Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Biologiczne środki naprawcze jako sposób samonaprawy pęknięć zapraw i betonów

Janek Martyna, Fronczyk Joanna, Franus Wojciech

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2025

|

nr 4

64--68

PL

Samonaprawa kompozytów cementowych oparta na mikrobiologicznym wytrącaniu węglanów (MICP) stanowi obiecującą metodę ograniczania powstawania i propagacji pęknięć. Celem pracy była ocena efektywności biologicznych środków naprawczych otrzymanych przez impregnację porowatych nośników – diatomitu oraz zeolitów NaX i NaP1 – zawiesiną endospor Bacillus subtilis. Badano ich wpływ na właściwości fizyko-mechaniczne i zdolność samonaprawy zapraw i betonów po kontrolowanym uszkodzeniu i ekspozycji w wodzie oraz roztworze składników odżywczych. Oceniono współczynnik naprawy rys, odzysk wytrzymałości na ściskanie i szczelność próbek. Wyniki potwierdziły skuteczność proponowanych systemów – uzyskano do 44% odzysku wytrzymałości i ponad 90% redukcję przepuszczalności. Analiza mikrostruktury wskazała, że naprawa pęknięć zachodzi zarówno w wyniku biotycznego wytrącania węglanu wapnia przez bakterie, jak i abiotycznych procesów krystalizacji inicjowanych przez obecność składników odżywczych w matrycy cementowej.

EN

Self-healing of cementitious composites based on microbially induced carbonate precipitation (MICP) represents a promising approach to mitigate the formation and propagation of cracks. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of biological healing agents obtained by impregnating porous carriers – diatomite and zeolites NaX and NaP1 – with a suspension of Bacillus subtilis endospores. Their influence on the physico-mechanical properties and self-healing capacity of mortars and concretes was examined after controlled cracking and exposure in water and a nutrient solution. The crack-healing ratio, compressive strength recovery, and watertightness were assessed. The results confirmed the effectiveness of the proposed systems, showing up to 44% strength recovery and over 90% reduction in permeability. Microstructural analysis revealed that crack repair occurred through both biotic calcium carbonate precipitation induced by bacterial activity and abiotic crystallization of mineral phases triggered by components of the healing solution.

2

Rheological and mechanical behavior study of eco-friendly cement mortar made with marble powder

Chahour Kahina, Mechakra Hamza, Safi Brahim, Dehbi Nacera-Melissa, Chaibet Cylia

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2024

|

Vol. 29, no. 1

19--35

EN

The work aim is to investigate the rheological and mechanical behavior of eco-friendly mortar made with marble powder. Marble have used as sand by total substitution of natural sand and as additional materials by partial substitution of cement. Firstly, rheological tests were carried out on the cement pastes in order to studying the effect of cement substitution by marble powder on the rheological behavior. Secondly, our study is devoted to evaluate the mechanical performances (flexural strength, compressive strength, mechanical behavior and ultrasonic pulse velocity) of a fluid mortar such as the case of the self-compacting mortars elaborated with the marble powder as addition materials and as a sand. The mechanical test results show that a significantly improved of compressive strength and mechanical behavior of an ecological cement mortar made with marble waste as a natural sand. However, marble-based mortars with 100% of marble sand have given a mechanical strength similar to that obtained by control cement mortar (100% natural sand). It was also noted that it can be obtained an ecological cement mortar made with 30% of marble powder as an addition supplementary materials. This leads to a reduction in cement consumption cad a reduction in CO2 gas emissions caused by cement production.

3

Causes of Defects and Damage to Brick Masonry Elements in Historic Buildings

Niedostatkiewicz Maciej, Majewski Tomasz

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2024

|

Vol. 34, no. 4

423--448

EN

Ceramic brick masonry elements constitute the largest number of structural systems of historic buildings, especially sacral and public utility buildings. In the past, they were also very commonly used as a material for the construction of military facilities. Historic buildings and masonry structures undergo destructive processes over time, the course of which can be very diverse and depends, among other things, on the physicochemical properties of the materials, the type of structure, the age of the building, working conditions and random conditions and events. The paper is an engineering review of the causes of damage to masonry structures and indicates the need for cooperation between representatives of various specialties of science and technology, in particular architectural historians, specialists in the field of conservation of monuments, structural engineers and specialists in the field of geotechnics, geology, hydrogeologists and meliorators in order to ensure the protection of masonry structures in historic buildings.

