN 197-1 dla klas ekspozycji XC, XF, XD i XA jest określona w Załączniku krajowym STN EN 206+A2/NA. Należy zatem wykazać przydatność zastosowania nowego betonu cementowego. Celem przeprowadzonych badań było wyjaśnienie możliwości wykorzystania CEM II/C-M (S-LL) w praktyce. W artykule przedstawiono wyniki projektu badawczego, którego celem było sprawdzenie przydatności CEM II/C-M (S-LL) do stosowania w betonie zgodnie z wymaganiami normy STN EN 206+A2.

EN

In 2021, cement plants in Slovakia started production of Portland composite cement of CEM II/C-M type according to STN EN 197-5. The main objective is to reduce the carbon footprint in the production of types of cement characterized by lower clinker content. The application of this cement is currently limited because the construction product standards only accept the use of types of cement according to STN EN 197-1. For types of cement meeting the STN EN 197-5 requirements, the general suitability of their use in concrete according to STN EN 206+A2 is not indicated. The applicability of individual types of cement only according to STN EN 197-1 for exposure classes XC, XF, XD, and XA is specified in the National Annex (STN EN 206+A2/NA). The suitability of the use of new cement concrete must therefore be demonstrated. The aim of the research carried out was to clarify the potential of using CEM II/C-M (S-LL) in practice. This article presents the results of a research project aimed at verifying the suitability of CEM II/CM (S-LL) for use in concrete following the requirements of STN EN 206+A2.

8

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.

9

A green binder for cold weather applications: enhancing mechanical performance of alkali-activated slag through modulus, alkali dosage, and Portland cement substitution

Dener Murat, Altunhan Ufuk, Benli Ahmet

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 3

art. no. e176, 2024

EN

Below 5 °C, Portland cement (PC) experiences delayed hydration, slowing strength development, making it unsuitable for winter. Alkali-activated slag (AAS) emerges as a viable alternative with continuous hydration in low-temperature conditions. The effect of the activator nature on the performance of AAS cured at normal temperatures is well known, but further studies are required for low-temperature conditions. This study investigates the synergistic impact of activator modulus (1.2 and 1.5), alkali dosage (5, 7, and 9%), and PC substitution rates (0, 10, and 20%), on low-temperature cured AAS properties. Eighteen mixtures were prepared and cured at 2 °C. Compression and ultrasonic pulse velocity tests were conducted after 7, 28, and 90 days. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy analyses were performed to examine the microstructure of the samples. Elevating alkali dosage enhanced early age strength but resulted in a drop in 90-day strength. Simultaneous increases in modulus and PC substitution rate reduced strength due to shrinkage-induced crack formation. Optimal mixture design options included using 10% PC in the 1.2 modulus and omitting PC when the 1.5 modulus was selected. Despite low temperatures, the use of PC significantly accelerated the setting time. Altering modulus and alkali dosage caused a considerable change in the intensity of the peaks in the FTIR spectrum. The findings indicate that AAS shows promise when adjusting the mixture design for temperatures below 5 °C, which are unfavorable for the hydration of PC.

10

Influence of partial replacement of cement CEM I 42.5R by milled limestone on the propeties of cement pastes and mortars

Tkaczewska Ewelina

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 2

119--139

EN

Paper analyses the properties of cement pastes and mortars prepared with a mixture of Portland cement (PC) and milled limestone (ML) in the amount of 5%, 15%, 30%, 35%, 40% and 50% by weight. For cement pastes, the hydration heat, standard consistency and initial setting time were studied. For cement mortars, the compressive strength was determined. As the share of ML increases, the rate of hydration heat release decreases. Compared to control cement, cement with up to 35% ML shows similar initial setting time, while at the share of 40% and 50% ML the initial setting time is noticeably shortened. Cement containing 5% and 15% ML is in the strength class of 42.5R, while that with 30% and 35% ML is in the strength class of 32.5N. At 40% and 50% ML, cements do not meet the requirements of the PN-EN 197-1:2012 standard with respect to the strength class.

