Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of water pretreated recycled aggregate on the required time of concrete care

Kępniak Maja, Chyliński Filip, Górecka Ewelina, Goljan Anna

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

295--310

EN

Sustainable building projects has become increasingly important in recent years. To improve the circulation of materials in the construction sector, circular economy-inspired actions have been taken into account for CDW management The article investigates the possibility of using recycled aggregate as a reservoir of water for internal curing of concrete, in accordance with the principles of sustainable development and circular economy. The experiment consisted of four different curing scenarios and different proportions of recycled aggregate. The experiment measured the following properties: compressive strength, density, porosity, and SEM analysis of the interfacial transition zone between the aggregate and the cement paste. The analysis revealed that substituting ten percent of natural aggregate with recycled aggregate can shorten the external water curing time required for the concrete without affecting its final strength adversely. This solution also does not cause a significant increase in the porosity of concrete or a deterioration in the quality of the interfacial transition zone.

PL

Zrównoważone budownictwo staje się coraz ważniejsze w ostatnich latach. Aby poprawić obieg materiałów w sektorze budowlanym, podjęto działania inspirowane gospodarką o obiegu zamkniętym uwzględniane w zarządzaniu odpadami klasyfikowanymi jako budowlane i rozbiórkowe. W artykule zbadano możliwość wykorzystania kruszywa z recyklingu jako nośnika wody, pełniącej funkcję pielęgnacji wewnętrznej. Eksperyment składał się z czterech różnych scenariuszy pielęgnacji i różnych proporcji kruszywa z recyklingu. Zmierzono następujące właściwości: wytrzymałość na ściskanie, gęstość, porowatość oraz wykonano analizę SEM międzyfazowej strefy przejściowej między kruszywem a stwardniałym zaczynem. Analiza wyników wskazuje na możliwość skrócenia czasu wymaganego zewnętrznego nawilżania betonu cementowego przy dziesięcioprocentowym zastosowaniu zastąpienia kruszywa naturalnego kruszywem z recyklingu. Takie dozowanie pozwala na skrócenie czasu zewnętrznej pielęgnacji wodnej, nie wpływając znacząco na ostateczną wytrzymałość betonu. Takie rozwiązanie nie zwiększa znacząco porowatości betonu i nie pogarsza strefy przejścia między kruszywem a spoiwem. Badania mikrostrukturalne SEM betonu zawierającego kruszywo z recyklingu wykazały różne rodzaje stref przejścia między nową zaprawą a ziarnami pochodzącymi z recyklingu betonu w zależności od rodzaju ziarna. Ziarna czystego kruszywa naturalnego pochodzącego z recyklingu betonu były dobrze związane z matrycą cementową, podobnie jak nowe kruszywo naturalne. Ziarna zawierające starą zaprawę były również dość dobrze związane z nową zaprawą, ale strefa przejścia w nowej zaprawie miała wiele pustek powietrznych, co mogło być spowodowane większą porowatością ziarna starej zaprawy, która powodowała odprowadzanie wody z obszaru granicznego. Cząstki asfaltu obecne w kruszywie z recyklingu betonu były dobrze związane z nową zaprawą. Strefa przejścia była dobrze rozwinięta, bez pęknięć ani nadmiernych pustek powietrznych. Mniejsza liczba pustek powietrznych w strefie przejścia w nowej zaprawie mogła być spowodowana niższą porowatością ziaren asfaltu. Porowatość ziaren kruszywa z recyklingu wydaje się mieć kluczowe znaczenie dla tworzenia pustek powietrznych w nowej zaprawie w strefie przejścia. Mechanizm takich obserwacji może być wyjaśniony przez zmniejszenie zawartości wody w strefie przejścia przez ziarna recyklingowe o wysokiej porowatości, takie jak stara zaprawa, co wpływa na lokalne zmniejszenie spójności zaprawy. To może prowadzić do trudności w prawidłowym zagęszczaniu zaprawy w strefie przejścia. Ziarna o stosunkowo niskiej porowatości, takie jak ziarna asfaltu, nie prowadzą do lokalnego wzrostu porowatości nowej zaprawy. Podsumowując, warto rozważyć wykorzystanie namoczonego kruszywa z recyklingu jako pielęgnacji wewnętrznej, zwłaszcza przy użyciu cementów niskoklinkierowych, ponieważ ich wymagany czas pielęgnacji jest znacznie dłuższy. Połączenie cementu niskoklinkierowego i kruszywa z recyklingu jest rozwiązaniem zgodnym z gospodarką obiegu zamkniętego. Choć rozwiązanie to wydaje się obiecujące, należy uwzględnić wpływ modyfikacji na trwałość betonu zarówno chemiczną, jak i fizyczną.

2

Early-age mesoscale deformation in lightweight aggregate concrete under different water-to-cement ratios and pretreated methods

Hong Miao, Lei Dong, Wan Zhaohang, Zhu Feipeng, Bai Pengxiang, Hu Feng

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2025

|

Vol. 25, no. 1

art. no. e42, 2025

EN

This paper primarily investigates the deformation behavior of lightweight aggregate concrete (LWAC) with lightweight expanded clay aggregate (LECA) at early ages. Comparative experiments were conducted on specimens prepared with pre-wetted and dry aggregates and with different water-to-cement ratios. The digital image correlation (DIC) technique was used to measure deformation and calculate the principal strains on the surface of specimens. The variation of global strains and local strains in mortar and aggregates at early ages were analyzed. The results showed that pre-wetted lightweight aggregates can enhance the effect of internal curing, thereby reducing the early-age shrinkage of concrete, and weakening the discreteness of strain distribution in concrete, thus theoretically reducing the risk of cracking. The minimum principal strains of mortar and aggregates did not exhibit a simultaneous increase and decrease trend, but rather interacted with each other, and reached a dynamic equilibrium with moisture transfer between them. The maximum principal strains of aggregate were significantly greater than those of mortar. The effectiveness of internal curing does not increase linearly with an increase in the water-to-cement ratio, but first increases and then decreases, with the optimal internal curing effect achieved around a water-to-cement ratio of 0.40 at early ages.