4

Badania wstępne możliwości zastosowania regranulatu polipropylenowego w mieszankach cementowych przeznaczonych do druku 3D

Skibicki Szymon, Żygadło Alicja, Głowacka Monika, Górnostaj Dariusz

Builder

|

2024

|

R.28, nr 12

36--40

PL

W artykule omówiono badania nad zastosowaniem kruszywa recyklingowego w postaci regranulatu polipropylenowego (PP) w druku 3D kompozytów cementowych. Skupiono się na ocenie wpływu zastąpienia kruszywa naturalnego regranulatem PP na właściwości mechaniczne i reologiczne kompozytu na spoiwie cementowych. Przeprowadzono badania wytrzymałości na zginanie i ściskanie dla próbek pielęgnowanych w warunkach normowych oraz poddanym oddziaływaniu temperatury 300°C. W badaniach przetestowano różne poziomy zastąpienia kruszywa naturalnego regranulatem polipropylenowym PP (10%, 30%, 50%) w mieszance betonowej. Stwierdzono, że zastąpienie kruszywa naturalnego regranulatem PP powoduje obniżenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie próbek przechowywanych w warunkach normowych do 66,36%, a próbek poddanych oddziaływaniu temperatury 300°C aż do 80,11%. Ponadto przeprowadzono badania niszczące kratownic wykonanych w technologii druku 3D przy wykorzystaniu mieszanki z 10% zastąpieniem kruszywa naturalnego przez regranulat PP oraz mieszanki referencyjnej. Wykazano, że w wydrukowanej konstrukcji kratownicy, gdzie o kryterium zniszczenia zdecydowała wytrzymałość na rozciągania, redukcja wytrzymałości związana z zastosowaniem regranulatu PP nie była statystycznie istotna w porównaniu do mieszanki referencyjnej.

EN

The paper discusses research on the use of recycled aggregate in the form of polypropylene (PP) regranulate in 3D printing of cement composites. The focus was on analyzing the impact of replacing natural aggregate with PP regranulate on the mechanical and rheological properties of the cement-based composite. Tests were conducted to assess the flexural and compressive strength of samples cured under standard conditions and exposed to a temperature of 300°C. The study tested various levels of natural aggregate replacement with PP regranulate (10%, 30%, 50%) in the cement mixture. It was found that replacing natural aggregate with PP regranulate resulted in a reduction in compressive and flexural strength by up to 66.36% for samples stored under standard conditions, and by up to 80.11% for samples exposed to 300°C. Additionally, destructive testing was performed on trusses made using 3D printing technology for a mix with 10% replacement of natural aggregate by PP regranulate and a reference mix. The tests showed that in the printed truss structure, where tensile strength was the failure criterion, the reduction in strength due to the use of PP regranulate was not statistically significant compared to the reference mix.

5

Influence of temperature on rheological properties of self-compacting mortars and concretes in rest state

Gołaszewski Jacek, Cygan Grzegorz

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 4

255--269

EN

The rheological properties of fresh mortars and self-compacting concretes (SCC) at rest – the static yield value gs and the thixotropy factor AT – at temperatures from 10 to 30°C were investigated. The static yield value gs and the thixotropy factor AT of SCC depends on the temperature and the w/c ratio. Immediately after casting, the static yield value gs of the SCC is the higher the higher the temperature and/or w/c ratio are. Thixotropy factor AT of fresh SCC depends mainly on w/c ratio – the higher w/c ratio the lower AT is. The increase in temperature of SCC reduces thixotropy factor AT, but the effect is insignificant. During the 40 minutes that the SCC remain at rest, the static yield value gs increases and this increase is faster for mixes with a higher w/c ratio. Thixotropy factor AT of SCC left in rest first increases over time, but then, after just 20 to 40 minutes, begins to decrease. Temperature does not affect static yield value gs and thixotropy factor AT changes in time. The nature of the effect of temperature on the rheological properties of mortars and SCC is analogous. It was proven that model mortars can be used to predict the effect of temperature on the rheological properties of SCC both in the flow phase and at rest and to predict changes in these parameters over time. The implications of the temperature effect on the rheological properties of SCC in terms of formwork pressure were also discussed.