PL

Przedmiotem artykułu jest analiza właściwości zaczynu i zaprawy przygotowanych z mieszaniny cementu portlandzkiego CEM I 42,5R (CEM I) i mielonego wapienia (ML) w ilości 5%, 15%, 30%, 35%, 40% i 50% masy spoiwa. Badania właściwości zaczynów cementowych obejmowały ciepło hydratacji, konsystencję normową i początek czasu wiązania. W przypadku zapraw cementowych określono ich wytrzymałość na ściskanie. Ze wzrostem udziału wapienia następuje zmniejszenie szybkości wydzielania ciepła hydratacji. Cement zawierający do 35% ML wykazuje zbliżony czas początku wiązania w stosunku do cementu kontrolnego, natomiast przy udziale 40% i 50% ML czas początku wiązania ulega wyraźnemu skróceniu. Cement z dodatkiem 5% i 15% ML osiąga klasę wytrzymałości 42,5R, natomiast cement z dodatkiem 30% i 35% ML – jedynie klasę wytrzymałości 32,5N. Przy dodatku 40% i 50% ML cement nie spełnia wymagań normy PN-EN 197-1:2012 odnośnie klasy wytrzymałości.

11

Analiza rozwoju skurczu autogenicznego zaczynów cementowych z CEM I 42,5R i CEM III/A 42,5N o różnym wskaźniku wodno/cementowym

Zieliński Adam, Kapeluszna Ewa

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 1

40--55

PL

W technologii betonu cementy o dużej zawartości klinkieru portlandzkiego są coraz częściej zastępowane przez spoiwa wieloskładnikowe o mniejszym śladzie węglowym. Takimi spoiwami są m. in. cementy hutnicze, które z powodzeniem stosuje się w składzie betonów przeznaczonych do elementów masywnych, betonów samozagęszczalnych, jak również betonów dedykowanych elementom prefabrykowanym. Cementy hutnicze posiadają mniejszą dynamikę przyrostu wytrzymałości w stosunku do cementów portlandzkich oraz mniejsze ciepło hydratacji. Kompozyty z ich udziałem są bardziej odporne na występowanie naprężeń termicznych we wczesnym etapie dojrzewania betonu. W pracy przeprowadzano badania porównawcze rozwoju skurczu autogenicznego zaczynów cementowych wykonanych z CEM I 42,5R i CEM III/A 42,5N o zmiennym stosunku w/c wykorzystując metodę dylatometryczną na autorskim urządzaniu objętym patentem PL241667. Wykonano również badania konsystencji, czasów wiązania oraz wytrzymałości na ściskanie po 2, 7 i 28 dniach dojrzewania. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzono, że zaczyny cementowe z cementem hutniczym mają większy skurcz autogeniczny w okresie 28 dni w porównaniu do zaczynów z cementem portlandzkim. Reakcja pucolanowa granulowanego żużla wielkopiecowego ma wpływ na wzrost rejestrowanego skurczu autogenicznego. Zwiększanie wskaźnika wodno-cementowego wpływa na spowolnienie dynamiki rozwoju i wielkość skurczu autogenicznego. Wyniki badań wskazują na konieczność uwzględnienia skurczu autogenicznego podczas projektowania betonów wysokowartościowych zawierających cement hutniczy ze względu na zwiększoną podatność na mikrozarysowania skurczowe oraz dla zachowania trwałości materiału.

EN

In concrete technology, cements with a high content of Portland clinker are increasingly being replaced by blended binders with a lower carbon footprint. Such binders include blastfurnace cements, which are successfully used in concretes designed for large-scale elements, self-compacting concretes, as well as for the precast concrete industry. Blast furnace cements exhibit lower strength gain relative to Portland cements and a lower heat of hydration. Composites that incorporate them are significantly more resistant to the occurrence of thermal stresses at the early stages of curing of concrete. This paper provides a comparative study of the development of autogenous shrinkage of cement pastes made from CEM I 42.5R and CEM III/A 42.5N with a variable w/c ratio using the dilatometric method on a proprietary instrument covered by the patent PL241667. Furthermore, tests on consistency, setting times and compressive strength were performed after 2, 7 and 28 days of curing. From the analyses carried out, it was found that cement pastes containing blast furnace cement show greater autogenous shrinkage over a period of 28 days compared to pastes containing Portland cement. The pozzolanic reaction of granulated blast furnace slag contributes to the increase in recorded autogenous shrinkage. An increase in the water-cement ratio has an impact on the decreased strength gain, and the value of autogenous shrinkage. The research results indicate the need to take autogenous shrinkage into account when designing high-performance concretes containing blast furnace cement due to the increased susceptibility to shrinkage microcracks and for the durability of the material.

