Wpływ azotanu litu na ekspansję betonu spowodowaną reakcją alkaliów z kruszywem żwirowym

• Autorzy: Owsiak Z. , Zapała-Sławeta J.

Warianty tytułu

EN

The lithium nitrate effect on the concrete expansion caused by alkali-silica reaction in concrete of gravel aggregate

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Zapobieganie ekspansji betonu spowodowane reakcją alkaliów z kruszywem żwirowym jest szczególnie trudne ze względu na złożoność jego składu mineralnego. Jedną z metod zmniejszania destrukcyjnej rozszerzalności jest dodatek do betonu azotanu litu. W pracy przedstawiono wyniki badań zapraw wykonanych z reaktywnego kruszywa żwirowego z dodatkiem azotanu litu. Próbki zapraw sporządzono z cementu portlandzkiego o różnej zawartości alkaliów, wynoszących 0,66%; 0,9% oraz 1,1% Na2Oe. Wyniki badań wykazują, że dodatek azotanu litu, w ilości odpowiadającej stosunkowi molowemu Li/Na+K równemu 0,74, powoduje radykalne zmniejszenie ekspansji, utrzymującej się na poziomie znacznie niższym od wyznaczonego w normie ASTM C227.

EN

Preventing of the concrete expansion caused by the alkali-silica reaction in the case of gravel aggregate is a particularly complex issue, due to the complexity of its mineral composition. Addition to the concrete of lithium nitrate is one of the method of decreasing of the destructive expansion. In the paper the results of investigation of the mortars produced from reactive gravel aggregate with the lithium nitrate addition is presented. The mortars samples were produced from Portland cement with different alkalis content of 0.66%, 0.9% and 1.1% of Nape' The results are showing that the lithium nitrate addition, representing the molar ratio Li/Na+K equal to 0.74, drastically decrease the expansion, which is on the significantly lower level to the threshold value given in ASTM C227 standard.

Słowa kluczowe

PL

beton; kruszywo żwirowe; reaktywność; reakcja alkaliczno-krzemianowa; ekspansywność; azotan litu

EN

concrete; gravel aggregate; reactivity; alkali-silica reaction; expansivity; lithium nitrate

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 20/82, nr 1
• Strony: 25--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Owsiak Z.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury, Kielce

autor

Zapała-Sławeta J.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury, Kielce

Bibliografia

• 1. Z. Owsiak, Reakcje kruszyw krzemionkowych z alkaliami w betonie, Polski Biuletyn Ceramiczny, 72 (2002).
• 2. W. Kurdowski, Chemia cementu i betonu, SPC, Kraków 2010.
• 3. J. Lindgård, Ö. Andiç-Çakir, I. Fernandes, T. F. Rønning, M. D. A. Thomas, Alkali-silica reaction (ASR): Literature review on parameters influencing laboratory performance testing, Cem. Concr. Res., 42, 2, 223-243 (2012).
• 4. Š. Lukschová, R. Přikryl, Z. Pertold, Petrographic identification of alkali-silica reactive aggregates in concrete from 20th century bridges, Constr. Build. Mat., 23, 734-741 (2009).
• 5. T. Katayama, The so-called alkali-carbonate reaction (ACR) – Its mineralogical and geochemical detail, with special reference to ASR, Cem. Concr. Res., 40, 643-675 (2010).
• 6. P. E. Grattan-Bellew, L. D.Mitchell, J. Margesin, D. Min, Is alkali-carbonate reaction just a variant of silica reaction ACR = ASR?, Cem. Concr. Res., 40 (2010) 556-562.
• 7. W. J. McCoy, A. G. Caldwell, New approach in inhibiting alkali– aggregate expansion, ACI Materials Journal, 22, 9, 693–706 (1951).
• 8. X. Feng, M. D. A. Thomas, T. W. Bremner, K. J. Folliard, B. Fournier, Summary of research on the effect of LiNO3 on alkali–silica reaction in new concrete, Cem. Concr. Res., 40, 636-642 (2010).
• 9. X. Feng, M. D. A. Thomas, T. W. Bremner, K. J. Folliard, B. Fournier, New observations on the mechanism of lithium nitrate against alkali silica reaction (ASR), Cem. Concr. Res., 40, 94–101 (2010).
• 10. L. D. Mitchell, J. J Beaudoin, P. Grattan-Bellew, The effects of lithium hydroxide solution on alkali silica reaction gels created with opal, Cem. Concr. Res., 34, 4, 641–649 (2004).
• 11. X. Mo, C. Yu, Z. Xu, Long-term effectiveness and mechanism of LiOH in inhibiting alkali silica reaction, Cem. Concr. Res., 33, 1, 115–119 (2003).
• 12. Q. Bian, S. Nishibayashi, T. Wu X. Kuroda, M Tang, Various chemicals in suppressing expansion due to alkali–silica reaction, Proc.10th Int. Conf. on Alkali–Aggregate Reaction, CSIRO Division of Building Construction and Engineering, p. 868, Melbourne, Australia 1996.
• 13. M. Xiangyin, Y. Chenjie, X. Zhongzi, Long-term effectiveness and mechanism of LiOH in inhibiting alkali–silica reaction, Cem. Concr. Res., 33, 115–119 (2003).
• 14. A. Bielański, Basic Inorganic Chemistry, 530, PWN Warszawa 1981.
• 15. M. Xiangyin, Laboratory study of LiOH in inhibiting alkali–silica reaction at 20 jC: a contribution, Cem. Concr. Res., 35, 499–504 (2005).
• 16. K. E. Kurtis, P. J. M. Monteiro, Chemical additives to control expansion of alkali-silica reaction gel: proposed mechanisms of control, J. Mat. Sci., 38, 2027 (2003).
• 17. X. Feng, M. D. A. Thomas, T. W. Bremner, B. J. Balcom, K. J. Folliard, Studies on lithium salts to mitigate ASR-induced expansion in new concrete: a critical review, Cem. Concr. Res., 35, 1789-1796 (2005).
• 18. Z. Owsiak, Rola wodorotlenku wapnia w reakcji alkaliów z krzemionką, Cement Wapno Beton, 69, 259-263 (2003).
• 19. Z. Owsiak, Wpływ fazy ciekłej w betonie na reakcje alkalia-krzemionka, Cement Wapno Beton, 67, 61-70 (2001).
• 20. W. C. Hansen, J. Amer. Concr. Inst., 15, 213 (1944).
• 21. S. Chaterji, Cem. Concr. Res., 9, 185 (1979).
• 22. H. F. W. Taylor, Cement Chemistry, Academic Press, 1990.
• 23. M. Kawamura, K. Takemoto, S. Hasaba, Proc. 6th Int. Conf. on Alkalis in Concrete, p. 167, Copenhagen 1983.
• 24. L. J. Struble, S. Diamond, Cem. Concr. Res., 11, 611 (1981).
• 25. PN-92/B-06714-46 Mineral Aggregates. Researches. Designation of potential alkaline reactivity by rapid method.
• 26. ASTM C 227-10 Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Cement Aggregate Combinations (Mortar-Bar Method).