PL

Celem badań było określenie wpływu temperatury i czasu na parametry reologiczne mieszanek BSZ w stanie spoczynku – statyczną granicę płynięcia gs i współczynnik tiksotropii AT. Dodatkowo zweryfikowano możliwość wykorzystania badań reologicznych wykonanych na zaprawach modelowych do przewidywania wpływu temperatury na parametry reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Stwierdzono, że zmieniająca się w zakresie od 10 do 30°C temperatura istotnie wpływa na statyczną granicę płynięcia gs mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Im temperatura mieszanki jest wyższa, tym statyczna granica płynięcia gs mieszanki jest większa i szybciej wzrasta w czasie. Wzrost statycznej granicy płynięcia w czasie wynika najpierw z samozagęszczenia mieszanki BSZ, a następnie z postępującego procesu hydratacji i utraty efektu działania SP. Statyczna granica płynięcia gs jest znacznie, nawet o rząd wielkości większa od dynamicznej granicy płynięcia. Współczynnik tiksotropii AT maleje ze wzrostem temperatury, przy czym wpływ temperatury na współczynnik tiksotropii AT nie jest istotny w porównaniu do wpływu w/c. Wykazano, że charakter wpływu temperatury na właściwości reologiczne zapraw modelowych i mieszanek BSZ w spoczynku jest analogiczny. Zaprawy modelowe mogą być wykorzystywane do prognozowania wpływu temperatury na właściwości reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Wyznaczono zależności liniowe pomiędzy parametrami reologicznymi zapraw i mieszanek betonowych w stanie spoczynku. Przedyskutowano mechanizm wpływu temperatury na właściwości reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku w aspekcie ich wpływu na parcia na deskowania. W wyższej temperaturze mieszanka BSZ charakteryzuje się większą statyczną granicą płynięcia gs i szybszym jej wzrostem, co powoduje, że parcie mieszanki BSZ na deskowania tym mniejsze, im większa jest jej temperatura.

6

Wpływ nanometrycznego karbonizatu z łupin pestek moreli na właściwości mechaniczne kompozytów cementowych

Sisman Mehmet, Teomete Egemen, Yanik Jale, Malayoglu Ugur, Tac Gozde Duman

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 1

2--15

PL

Waloryzacja odpadów rolniczych jest ważna zarówno pod względem ekonomicznym jak i środowiskowym. Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania karbonizatu z pestek moreli jako wypełniacza do poprawy właściwości mechanicznych zaprawy i wspomagania sekwestracji CO2. Karbonizat został wyprodukowany w wyniku pirolizy łupin pestek moreli w temperaturze 500°C. Karbonizat o wymiarach mniejszych niż 500 nm otrzymano w procesie wysokoenergetycznego mielenia kulowego. Do określenia morfologii ziaren karbonizatu użyto skaningowego mikroskopu elektronowego. Krbonizat w różnych procentach objętościowych [0,00-0,04-0,06-0,08-0,12-0,15%] dodawano do zaprawy. Zaprawę formowano w beleczki o wymiarach 40x40x160 mm. Po dojrzewaniu w wodzie w temperaturze 20°C przez 28 dni wykonano badania wytrzymałości na ściskanie i zginanie. Mieszanka zawierająca 0,04% objętości nanometrycznego karbonizatu wyróżniała się wzrostem wytrzymałości na zginanie i ściskanie odpowiednio o 5% i 15%, a jej energia pękania przy zginaniu i ściskaniu wzrosła odpowiednio o 98% i 38% w stosunku do zaprawy referencyjnej. Ponadto, w mieszance o zawartości 0,12% objętości nastąpił wzrost wytrzymałości na zginanie i ściskanie odpowiednio o 32% i 11%. Natomiast wzrost energii pękania przy zginaniu i ściskaniu wyniósł odpowiednio 52% i 25% w porównaniu z zaprawą referencyjną. Wyjaśniono mechanizmy wpływu nanometrycznego karbonizatu na płynięcie, wytrzymałość i energię pękania. Ziarna karbonizatu mostkują pęknięcia, odwracają je, działają jako miejsca nukleacji hydratacji, wzmacniają matrycę przez jej porowatą strukturę i rozwijają wewnętrzne twardnienie, co prowadzi do wzrostu wytrzymałości i energii pękania. Badanie to wykazuje, że karbonizat produkowany z łupiny pestek moreli ma potencjał do wykorzystania jako mieszanina sekwestrująca węgiel w celu poprawy efektywności zaprawy, a tym samym wykorzystania odpadów jako materiału budowlanego, przyczyniając się do rozwoju gospodarki i ochrony środowiska.