12

Research on the mechanical and electromagnetic properties of white Portland cement paste containing basalt fiber

Li Yue, Liu Yunze, Cheng Yaping, Jin Caiyun

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e63, 2023

EN

The search for construction materials that contribute to 5G signal transmission is important for the development of modern communication technologies. In this paper, the mechanical properties of white Portland cement (WPC) paste mixed with basalt fiber (BF) were analyzed and its electromagnetic properties were fully investigated. First, the fluidity and strength of WPC pastes with different BF contents were tested. Subsequently, the electromagnetic parameters of WPC paste samples were tested in the frequency band of 3.94 GHz-5.99 GHz, and their electromagnetic transmission properties were calculated. Finally, the mechanism of BF affecting the strength and electromagnetic transmission performance of WPC pastes was profiled using scanning electron microscopy (SEM) and mercury intrusion porosimetry (MIP). The results show that BF can reduce the fluidity of WPC pastes. With the increase of BF doping, the strength of WPC paste rises and then decreases, and reaches the maximum strength when the volume content of BF is 0.6%. With the increase of BF content, the electromagnetic wave reflection rate of WPC paste decreases, but the absorption and transmission rate increases. The bridging effect of BF, etc. improves the strength of the paste. In WPC pastes, with the increase of BF doping, the increase of electromagnetic wave absorption rate is smaller than the decrease of reflection rate, which leads to the improvement of electromagnetic transmission performance.

13

Zastosowanie cementu CSA w pianobetonie o małej gęstości

Gołaszewski Jacek, Klemczak Barbara, Smolana Aneta, Gołaszewska Małgorzata, Cygan Grzegorz, Mankel Christoph, Peralta Ignacio, Röser Frank, Koenders Eduardus A. B.

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 6

53--55

PL

Możliwym rozwiązaniem problemu stabilności pianobetonów o małej gęstości oraz poprawy ich właściwości jest zastosowanie cementu CSA. W artykule przedstawiono wyniki badań pianobetonów o małej gęstości, w których zastosowano cement portlandzki CEM I 52,5R oraz alternatywnie cement CSA. Uzyskane wyniki pokazały, że pianobetony z cementem CSA charakteryzują się większą wytrzymałością, mniejszym współczynnikiem przewodzenia ciepła i strukturą o mniejszych porach niż pianobetony z cementem CEM I.

EN

A possible solution to the problem of the stability of low-density foam concrete stability and improvement of its properties is the use of CSA cement. The article presents the results of tests of low-density foam concrete, produced with CEM I 52.5R Portland cement and, alternatively, CSA cement. The obtained results showed that foam concrete with CSA cement is characterized by higher strength, lower thermal conductivity, and a structure with smaller pores than foam concrete with CEM I cement.

14

Wapień w składzie kompozytów cementowych

Batog Maciej, Giergiczny Zbigniew

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 12

119--124

PL

W artykule przedstawiono wpływ wapienia (LL) na cechy fizyczne i chemiczne stwardniałego zaczynu cementowego. Przeanalizowano właściwości cementu portlandzkiego wapiennego CEM II/A, B-LL oraz cementu portlandzkiego wieloskładnikowego CEM II/A, B-M (S, LL) i CEM II/A, B (V-LL). Podkreślono znaczenie wielkości wskaźnika w/c w przypadku poziomu wytrzymałości i trwałości kompozytów cementowych, w których głównym składnikiem jest wapień (LL). Z tego względu domieszki chemiczne mają istotną rolę w kształtowaniu właściwości betonu wykonanego z cementu zawierającego wapień.