3

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.

4

Cracking risk of high-performance cement composites due to restrained autogenous shrinkage with and without soaked lightweight aggregate

Zieliński Adam, Schindler Anton K., Kaszyńska Maria

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

603--618

EN

Due to the large amount of binder and low water-cement ratio, high-performance cement composites have high compressive strength and a dense hardened cement paste microstructure. External curing is insufficient, as it cannot reach the interior parts of the structure, which allows autogenous shrinkage to occur in the inside. Lack of prevention of autogenous shrinkage and high restraint causes structural microcracks around rigid components (aggregate, rebars). Consequently, this phenomenon leads to the propagation of internal microcracks to the surface and reduced concrete durability. One way to minimize autogenous shrinkage is internal curing. The use of soaked lightweight aggregate to minimize the risk of cracking is not always sufficient. Sorption and desorption kinetics of fine and coarse fly ash aggregate were tested and evaluated. The correlation between the development of linear autogenous shrinkage and the tensile stresses in the restrained ring test is assessed in this paper. A series of linear specimens, with cross-section and length custom designed to match the geometry of the concrete ring, were tested and analyzed. Determination of the maximum tensile stresses caused by the restrained autogenous shrinkage in the restrained ring test, together with the approximation of the tensile strength development of the cement composites were used to evaluate the cracking risk development versus time. The high-performance concretes and mortars produced with mineral aggregates and lightweight aggregates soaked with water were tested. The use of soaked granulated fly ash coarse lightweight aggregate in cementitious composites minimized both the autogenous shrinkage and cracking risk.

PL

Z powodu dużej ilości spoiwa i niskiego wskaźnika woda-cement, wysokowartościowe kompozyty cementowe mają wysoką wytrzymałość na ściskanie i szczelną mikrostrukturę. Zewnętrzna pielęgnacja jest niewystarczająca, ponieważ nie może dotrzeć do wewnętrznej struktury materiału, co pozwala na wystąpienie skurczu autogenicznego. Brak zabezpieczenia materiału przed skurczem autogenicznym i wysoki poziom ograniczenia odkształceń powodują mikropęknięcia wokół sztywnych ośrodków materiałowych (kruszywo, pręty zbrojeniowe). W konsekwencji zjawisko prowadzi do propagacji mikropęknięć wewnętrznych do strefy powierzchniowej i utraty trwałości betonu. Jednym ze sposobów minimalizacji skurczu autogenicznego jest pielęgnacja wewnętrzna. Zastosowanie namoczonego kruszywa lekkiego w celu zminimalizowania ryzyka pękania jest nie zawsze wystarczające. Zbadano i oceniono kinetykę sorpcji i desorpcji drobnego i grubego kruszywa lekkiego z granulowanego popiołu lotnego. W artykule przedstawiono korelację między rozwojem liniowego skurczu autogenicznego a naprężeniami rozciągającymi w teście pierścienia ograniczającego wg ASTM C1581. Zbadano i przeanalizowano serię próbek liniowych o przekroju poprzecznym i długości dostosowanych do geometrii próbek pierścieniowych. Określenie maksymalnych naprężeń rozciągających wywołanych przez ograniczony skurcz autogeniczny w teście pierścieniowym wraz z przybliżonym rozwojem wytrzymałości na rozciąganie kompozytów cementowych użyto do oceny rozwoju ryzyka pękania w czasie. Badania objęły wysokowartościowe betony i zaprawy z kruszywem naturalnym i kruszywem lekkim nasączonym wodą. Zastosowanie w kompozytach cementowych grubego kruszywa lekkiego zminimalizowało zarówno rozwój skurczu autogenicznego i ryzyko pękania.

5

Wpływ modyfikacji betonu polimerem superabsorpcyjnym (SAP) na przebieg karbonatyzacji oraz właściwości mechaniczne

Woyciechowski Piotr, Kalinowski Maciej

Materiały Budowlane

|

2020

|

nr 10

40--43

PL

Modyfikacja składu betonu polimerem superabsorpcyjnym (w postaci granulek absorbujących znaczną ilość wody zarobowej), stanowi metodę pielęgnacji wewnętrznej, prowadzącą do znacznej redukcji skurczu betonu. Wpływ takiej modyfikacji na inne właściwości betonu jest przedmiotem wielu badań prezentowanych w najnowszej literaturze światowej, natomiast nieliczne są doniesienia o przebiegu karbonatyzacji tak zmodyfikowanego betonu. W artykule przedstawiono wyniki badań karbonatyzacji w warunkach przyspieszonych oraz cech mechanicznych betonów wysokowartościowych modyfikowanych dodatkiem SAP w różnych wariantach.

EN

Concrete’s modification with a superabsorbent polymer (in the form of granules absorbing a significant amount of mixing water), is a method of internal curing leading to a significant reduction in concrete shrinkage. The impact of such modification on other properties of concrete is the subject of many studies presented in the latest world literature while there are few reports on the course of carbonation of such modified concrete. The article present the results of carbonation tests under accelerated conditions and the mechanical properties of high-performance concretes modified with the addition of SAP in various variants.