EN

Valorization of agricultural wastes is important both economically and environmentally. This study aimed to investigate the use of biochar as a filler to improve the mechanical properties of mortar and to help sequestrate CO2. The biochar was produced by pyrolysis of apricot kernel shell at 500°C. Nanobiochar particles with dimensions less than 500 nm were obtained by high-energy ball milling process. Scanning electron microscope was used for determining the morphology of nanobiochar. The nanobiochar at different volume percentages [0.00-0.04-0.06-0.08-0.12-0.15%] was added to mortar. The mortar was casted into 40x40x160 mm molds. After water curing at 20°C for 28 days, compressive strength and flexural strength tests were performed. The mixture containing 0.04% nanobiochar by volume had an increase in flexural and compressive strengths by 5% and 15% respectively, while its fracture energies for flexure and compression increased by 98% and 38% respectively compared to the reference mortar. Furthermore, the mixture having 0.12% volume had an increase in flexural and compressive strengths by 32% and 11%, respectively, while the increase in fracture energies for flexure and compression was 52% and 25%, respectively, compared to the reference mortar. The mechanisms of nanobiochar effect on flow, strength, and fracture energy were enlightened. The nanobiochars bridge the cracks, divert the cracks, act as hydration nucleation sites, enhance the matrix by its porous structure, and developed internal curing that led to increase in strength and fracture energy. This study suggests that the biochar produced from the apricot kernel shell has the potential to be used as a carbon sequestering mixture to improve performance of mortar and thereby utilizing waste as a construction material, contributing to the economy and environment.

7

Zaprawa modyfikowana cementem glinowym jako alternatywa dla standardowych materiałów używanych do druku 3D

Olczyk Norbert, Gierszewska Natalia, Skibicki Szymon

Builder

|

2023

|

R.27, nr 9

20--23

PL

Druk 3D betonu to innowacyjna technologia, która rewolucjonizuje branżę budowlaną. Ten zaawansowany proces pozwala na precyzyjne i zautomatyzowane wytwarzanie trwałych struktur z betonu, wykorzystując spoiwa na bazie cementu do druku. Druk 3D betonu oferuje wiele zalet. Po pierwsze, dzięki temu procesowi możliwe jest tworzenie niestandardowych kształtów i wzorów, które są trudne do osiągnięcia tradycyjnymi metodami budowlanymi. Ponadto, dzięki precyzyjnemu sterowaniu drukiem 3D można zminimalizować zużycie materiałów, co przekłada się na oszczędność kosztów i ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko. Cement glinowy jako składnik spoiwa powoduje znaczne przyspieszenie czasu wiązania, co może być przydatne w technologii druku 3D. Przedstawione w artykule badania analizują możliwość wykorzystania cementu glinowego do modyfikacji mieszanki betonowej przeznaczonej do druku. Badania wykazały, że przy odpowiedniej kompozycji superplastyfikatora i spoiwa możliwe jest osiągnięcie wymaganych czasów wiązania.