EN

The article presents the influence of limestone (LL) on the physical and chemical properties of hardened cement paste. The properties of the Portland limestone cement CEM II/A, B-LL and the Portland composite cements CEM II/A, B-M (S, LL) and CEM II/A, B (V-LL) were analysed. The importance of the w/c-ratio for the level of strength and durability of cement composites made of cement containing limestone (LL) as the main component was emphasized. For this reason, chemical admixtures play an important role in shaping the properties of concrete with cement containing limestone.

15

Influence of admixtures on the performance of soundless chemical demolition agents and implications for their utilization

Maneenoi Nattamon, Bissen Raphael, Chawchai Sakonvan

Journal of Sustainable Mining

|

2022

|

Vol. 21, iss. 2

93--111

EN

Soundless Chemical Demolition Agents (SCDAs) are an environmentally friendly and safer alternative to traditional rock fragmentation methods. Admixtures are used to change the rheological properties and performance of SCDAs. This study aimed to investigate the effect of various concentrations of chemical accelerators (chloride salts) and viscosity enhancing agents (VEAs: Xanthan gum, Guar gum, and Gellan gum) on the fracture onset compared to an unmodified SCDA (BRISTAR 100®). All experiments were conducted on Portland Type 1 (OPC 1) cement blocks. The flowability of the mixtures was determined by mini-slump tests. Results show that 4wt% MgCl2 and 3wt% CaCl2 have accelerated the fracture onset by 47.4% and 61.2%, respectively. VEAs have a decelerating effect, which is mitigated by the addition of the aforementioned chloride salts. Combining 4wt% MgCl2 with 0.2wt% Xanthan gum reduced the fracture onset time by 66.8%. A cost analysis shows that the initial price of the SCDA mainly determines a potential cost reduction by using admixtures. For a low-cost SCDA, the focus is likely to shift to saving time. This study can serve as a basis for future studies to further improve performance and cost as well as diversify the range of applications for SCDAs.

16

Znaczenie cynku w produkcji cementu portlandzkiego

Kurdowski Wiesław, Zajd Paweł

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 1

45--58

PL

W doświadczeniach laboratoryjnych stwierdzono nieoczekiwany wpływ dodatku cynku, który przyspieszył proces wiązania cementu portlandzkiego. Ten nietypowy wpływ cynku został spowodowany przez dodatek anhydrytu II, jako regulatora wiązania cementu, przez jego producenta. Anhydryt II rozpuszcza się bardzo powoli i stężenie jonów siarczanowych w zaczynie hydratyzującego cementu było bardzo małe. Natomiast cynk rozpuścił się bardzo szybko, a powstający wodorotlenek strącał się na powierzchni kryształów C3A, utrudniając powstawanie ciągłej warstwy ettringitu. Ettringit powstawał w tych warunkach w wolnych przestrzeniach w roztworze, łącząc ziarna cementu, powodując szybkie wiązanie „ettringitowe”. Natomiast, kryształy alitu pozostają ciągle pokryte bezpostaciową warstewką Zn(OH)2, i w tych warunkach okres indukcji reakcji z wodą tej fazy, pozostaje bez zmian. Przedłużenie tego okresu rośnie ze zwiększeniem dodatku cynku.

EN

In laboratory experiments, we found the unexpected influence of zinc addition, which was the acceleration of the Portland cement setting. This untypical cement behaviour was caused by the addition of anhydrite II as the setting time regulator, by its producer. Anhydrite II dissolves very slowly and the sulphate ions concentration in the paste of the hydrating cement, was very low. However, zinc was soluted very quickly and its hydroxide precipitated on the surface of C3A crystals, limiting the formation of the continuous ettringite layer. Thus, ettringite is formed in the free areas in the solution, linking the cement grains, with the formation of the quick “ettringite” setting. Ettringite precipitated in the free areas within the solution, binds to the cement grains and causes the ‘quick’ setting of ettringite. However, the alite crystals remain continuously covered by the amorphous layer of Zn(OH)2, and under this condition the induction period with water reaction of this phase remains hang-up. The elongation of this period is increasing with the increase in the addition of zinc.

