Wpływ hydrofobizacji objętościowej związkami krzemoorganicznymi na właściwości i trwałość betonów

Materak, Kalina; Wieczorek, Alicja; Łukowski, Paweł; Koniorczyk, Marcin

doi:10.32047/CWB.2023.28.4.2

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ hydrofobizacji objętościowej związkami krzemoorganicznymi na właściwości i trwałość betonów

Autorzy

Materak Kalina , Wieczorek Alicja , Łukowski Paweł , Koniorczyk Marcin

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.cementwapnobeton.pl/

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2023.28.4.2

Warianty tytułu

The influence of internal hydrophobization using organosilicon admixture on the performance and the durability of concrete

Języki publikacji

PL EN

Abstrakty

W artykule przedstawiono wpływ hydrofobizacji objętościowej, wykonanej przy pomocy środka zawierającego trietoksyoktylosilan, na właściwości i trwałość betonu. Podczas badań doświadczalnych określono zmiany: wytrzymałości betonu na ściskanie, absorpcji kapilarnej wody, głębokości wnikania wody pod ciśnieniem oraz głębokości karbonatyzacji próbek poddanych 100 i 150 cyklom mrozowym oraz próbek kontrolnych przechowywanych w wodzie. Otrzymane wyniki wskazują na to, że hydrofobizacja objętościowa jest skuteczną i efektywną metodą ochrony cementowych materiałów budowlanych przed wodą nawet jeśli materiał jest poddawany cyklicznemu zamrażaniu i rozmrażaniu. Dla porównania badania przeprowadzono również dla próbek betonu hydrofobizowanego powierzchniowo.

The main purpose of the study was to analyze the influence of internal hydrophobization, conducted using an admixture based on triethoxyoctylsilane, on the properties and durability of concrete. Experimental studies concerned the measurement of compressive strength, capillary water absorption, depth of water penetration under pressure and carbonation resistance of samples subjected to 100 and 150 freeze-thaw cycles. The obtained results indicate that internal hydrophobization is an effective method of protecting cement-based building materials against water, even if the material was subjected to cyclic freezing. For comparison, the tests were also carried out for surface hydrophobized concrete.

Słowa kluczowe

hydrofobizacja objętościowa domieszka krzemoorganiczna trwałość beton trietoksyoktylosilan

concrete durability internal hydrophobic treatment organosilicon admixture triethoxyoctylsilane