EN

3D printing of concrete is an innovative technology that is revolutionizing the construction industry. This advanced process allows for the precise and automated production of durable concrete structures using cement-based binders for printing. 3D concrete printing offers many advantages. Firstly, thanks to this process, it is possible to create custom shapes and patterns that are difficult to achieve with traditional construction methods. Additionally, through precise control of 3D printing, the use of materials can be minimized, resulting in cost savings and a reduced negative environmental impact. Moreover, alumina cement as a binder component significantly accelerates the setting time, which can be useful in 3D printing technology. The research presented in the article analyzes the possibility of using alumina cement to modify the concrete mix intended for printing. Studies have shown that with the appropriate composition of superplasticizer and binder, it is possible to achieve the required setting times.

8

Projektowanie i analiza mieszanki betonowej zawierającej kruszywo po obróbce strumieniowo-ściernej (garnet) w technologii druku 3D

Skibicki Szymon, Żygadło Alicja, Górnostaj Dariusz, Łabecka Magdalena, Orzelski Kamil

Builder

|

2023

|

R.27, nr 9

16--19

PL

Rozwój technologii druku 3D pozwala na zastosowanie go w wielu obszarach budownictwa, w tym w zakresie małej architektury. Celem pracy było zaprojektowanie i wykonanie w technologii druku 3D obiektu małej architektury - siedziska, z zastosowaniem mieszanki betonowej, w której kruszywo naturalne zostało zastąpione odpadem garnetu pochodzącym z obróbki strumieniowo-ściernej. Dotychczasowe prace w zakresie wykorzystania tego kruszywa pokazują, że istnieje możliwość jego utylizacji w druku 3D kompozytów cementowych. W celu realizacji zadania wykonano podstawowe badania materiałowe dla mieszanek o zawartości kruszywa z recyklingu do 50%. Kolejnym krokiem było wykonanie modelu siedziska i ustalenia potrzebnych wymiarów przekrojów dla prawidłowego funkcjonowania elementu. Finalnie wykonano siedzisko w technologii druku 3D. Projekt mieszanki został opracowany z myślą o wykorzystaniu odpadów, jednocześnie uwzględniając wymagania związane z drukiem betonowym w technologii 3D. Wykonanie elementu małej architektury z betonu drukowanego z kruszywem po obróbce strumieniowo-ściernej potwierdziło możliwość stosowania tej technologii. Badania stanowią wstęp do dalszych analiz uwzględniających optymalizację produktu oraz analizę jego trwałości.

EN

The development of 3D printing technology allows it to be used in many areas of construction. The work is aimed to design and manufacture a small architectural object using 3D printing technology, in the form of a seat. It is going to be made of a concrete mixture with aggregate waste after blasting and abrasive treatment (spent garnet). Previous work on this aggregate shows that it is possible to use it in the 3D printing of cement composites. Basic material tests were carried out for mixtures with recycled aggregate content of up to 50% to carry out the task. The next step was to make a model of the seat and determine the necessary cross-sectional dimensions for the correct functioning of the element. Finally, the seat was made using 3D printing technology. The mix design has been developed with waste in mind while taking into account the requirements of 3D concrete printing. The construction of an element of small architecture made of printed concrete with aggregate after blasting and abrasive treatment confirmed the possibility of using this technology. The research is a prelude to further analysis, including product optimization and durability analysis.

9

The effect of air-entraining agent on the properties of mortars

Blikharskyy Zinoviy, Markiv Taras, Sobol Khrystyna, Turba Yurii, Selejdak Jacek

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 3

147--156

EN

The effect of the air-entraining agent on properties of mortar mixtures as well as on the compressive strength of hardened mortars was the objective of this study. Such mortars contain a certain amount of evenly spread closed air-voids pores with dimensions of 0.02-0.05 mm. On the one hand, the presence of a large volume of such air bubbles results in the reduction of mechanical properties of mortar. On the other hand, the use of this technological approach improves rheological properties of mortar mixture. The effect of the air entrainment on the flow, density, volume of entrained air of mortar mixture and compressive strength of hardened mortar was established. Obtained results show substantial increasing in the mortar flow at cement to sand ratio 1:2 by 1.8 times. The further decrease of C:S ratio results in a slight increase of the flow and even negligible its decrease at C:S = 1:4 compared to the reference mortar. The increase of the volume of entrained air results in the decrease of the density and compressive strength of mortar, but improve the resistance to freezing/thawing cycles. The results of this study can be a guide for mortar mix design to choose the most appropriate mix proportion to produce economically efficient mortars.

