Charakterystyka surowcowa wybranych kruszyw mineralnych NE Polski w aspekcie trwałości betonów

• Autorzy: Wyszomirski P. , Szydłak T. , Pichniarczyk P.

Warianty tytułu

EN

Raw material characteristics of some mineral aggregates of NE Poland in the aspect of concrete durability

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Do produkcji betonów stosowane są kruszywa mineralne naturalne, zarówno żwirowo-piaskowe jak i łamane. Udział kruszyw mineralnych w betonach, stanowiących jeden z najważniejszych kierunków ich wykorzystania, niejednokrotnie przekracza 70% obj. W związku z tym charakterystyka składu petrograficznego kruszyw nabrała, zwłaszcza w ostatnich latach, szczególnego znaczenia. Odnosi się to przede wszystkim do kruszyw naturalnych, które stanowią mieszaninę materiału okruchowego o zróżnicowanym najczęściej charakterze petrograficznym. Z punktu widzenia trwałości betonów obecność w takich kruszywach faz węglanowych (kalcyt, dolomit) i minerałów grupy SiO2 (zwłaszcza chalcedonu i opalu) jest niekorzystna, gdyż sprzyja reaktywności alkalicznej. W pierwszym przypadku wpływa na to m.in. zróżnicowanie strukturalne (zwłaszcza wielkość ziaren kalcytu, wzgl. dolomitu), w drugim zaś zaburzenie struktury faz krzemionkowych i niski stopień jej uporządkowania. Przedmiotem przeprowadzonych badań były naturalne kruszywa żwirowo-piaskowe z wybranych złóż NE Polski zlokalizowanych w województwach podlaskim (Drahle III) i mazowieckim (Rostki-Borowce, Wręcza-Olszówka II, Zbiroża V i Rudno). Ilościowa analiza petrograficzna przeprowadzona na przykładzie reprezentatywnej frakcji 8–16 mm wykazała, że najczęściej występują w niej okruchy skał węglanowych (głównie wapieni) oraz skał krystalicznych (zarówno magmowych jak i metamorficznych). Udziały tych skał wynoszą odpowiednio 47,0 ± 6,3% mas. oraz 37,4 ± 6,8% mas. Skład ten uzupełniają okruchy piaskowców (13,4 ± 4,1% mas.) i – występujące w podrzędnej ilości (średnio 2% mas.) – najbardziej szkodliwe z punktu widzenia trwałości betonu fragmenty skał krzemionkowych (głównie krzemieni).

EN

Natural mineral aggregates, both sand&gravel as well as crushed, are used in the concrete production. The content of mineral aggregates in concrete, being one of the most important way of use them, repeatedly is higher than 70 vol.%. In that respect, the characteristics of aggregates petrographic composition has become – especially recently – very significant. It especially concerns natural aggregates which are a mixture of clastic material of generally diverse petrographic character. From the concrete durability viewpoint the presence of carbonate phases (calcite, dolomite) and SiO2 group minerals (generally chalcedony and opal) in such aggregates is unfavourable due to alkali reactivity. In the first case it is caused, among others, by the structural differentiation (mainly size of calcite and dolomite grains), in the second – by disorder of the structure of silica phases and low degree of its arrangement. Natural gravel and sand aggregates from some deposits of NE Poland, localized in Podlasie (Drahle III) and Mazowsze (Rostki-Borowce, Wręcza-Olszówka III, Zbiroża and Rudno) Voivodeship, were the objects of the study. The quantitative petrographic analysis – performed on the representative 8-16 mm fraction – indicated that the presence of pieces of carbonate rocks (mainly limestones) and crystalline rocks (both igneous as well as metamorphic) is the most frequent. It equals to 47,0 ± 6,3 wt.% and 37,4 ± 6,8 wt.%, respectively. The composition is supplemented by sandstones fragments (13,4 ± 4,1 wt.%) and – in secondary quantity (in average 2 wt.%) – by siliceous rocks (mainly cherts). The latter are the most detrimental from the viewpoint of concrete durability.

Słowa kluczowe

PL

kruszywa naturalne; kruszywa do betonów; kruszywa NE Polski

EN

natural aggregates; concrete aggregates; aggregates of NE Poland

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 96
• Strony: 363--377
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr., tab., zdj..

Twórcy

autor

Wyszomirski P.

• Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa, Tarnów
• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Szydłak T.

• Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Pichniarczyk P.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych – Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych, Kraków

Bibliografia

• [1] Babińska, J. 2012. Wpływ reakcji dedolomityzacji na wybrane parametry fizykomechaniczne zapraw – badania porównawcze. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały 134, nr 41, s. 3–13.
• [2] Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce według stanu na 31.12.2014. Warszawa: Wyd. PIG-PIB. 2015.
• [3] Boekmans, M.A.T.M. 2012. Deleterious reactions of aggregate with alkalis in concrete. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 74, s. 279–364.
• [4] Flörke i in. 1991 – Flörke, O.W., Graetsch, H., Martin, B., Röller, K. i Wirth, R. 1991. Nomenclature of microand non-crystalline silica minerals, based on structure and microstructure. Neues Jahrbuch für Mineralogie. Abhandlungen 163, s. 19–42.
• [5] Guzik, K. i Szlugaj, J. 2012. Kruszywa naturalne żwirowo-piaskowe w północno-wschodniej Polsce. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN 83, s. 19–35.
• [6] Guzik, K. i Szlugaj, J. 2013. Zmiany na rynku kruszyw naturalnych żwirowo-piaskowych w północno-wschodniej Polsce w latach 2005–2012. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN 85, s. 105–120.
• [7] Iler, R.K. 1955. The Colloid Chemistry of Silica and Silicates. Cornell University Press. Ithaca, New York.
• [8] Kazimir, J., 1977 – Rozkład kruszywa dolomitowego a trwałość betonów. Cement-Wapno-Gips 31/44, nr 5, s. 114–119.
• [9] Kurdowski i in. 2006 – Kurdowski, W., Garbacik, A. i Baran, T. 2006. O reaktywności różnych form krzemionki w zaprawach cementowych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 22, z. spec. 3, s. 87–97.
• [10] Murata, K.J. i Norman, M.B. 1976. An index of crystallinity for quartz. American Journal of Science 276, s. 1120–1130.
• [11] Neville, A.M. 2000. Właściwości betonu. Rozdział 3 pt. Właściwości kruszyw. Kraków: Wyd. Polski Cement Sp. z o.o.
• [12] Niesyt i in. 2012 – Niesyt, M., Szydłak, T., Wyszomirski, P. i Wodnicka, K. 2012. Charakterystyka strukturalno- -teksturalna wybranych dolomitów krajowych w aspekcie procesu ich dekarbonatyzacji. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN 83, s. 121–129.
• [13] Piasta, J. i Piasta, W.G. 1994. Beton zwykły. Warszawa: Wyd. Arkady.
• [14] PN EN-932-3: 1996. Badania podstawowych właściwości kruszyw. Procedura i terminologia uproszczonego opisu petrograficznego.
• [15] PN EN-12372: 2001. Metody badań kamienia naturalnego. Badania petrograficzne.
• [16] Smakowski i in. 2011 – Smakowski, T., Galos, K., Guzik, K. i Szlugaj, J. 2011. Rynek kruszyw żwirowo-piaskowych w Polsce północno-wschodniej. Górnictwo Odkrywkowe 52, 6, s. 72–78.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).