Ultrasonic quality assessment of polymer-cement concrete with PET waste as the aggregate

• Autorzy: Sokołowska J. J. , Zalegowski K.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ace-2018-0017

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody ultradźwiękowej do oceny jakości betonu polimerowo-cementowego zawierającego odpady PET

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Elaborating composites containing waste materials requires study of basic mechanical properties and assessment of their structure quality. The subject of investigation was PPC concrete where aggregate was substituted with PET remaining after beverages bottles grinding. Substitution was done up to 25% (by volume). Waste material was fractioned and applied in various granulations. The main goal was to indicate the influence of such modification on the composite mechanical properties and to examine composite structure quality at macro level. Since PET and quartz differ greatly in density, to perform such examination it was possible to apply the nondestructive ultrasonic method, one of the most common NDT techniques used in material science and industry. The paper presents the effects of substitution of quartz with PET on ultrasonic wave propagation in PCC. The ultrasonic test results (measurements of wave velocity) compared with results of destructive tests (flexural and compressive strength) showed great correlation.

PL

Opracowanie nowego kompozytu zawierającego komponenty odpadowe wymaga nie tylko przeprowadzenia badań jego cech technicznych, ale też oceny jakości jego struktury. Przedmiotem badań zaprezentowanych w artykule był beton polimerowo-cementowy (PCC), w którym kruszywo częściowo (do 25% objętości) zastąpiono odpadem ze zmielonych butelek PET. Odpad był frakcjonowany i dodawany do mieszanek w różnej zawartości i granulacji. Celem badań było określenie wpływu takiej modyfikacji na właściwości mechaniczne oraz makrostrukturę kompozytu. Z uwagi na dużą różnicę w gęstościach kwarcu i poli(tereftalan etylenu) możliwe było zastosowanie metody ultradźwiękowej – jednej z najpowszechniej stosowanych w badaniach i przemyśle metod nieniszczących (NDT). W artykule zaprezentowano efekty substytucji kwarcu odpadem PET na propagację fal ultradźwiękowych w betonie PCC. Analiza statystyczna wyników pomiarów prędkości fali oraz wartości wytrzymałości na zginanie, wytrzymałości na ściskanie i gęstości pozornej poszczególnych kompozytów wskazuje na ich bardzo silną korelację.

Słowa kluczowe

EN

PCC; polymer-cement concrete; non-destructive testing; quality control; ultrasonic method; PET; waste aggregate

PL

PCC; beton polimerowo-cementowy; badanie nieniszczące; ocena jakości; metoda ultradźwiękowa; PET; kruszywo odpadowe

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 64, nr 2
• Strony: 67--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Sokołowska J. J.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

autor

Zalegowski K.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Czarnecki L., Sokołowska J. Optimization of polymer-cement coating composition using material model, Key Engineering Materials, 466, 2011, 191-199;
• 2. Iroh J.O., Poly(ethylene terephthalate) in James E. Mark: Polymer Data Handbook. Oxford University Press, 1999, s. 558–560;
• 3. Wiliński D., Łukowki P., Rokicki G., Application of fibres from recycled PET bottles for concrete reinforcements, Journal of Building Chemistry, 1, 2016, 1-9;
• 4. Dipta I.A., Rahat M., Alam A., Islam M.J., A Study on Green Lightweight Concrete using Recycled Poly-Ethylene Terephthalate (PET) as Coarse Aggregate, ICERIE Conference, SUST, 2017, Sylhet;
• 5. Sokołowska J.J., Piotrowski T., Garbacz A., Kowalik P., Effect of introducing recycled polymer aggregate on the properties of C-PC composites, Advanced Materials Research, 687, 2013, 520-526;
• 6. Garbacz A., Garboczi E.J., Ultrasonic evaluation methods applicable to polymer concrete composites, NIST Report nr NISTIR 6975, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, 2003;
• 7. Garbacz A., Sokołowska J., Lutomirski A., Courard L., Fly ash polymer concrete quality assessment using ultrasonic method, Proc. of 7th Asian Symposium on Polymers in Concrete - ASPIC 2012, Istanbul, Turkey, 2012, 573-580;
• 8. Brunarski L., Runkiewicz L., Basis for and examples of the use of nondestructive methods in the investigation of concrete structures [in Polish], Institute of Construction Engineering, Warszawa, 1983;
• 9. Schabowcz K., Neural networks in the NDT identification of the strength of concrete, Archives of Civil Engineering, 51, 3, 2005, 371-382;
• 10. Runkiewicz L., Załęgowski K., Piotrowski T., Garbacz A., Application of ultrasonic method to estimation of mechanical properties of shielding concretes (Zastosowanie metody ultradźwiękowej do oceny właściwości mechanicznych betonów osłonowych), Przegląd Spawalnictwa, 87, 12, 2015, 17-20.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).