PL

Celem badań był wpływ domieszki napowietrzającej na właściwości mieszanek zaprawowych oraz wytrzymałość na ściskanie zapraw. Zaprawy takie zawierają pewną ilość równomierne rozprowadzonych, zamkniętych porów powietrznych o wymiarach 0,02-0,05 mm. Z jednej strony, obecność dużej ilości takich pęcherzyków powietrza powoduje obniżenie właściwości mechanicznych zaprawy. Z drugiej strony, zastosowanie tego podejścia technologicznego poprawia właściwości reologiczne mieszanki zaprawy. Określono wpływ domieszki napowietrzającej na urabialność, gęstość, objętość wprowadzonego powietrza oraz wytrzymałość na ściskanie zaprawy. Uzyskane wyniki wskazują na znaczny, 1,8-krotny wzrost rozpływu zaprawy przy stosunku cementu do piasku 1:2. Dalsze zmniejszanie stosunku C:S powoduje niewielki wzrost urabialności, a nawet znikomy jego spadek przy C:S = 1:4 w porównaniu do zaprawy wzorcowej. Wzrost objętości wprowadzonego powietrza powoduje zmniejszenie gęstości i wytrzymałości na ściskanie zaprawy, ale poprawia mrozoodporność. Wyniki badań mogą być wskazówką przy projektowaniu zapraw, aby wybrać najbardziej odpowiednie proporcje mieszanki w celu wytworzenia ekonomicznie efektywnych zapraw.

10

Effect of substituting white cement with ceramic waste powders (CWP) on the performance of a mortar based on crushed sand

Mezidi Amar, Merabti Salem, Benyamina Smain, Sadouki Mustapha

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 4(78)

123--133

EN

The enormous quantities of ceramic waste lead us to its use in the construction field to solve both an environmental and an economic problem. The present study aims to recycle ceramic waste powders (CWP) to produce mortars. To this end, five crushed sand (CS) based mortar mixes with prismatic dimensions of 4x4x16 cm³ were prepared by partially replacing 0, 5, 10, 15, and 20% white cement with CWP. Tests were carried out to assess bulk density, compressive strength, and ultrasonic pulse velocity (UPV). The results obtained showed that increasing the proportion of ceramic waste powder (CWP) in mortar mixes led to a decrease in bulk density, compressive strength, and UPV in the different mortars. In addition, linear correlations were observed between the different variables studied.

11

Utilization of textile denim sludge waste in high load-bearing structural applications

Beg Tahreem, Siddiqui Muhammad Owais Raza, Butto Muhammad Aslam, Iqbal Kashif, Sun Danmei

Polimery

|

2022

|

Vol. 67, nr 7-8

298--307

EN

The paper presents the results of research on the utilization of textile denim sludge waste, which was used to obtain concrete and mortar. For this purpose, cement and sand were replaced with the powdered sludge in the amount of 5 and 10 wt. The sludge was initially analyzed by FTIR and XRD to identify functional groups and chemical composition, respectively. Replacing sand with sludge resulted in a significant reduction in the concrete compressive and flexural strength (> 50%). Significantly better results were obtained by replacing cement with 5 wt% of sludge. In this case, the concrete compressive strength decreased by only 14%, and the flexural strength by 15%.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące utylizacji odpadów szlamowych z dżinsu tekstylnego, których użyto do otrzymywania betonu i zaprawy murarskiej. W tym celu cement i piasek zastąpiono sproszkowanym szlamem w ilości odpowiednio 5 i 15% mas. Osad poddano wstępnej analizie za pomocą FTIR i XRD w celu zidentyfikowania odpowiednio grup funkcyjnych i składu chemicznego osadu. Zastąpienie piasku szlamem spowodowało znaczne zmniejszenie wytrzymałości betonu na ściskanie i zginanie (> 50%). Znacznie lepsze wyniki uzyskano zastepując cement szlamem. W tym przypadku wytrzymałość betonu na ściskanie zmniejszyła się tylko o 14%, a wytrzymałość na zginanie o 15%.

