Testing the cement, hydrated lime and cement by-pass dust mixtures hydration

• Autorzy: Owsiak Zdzisława , Czapik Przemysław , Zapała-Sławeta Justyna

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.020.009

Warianty tytułu

PL

Badania hydratacji mieszanek na bazie cementu, hydratyzowanego wapna i pyłu z instalacji by-passu

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper reports the results of the tests used to determine hydration kinetics, physical properties and microstructure of hydraulic road binders. Seven hydraulically bound mixes were produced by mixing Portland cement (CEM I 32.5R), hydrated lime, and cement by-pass dust (CBPD) in proportions established as per the experimental plan. Cement by-pass dust was found to have the greatest effect on the increased water demand, hydration heat and soundness of the binder paste. Minerals derived from the hydration of input components were identified in the composition of the binder phases. In CBPD rich binders sylvite and calcium chloro-aluminate hydrate were present. The test results show that when planning the use of normal setting hydraulic road binders containing CBPD in road construction, the water to binder ratio w/b must be taken into account to ensure proper consistency, soundness, and amount of hydration heat release.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, których celem było określenie kinetyki procesu hydratacji, właściwości fizycznych oraz mikrostruktury hydraulicznych spoiw drogowych. W tym celu przygotowano siedem mieszanek wykorzystując spoiwa hydrauliczne: cement portlandzki (CEM I 32.5R) i wapno hydratyzowane oraz pyły z instalacji by-passu pieca cementowego (ang. CBPD) dodane w proporcjach określonych w planie eksperymentu. Największy wpływ na wodożądność, ciepło hydratacji oraz stałość objętości zaczynu okazał się mieć pył cementowy. Po związaniu spoiw stwierdzono w ich składzie fazowym występowanie faz mogących powstawać w wyniku hydratacji użytych surowców. W spoiwach zawierających dużą ilość pyłu cementowego stwierdzono obecność sylwinu i uwodnionych chloroglinianów wapnia. Wyniki badań wykazały, że można wytworzyć hydrauliczne spoiwa drogowe normalnie wiążące z wykorzystaniem CBPD, jednak przy ich zastosowaniu w budownictwie drogowym należy uwzględnić współczynnik w/s zapewniający uzyskanie właściwej konsystencji, a także ilości wydzielonego ciepła w czasie hydratacji oraz zmiany objętości.

Słowa kluczowe

EN

cement by-pass dust; hydration kinetics; hydraulic road binders; microstructure; physical properties

PL

hydrauliczne spoiwa drogowe; kinetyka hydratacji; mikrostruktura; pyły z by-passu pieca cementowego; właściwości fizyczne

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 19, no. 2
• Strony: 135--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Owsiak Zdzisława

autor

Czapik Przemysław

autor

Zapała-Sławeta Justyna

Bibliografia

• 1. Iwański M., Chomicz-Kowalska A.: Evaluation of the effect of using foamed bitumen emulsion in cold recycling technology. The 3rd International Conference on Transportation Infrastructure, Pisa, Italy, 2014, 69-76
• 2. Polish Technical Guideline WT-5 Hydraulic binder bound mixtures for roads. General Director for National Roads and Motorways, Warsaw, 2010 (in Polish)
• 3. Behnood A., Gharehveran M.M., Asl F.G., Ameri M.: Effects of copper slag and recycled concrete aggregate on the properties of CIR mixtures with bitumen emulsion, rice husk ash, Portland cement and fly ash. Construction and Building Materials, 96, 2015, 172-180
• 4. Iwański M., Chomicz-Kowalska A.: The effects of using foamed bitumen and bitumen emulsion in the cold recycling technology. The 8 International Conference on Environmental Engineering, Vilnius, Lituania, 2011, 1089-1096
• 5. Iwański M., Buczyński P., Mazurek G.: Optimization of road binder in the base layer in the road construction. Construction and Building Materials, 125, 2016, 1044-1054
• 6. Mahamedi A., Khemissa M.: Stabilization of an expansive over consolidated clay using hydraulic binders. HBRC Journal, 11, 1, 2014, 82-90
• 7. Judycki J., Jaskula P., Pszczoła M., Alenowicz J., Dołżycki B., Jaczewski M., Ryś D., Stienss M.: Katalog typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych. General Director for National Roads and Motorways, Gdańsk, 2012, 1-112, (in Polish)
• 8. Iwański M., Buczyński P., Mazurek G.: The use of gabro dust in the cold recycling of asphalt paving mixes with foamed bitumen. Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences, 64, 4, 2016, 763-773
• 9. Buczyński P.: The properties of the recycled base layer with foamed bitumen in terms of road binders. Drogownictwo, 70, 6, 2015, 195-199
• 10. Singh T., Patnaik A., Chauhan R.: Optimization of tribological properties of cement kiln dust-filled brake pad using grey relation analysis. Materials & Design, 89, 2016, 1335-1342
• 11. Stryczek S., Gonet A., Czapik P.: Developing technological properties of sealing slurries with the use of cement dust. AGH Drilling, Oil, Gas, 26, 1-2, 2009, 345-354
• 12. Peethamparan S., Olek J., Lovell J.: Influence of chemical and Physical characteristics of cement kiln dusts (CKDs) on their hydration behaviour and potential suitability for soil stabilization. Cement and Concrete Research, 38, 6, 2008, 803-815
• 13. Czapik P., Zapała-Sławeta J., Owsiak Z., Stępień P.: Hydration of cement by-pass dust. Construction and Building Materials, 231, 2020, 117-139
• 14. Barnat-Hunek D., Góra J., Suchorab Z., Łagód G.: Cement kiln dust, in: Waste and Supplementary Cementitious Materials in Concrete. Characterisation, Properties and Applications. Woodhead Publishing, 2018, 149-180
• 15. PN-EN 196-2 Methods of testing cement. Chemical analysis of cement. Polish Committee for Standardization: Warsaw, Poland, 2013
• 16. PN-EN 196-3 Methods of testing cement. Determination of setting time and soudness. Polish Committee for Standardization: Warsaw, Poland, 2016
• 17. ASTM C 1608-07. Standard Test Method for Chemical Shrinkage of Hydraulic Cement Paste. ASTM International: West Conshohocken, PA, USA, 2017
• 18. PN-EN 13282-2 Hydraulic road binders - Part 2: Normal hardening hydraulic road binders - Composition, specifications and conformity criteria. Polish Committee for Standardization: Warsaw, Poland, 2015
• 19. Kurdowski W., Kądzielawski G.: Traps in the chemistry of cement. Cement Wapno Beton, Vol. 21/83, 4, 2018, 333-339

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).