17

Wpływ pyłu z bocznikowania gazów z pieca cementowego na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego

Tkaczewska Ewelina, Łój Grzegorz, Frątczak Agata

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 1

24--34

PL

W pracy badano wpływ pyłu z bocznikowania gazów z pieca cementowego na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego. Do badań przygotowano cementy CEM I 42,5R i CEM III/A 42,5N. Uwzględniając dopuszczalne stężenie jonów Cl- równe 0,1% masy cementu zgodnie z normą PN-EN 197-1:2012, dodatek pyłu wynosił 0,7% i 1,7%. Określono wpływ pyłu z bocznika gazów na ciepło hydratacji, wodożądność cementu, czas początku wiązania oraz wytrzymałość na ściskanie cementów. Stwierdzono, że dodatek pyłów w ilości do 1,7% nie ma negatywnego wpływu na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego. Cementy zachowują tę samą klasę wytrzymałości, co bez dodatku pyłów.

EN

In this paper, the influence of cement kiln by-pass dust on the properties of Portland cement and slag cement was studied. The reference cements used in the experiment were CEM I 42.5R and CEM III/A 42.5N. The cement kiln by-pass dust replacement of cement was 0.7% and 1.7%, to satisfy the Cl-ions content in cements: lower than or equal to 0.1%, following the demand of PN-EN 197-1:2012 standard. The following properties of cements were examined: the heat of hydration, water demand for normal consistency, initial setting time and compressive strength. The results showed that the addition of cement kiln by-pass dust of up to 1.7% has no negative effect on the properties of Portland cement and slag cement. The cements represent the same strength class, as without dust addition.

18

Properties of mortars with Calcium Sulfoaluminate cements with the addition of Portland cement and limestone

Gołaszewski Jacek, Gołaszewska Małgorzata

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 2

425--435

EN

Calcium Sulfoaluminate cements (CSA) may be an alternative to Portland cements due to their very high early strength and more environmentally friendly production technology, however they are characterized by a short setting time and high cost. A possible solution to these problems is to mix CSA cement with other binders or additives. In order to test this possibility, CSA cement was mixed with Portland cement and limestone in the amount of 10, 20 and 30 wt. %. A hydration heat test was carried out in the first 72 hours after the components were mixed, measured were compressive and flexural strength after 1, 2, 7 and 28 days, and rheological properties, including early shrinkage. A negative interaction between CSA and CEM I 42.5R was observed, leading to deterioration of mechanical properties of the mortars. The study did not indicate a similar negative interaction between CSA cement and limestone.

PL

Potrzeba zmniejszenia śladu węglowego stała się jednym z głównych problemów przemysłu cementowego ze względu na wysoką produkcję dwutlenku węgla w procesie spalania klinkieru portlandzkiego, która wynosi od 0,6 do 0,8 tony CO2 na 1 tonę klinkieru portlandzkiego. Sytuacja ta stwarza zapotrzebowanie na mniej popularne klinkiery, takie jak cement CSA (cement wapniowo siarczanoglinianowy). Cement CSA charakteryzuje się krótkim czasem wiązania, wysoką wytrzymałością początkową i niskim skurczem, a podczas jego produkcji emitowane jest mniej CO2 w porównaniu z klinkierem OPC. Jednakże wysoki koszt cementu CSA zachęca do mieszania CSA z innymi, tańszymi spoiwami lub nieklinkierowymi składnikami głównymi cementu. Celem prezentowanych badań było zatem zbadanie właściwości zapraw z użyciem cementu CSA zmieszanego ze zwykłym cementem portlandzkim CEM I 42,5R (OPC) lub wapieniem w ilości 10, 20 i 30% masy cementowej. Badano następujące właściwości: ciepło hydratacji w pierwszych 72 h od połączenia cementu z wodą, wczesny skurcz zaprawy w pierwszych 24 h, właściwości reologiczne, czyli granicę plastyczności i lepkość plastyczną świeżej zaprawy, a także wytrzymałość na ściskanie i zginanie po 1, 2, 3, 7 i 28 dniach. Zaprawy przygotowano na bazie normowej zaprawy wg EN 196-1, zawierającej 450g cementu, 1350g piasku normowego i o stosunku w/c wynoszącym 0,5. Ze względów technicznych stosunek w/c został zmieniony dla pomiarów reologicznych na 0,6.