12

Włókna celulozowe w systemach ociepleń

Cholewa Grzegorz, Matysiak Marek

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 3

38--39

13

Three-phases bubble column to polyethylene terephthalate depolymerization for cement mortar composites improvement

Hameed A. M., Alzuhairi M., Ibrahim S. I.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2022

|

Vol. 112, nr 1

5--12

EN

Purpose: This paper aims to prepare depolymerized polyethylene terephthalate (DPET) powder from recycled plastic water bottles. Adding this DPET powder to the cement mortar was also studied. Design/methodology/approach: The adopted PET depolymerization process includes the usage of both ethylene glycol (EG) as solvent and nano-MgO as a catalyst. A bubble column reactor was designed for this process. Five different mortar groups were made; each has different DPET content of 0%, 1%, 3%, 6% and 9% as a sand replacement. The flexural strength testand the water absorption measurement are done after two curing periods: 7 and 28 days. Findings: The research finding demonstrated that the flexural strength of mortar was reduced by increasing the DPET powder percentage and the maximum dropping was 15% when 9% of DPET was added. The ability of the mortar to absorb the water was reduced by 14.5% when DPET powder was 9%. The mortar microstructure is featured with fewer cavities and porosity. Research limitations/implications: This work’s employed bubble column technique is limited only to the laboratory environment and needs to be scaled up within industrial mass production. For future research, it is suggested to decrease depolymerization time by using smaller pieces of plastic water bottle waste and trying other types of nanocatalyst. Practical implications: The modified mortar can be utilized in areas where moisture, rainfalls, and sanitation systems exist. Originality/value: The article claims that depolymerized waste PET improves chemical process efficiency by lowering reaction time and improving mass and heat transfer rates. Besides, this approach saves money. It is found out that the depolymerized plastic waste is much more functional due to its high cohesion capability than being used as small PET pieces.

14

Wybrane parametry zapraw z dodatkiem cenosfer

Strzałkowski Jarosław, Stolarska Agata, Kożuch Dominik, Dmitruk Joanna

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 9-10

422--425

PL

W pracy zaprezentowano wpływ procentowego zastąpienia piasku kwarcowego cenosferami na wybrane właściwości zapraw cementowych. Stopniowano ilość dodatku cenosfer co 20% całkowitej objętości kruszywa, zaczynając od zaprawy referencyjnej bez wypełniacza, po zaprawę wykonaną wyłącznie na bazie cenosfer. Oceniano takie parametry, jak gęstość, współczynnik przewodzenia ciepła i wytrzymałość na zginanie i ściskanie.

EN

The paper presents the effect of the percentage replacement of quartz sand with cenospheres on selected properties of cement mortars. The amount of cenospheres addition was graded every 20% of the total aggregate volume, starting from the reference mortar without filler, to mortar made solely on the basis of cenospheres. Parameters such as density, thermal conductivity as well as bending and compressive strength were assessed.

15

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

Ghrieb Abderrahmane, Abadou Yacine

Advances in Materials Science

|

2022

|

Vol. 22, nr 4(74)

41--56

EN

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

16

Rotunda św. Mikołaja w Przemyślu - badanie struktur materiału budowli.

