Zaprawa cementowa z wody morskiej i piasku morskiego [SSCM] jest materiałem obficie dostępnym, ekonomicznym oraz posiadającym korzystne właściwości mechaniczne, co czyni ją obiecującym materiałem budowlanym przyjaznym środowisku. W artykule przygotowano zmodyfikowaną zaprawę SSCM poprzez wprowadzenie polimerów superabsorbujących [SAP]. Systematycznie zbadano trwałość, skurcz przy wysychaniu, nieprzepuszczalność oraz odporność na zamrażanie-rozmrażanie. Ponadto przeanalizowano mechanizmy działania i mikrostrukturę SSCM na podstawie analizy stopnia hydratacji oraz obserwacji z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego [SEM]. Wyniki eksperymentalne wskazują, że dodatek SAP może znacząco poprawić odporność SSCM na skurcz wysychania oraz na cykle zamrażania-rozmrażania. Gdy zawartość SAP osiąga 1,0%, skurcz przy wysychaniu zmniejsza się o 18,0%. Jednocześnie przy zawartości SAP równej 0,5% zmodyfikowana SSCM wykazuje najwyższą nieprzepuszczalność - 4,95 MPa, co stanowi wzrost o 86,8% względem SSCM kontrolnej. Analiza stopnia hydratacji i SEM pokazała ponadto, że SAP wspomaga hydratację cementu w SSCM. Udział 1,0% SAP zwiększa stopień hydratacji po 14 dniach o 7,3% względem próbki kontrolnej. Większa zawartość SAP sprzyja także powstawaniu produktów hydratacji C-S-H i AFt.
EN
Seawater sea-sand cement matrix [SSCM] is an abundant, cost-effective material with favorable mechanical properties, making it a promising eco-friendly building material. In this study, modified SSCM is prepared by incorporating superabsorbent polymers [SAP]. The durability characteristics, including drying shrinkage, impermeability, and freeze-thaw resistance, are systematically investigated. Additionally, the underlying mechanisms and micro-structural characteristics of SSCM are examined through hydration degree analysis and scanning electron microscopy [SEM]. The experimental results indicate that the incorporation of SAP can significantly improve the anti-drying shrinkage behavior and anti-freeze-thaw of SSCM. When the SAP content reaches 1.0 %, the drying shrinkage is reduced by 18.0 %. Meanwhile, when the SAP content is 0.5 %, the modified SSCM exhibits the strongest impermeability, reaching 4.95 MPa an increase of 86.8 % compared to the control SSCM. In addition, the hydration degree and SEM analysis indicates that the incorporation of SAP enhances cement hydration of SSCM, with a 1.0 % SAP dosage increasing the 14-day hydration degree by 7.3 % compared to the control SSCM. Additionally, higher SAP content promotes the formation of C-S-H and AFt hydration products.
Super Absorbent Polymer (SAP) were used in various application, including in mortar production. The ability of SAP to absorb a high amount of water made this material become a promising water reservoir in the mortar that can later mitigate micro-cracks in concrete. Besides SAP, a nutrient must be embedded into self-healing mortar to support metabolism in bacteria-based self-healing mortar. However, adding SAP and nutrient was reported to decrease the mechanical properties of the resulting self-healing mortar. Thus, in this research, the modification in the mix design of mortar containing SAP and nutrient were observed. The water to cement ratio was decreased up to 0.3. The amount of SAP and entrained water added is based on its swelling capacity. The swelling capacity of SAP, the workability of fresh mortar, and the compressive strength of mortar were examined. The results show that the swelling capacity of SAP was affected by the pH and the presence of calcium ions in the solution. The higher the pH and the calcium ion in the solution, the lower SAP’s swelling capacity. Applying the modified mortar mix design containing SAP and nutrient proofed to mitigate the reduction in workability and compressive strength of the resulting self-healing mortar.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.