19

Cementy portlandzkie wieloskładnikowe żużlowo-wapienne (S-LL)

Synowiec Katarzyna, Batog Maciej

Materiały Budowlane

|

2020

|

nr 10

32--35

PL

Właściwości fizykochemiczne cementów żużlowo-wapiennych są na zbliżonym poziomie do właściwości cementu portlandzkiego żużlowego. Zaobserwowano przy tym korzystny wpływ udziału wapienia w składzie cementu na wytrzymałość na ściskanie zapraw cementowych, szczególnie przy obniżonym współczynniku w/c. W ocenie właściwości betonu szczególną uwagę zwraca efekt doszczelnienia struktury matrycy cementowej, przejawiający się zwiększeniem odporności na wnikanie mediów ciekłych i gazowych w głąb betonu (ograniczenie głębokości penetracji wody pod ciśnieniem oraz przenikalności jonów chlorkowych). Możliwe jest uzyskanie betonów klasy C30/37. Natomiast zapewnienie mrozoodporności betonu z cementów portlandzkich wieloskładnikowych (S-LL) nie jest łatwe do osiągnięcia, pomimo prawidłowego napowietrzenia mieszanki betonowej.

EN

The physicochemical properties of the composite slag-limestone cements are similar to those of the Portland slag cement. Additionally a favorable effect of limestone on the compressive strength of cement mortars was observed, especially at a reduced w/c ratio. While assessing the properties of concrete, particular attention is paid to the effect of sealing the structure of the cement matrix, which is manifested in the increased resistance to media penetration into the concrete (limiting the depth of water penetration under pressure and the permeability of chloride ions). It is possible to obtain concretes of C 30/37 class, while ensuring the frost resistance of concrete frost resistance of concrete with Portland composite cement (S-LL) seems to be quite challenging to achieve despite the proper aeration of concrete.

20

Szlam naftowy jako paliwo i surowiec do produkcji cementów pucolanowych

Kourdache Hayat, Adjdir Mehdi, Bendraoua Abdelaziz, Brucker Jean Michel

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 6

469--479

PL

Celem badań była ocena możliwości zastosowania szlamu naftowego jako alternatywnego paliwa w piecach cementowych, ponieważ 1 kg tego szlamu może zastąpić 0,82 m3 metanu. Natomiast popiół ze spalenia tego szlamu można stosować jako uboczny materiał cementowy, do produkcji cementu pucolanowego. Zbadano skład chemiczny, gęstość, powierzchnię i skład ziarnowy popiołu. Ten popiół zastosowano jako zamiennik cementu portlandzkiego, zastępując nim 5, 10, 15 i 20% cementu, stosując go do wytwarzania zapraw. Zbadano konsystencję, czas wiązania i właściwości mechaniczne tych zapraw i porównano z zaprawami bez dodatku popiołu. Dodatek popiołu zwiększył w spoiwie zawartość SiO2 i opóźnił wiązanie, w porównaniu z cementem. Zgodnie z normą EN 197 zaprawa z dodatkiem 5% popiołu, która miała maksymalną wytrzymałość wynoszącą 46 MPa po 28 dniach, należała do cementu CEMII/B 42,5N. Natomiast cement zawierający 10% i 20% popiołu został zaliczony do klasy wytrzymałości 32,5N.

EN

The aim of this study was the valorisation of oil sludge as an alternative fuel in the cement kilns since 1 kg of oil sludge can substitute 0.82 m3 of methane. The ash from oil sludge combustion can be used as secondary cementitious material, for the production of cement-based pozzolanic composites. The elemental composition, density, surface properties, and particle size distribution of the ashes were measured. Then the ashes were used along with ordinary Portland cement at different ratios of substitution: 5, 10,15, and 20% by mass to produce mortars which were tested for their normal consistency, setting time, mechanical properties, and then compared to reference mortar without ashes. According to the results, the higher SiO2 content was assigned to ash compared to cement. The incorporation of ash resulted in the retardation of the setting. According to European standard EN-197, the mortar with the addition of 5% of ash which presents a maximum strength equal to 46 MPa obtained at 28 days is classified as CEM II/B 42.5N. However, cements containing 10% and 20% of ash have been classified in strength class 32.5N.