Gosztyła Marek, Sikorski Krystian

Teka Komisji Urbanistyki i Architektury Oddział PAN w Krakowie

|

2021

|

T. 49

405--417

PL

W artykule, który można potraktować jako kontynuację badań mających na celu określenie lat budowy rotundy pw. św. Mikołaja w Przemyślu, podjęto kolejną próbę wskazania okresu wzniesienia świątyni w oparciu o aktualny stan badań oraz z wykorzystaniem precyzyjnej aparatury badawczej. Badania ukierunkowane zostały na określenie struktur materiału budowli na drodze analiz składu chemicznego i krystalicznego pobranych próbek zapraw. Podjęto również próbę określenia miejsca kamieniołomu, z którego pozyskiwano materiał do budowy świątyni, wykorzystując narzędzia do oceny ich składu chemicznego i krystalicznego. Rozpoznanie składu próbek przeprowadzono w oparciu o badania in situ oraz laboratoryjne (analizy instrumentalne). Wyniki badań pozwoliły określić skład chemiczny i krystaliczny zapraw, skład chemiczny i krystaliczny kamieni oraz porównać z innymi datowanymi obiektami.

EN

In the paper, which can be treated as a continuation of research intended to identify the time period when the Rotunda of St. Nicholas in Przemyśl had been built, we made another attempt to define the period of the church’s construction based on the current state of the art and with the use of precise research equipment. Our study was aimed at defining the structures of the building’s material obtained via chemical and crystalline composition analysis of collected mortar samples. We also attempted to define the site of the quarry from where the material used to build the church had been procured from, using tools to assess their chemical and crystalline compositions. We identified the composition of the samples via in situ and laboratory testing (instrumental analyses). The findings allowed us to determine the chemical and crystalline composition of mortars and the chemical and crystalline composition of stone and to compare it with other dated buildings.

17

Domieszki chemiczne – niezbędne w kształtowaniu właściwości betonów

Ślosarczyk Agnieszka

Inżynier Budownictwa

|

2021

|

nr 7-8

77--81

18

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.

19

Microscopic methods for analysis of mortars from historical masonry structures

Owsiak Zdzisława

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 1

art. no. e136042

EN

The process of historical building conservation includes the repair of mortars eroded due to material and environmental factors. Identification of old mortar constituents is necessary to enable duplicating the material. Information on the binder and aggregate types and contents can be obtained from microscopic observation used in combination with instrumental methods. This paper presents the results of microstructure and mineral composition tests of mortars collected from the walls of thirteenth century buildings. A combination of techniques was used, which included X-ray diffraction, transmitted light optical microscopy and scanning electron microscopy with micro-area elemental composition analysis. The test results revealed porous lime and sand mortars with a binder-aggregate ratio often beyond the commonly adopted values. The mortars contained sand grains of up to 0.5 mm and larger pieces of limestone, flint, feldspar and brick. Transmitted light optical microscopy and scanning microscopy were found to be essential techniques for mortar characterization in existing buildings and structures.

20

Experimental investigation on the influence of phase change materials on properties and pore structure of steam-cured mortar

Bi Liping, Long Guangcheng, Ma Cong, Xie Youjun

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 1

186--195

EN

Steam-cured concrete with high early strength has been widely applied in high-speed railway. However, heat damage caused by the steam curing process brings adverse effects on the pore structure and durability of steam-cured concrete. It has been found that phase change materials (PCMs) help improve the durability of cement-based materials. Therefore, the influences of two PCMs on the strength, water absorption, and microstructure of steam-cured mortar are discussed in this study. Two PCMs used include pure paraffin and a composite phase change material composed of porous diatomite and paraffin (D/P). The results show that the addition of appropriate PCMs does not significantly reduce the strength of steam-cured mortar. The addition of a small amount of PCMs shows little influence on the pore structure of steam-cured mortar but effective in improving the water-penetration resistance. This is partially attributed to the improvement of hydrophobic characteristics in the pores, resulting from the adhesion of hydrophobic PCMs on the pores during the steam curing. Compared with specimens containing pure paraffin, the pore structure of specimens containing D/P is refined, resulting in higher compressive strength. This may be due to the uniform distribution of small particles D/P in the specimen and the pozzolanic reaction of diatomite in D/P. The use of suitable phase change materials will be helpful to improve the durability of steam-cured concrete.