Wydawca

Fundacja Cement, Wapno, Beton

Czasopismo

Cement Wapno Beton

Rocznik

2023

Tom

R. 28, nr 4

Strony

225--237

Opis fizyczny

Bibliogr. 45 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Materak Kalina

Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

autor

Wieczorek Alicja

Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

autor

Łukowski Paweł

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

autor

Koniorczyk Marcin

marcin.koniorczyk@p.lodz.pl

Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

Bibliografia

1. P. Łukowski, Współczesne domieszki uszczelniające i wspomagające samozaleczanie betonu, Budownictwo, Technologie, Architektura, 1/2020, 64-66, (2020).
2. R. Chen, J. Liu, S. Mu, Chloride ion penetration resistance and microstructural modification of concrete with the addition of calcium stearate. Constr. Build. Mater. 321, 126188, (2022). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.126188
3. M. Lanzón, P.A. García-Ruiz, Evaluation of capillary water absorption in rendering mortars made with powdered waterproofing additives. Constr. Build. Mater. 23, 3287-3291, (2009). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.05.002
4. Z. Feng, F. Wang, T. Xie, J. Ou, M. Xue, W. Li, Integral hydrophobic concrete without using silane. Constr. Build. Mater. 227, 116678, (2019).
5. J de Vries, R.B. Polder, Hydrophobic treatment of concrete. Constr. Build. Mater. 11, 259-265, (1997). https://doi.org/10.1016/S0950-0618(97)00046-9
6. G. Moriconi, F. Tittarelli, V. Corinaldesi, Review of silicone-based hydrophobic treatment and admixtures for concrete, Indian Concr. J. 76(10), 637-642, (2002).
7. B. Standke, R. Schafroth, A. Germann, Concrete Protection by means of Internal Hydrophobization. Restor. Build. Monum. 10(2), 181-190, (2004). https://doi.org/10.1515/rbm-2004-5845
8. F. H. Wittmann, Xian, Yong-zhen, Zhao, Tie-jun, F. Beltzung, S, Giessler, Drying and Shrinkage of Integral Water Repellent Concrete. Restor. Build. Monum. 12(3), 229-242, (2006). https://doi.org/10.1515/rbm-2006-6053
9. S.J. Meier, M.F. Bäuml, Internal Impregnation of Concrete by Means of Silanes. Restor. Build. Monum. 12(1), 43-52 (2006). https://doi.org/10.1515/rbm-2006-6022
10. Ch. Zhang, S. Zhang, J. Yu, X. Kong, Water absorption behavior of hydrophobized concrete using silane emulsion as admixture. Cem. Concr. Res. 154, 106738, (2022). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2022.106738
11. Y.G. Zhu, S.C. Kou, C.S. Poon, J.G. Dai, Q.Y. Li, Influence of silane-based water repellent on the durability properties of recycled aggregate concrete. Cem. Concr. Compos. 35, 32-38, (2013). https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2012.08.008
12. X.M. Kong, H. Liu, Z.B. Lu, D.M. Wang, The influence of silanes on hydration and strength development of cementitious systems. Cem. Concr. Res. 67, 168-178, (2015). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2014.10.008
13. F. Tittarelli, G. Moriconi, The effect of silane-based hydrophobic admixture on corrosion of reinforcing steel in concrete. Cem. Concr. Res. 38, 1354-1357, (2008). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2008.06.009
14. J. González-Coneo, R. Zarzuela, F. Elhaddad, L. M. Carrascosa, M.L. Almoraima Gil, M. J. Mosquera, Alkylsiloxane/alkoxysilane sols as hydrophobic treatments for concrete: A comparative study of bulk vs surface application. J. Build. Eng. 46, 103729, (2022). https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103729
15. D. Barnat-Hunek, Swobodna energia powierzchniowa jako czynnik kształtujący skuteczność hydrofobizacji w ochronie konstrukcji budowlanych, Politechnika Lubelska, 2016.
16. M. Cypryk, B. Delczyk-Olejniczak, P. Pospiech, K. Strzelec, Modifications of siloxane polymers, Modyfikacje polimerów siloksanowych. Polimery 52, 496-502, (2007).
17. J. Chruściel, E. Leśniak, M. Fejdyś, Carbofunctional silanes and polysiloxanes. Part II. Preparation and applications of carbofunctional polysiloxanes. Polymers, 53, 817-29, (2008).
18. F. Tittarelli, Oxygen diffusion through hydrophobic cement-based materials. Cem. Concr. Res. 39, 924-928, (2009). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2009.06.021
19. K. Grabowska, M. Koniorczyk. Skuteczność hydrofobizacji poprzez zastosowanie domieszek krzemoorganicznych w zaprawie cementowej. Cem. Wapno Beton 24(4) 320-329 (2019). https://doi.org/10.32047/CWB.2019.24.4.7
20. PN-EN 12390-3, 2019, Badania betonu - Część 2: Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych.
21. J. M. Aldred, S. Swaddiwudhipong, S. L. Lee, T. H. Wee, The effect of initial moisture content on water transport in concrete containing a hydrophobic admixture. Mag. Concr. Res. 53, 127-134, (2001). https:doi.org/10.1680/macr.2001.53.2.127
22. M. Koniorczyk, D. Bednarska, A. Wieczorek, W. Maniukiewicz. The single freezing episode of early-age cementitious composites: Threshold properties of cement matrix ensuring the frost resistance. Constr Build Mater. 277, 122319, (2021). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122319
23. PN-EN 934-2, 2010, Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu - Część 2: Domieszki do betonu - Definicje, wymagania, zgodność, oznakowanie i etykietowanie.
24. PN-EN 480-5, 2005, Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu - Metody badań - Część 5: Oznaczanie absorpcji kapilarnej.
25. PN-EN 1015-18, 2003, Metody badań zapraw do murów - Część 18: Określenie współczynnika absorpcji wody spowodowanej podciąganiem kapilarnym stwardniałej zaprawy.
26. PN-EN 12390-3, 2019, Badania betonu - Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
27. PN-EN ISO 15148, 2004, Cieplno-wilgotnościowe właściwości użytkowe materiałów i wyrobów budowlanych - Określanie współczynnika absorpcji wody przez częściowe zanurzenie.
28. PN-88/B-06250, 1988, Beton zwykły.
29. PN-EN 12390-12, 2020, Badania betonu - Część 12: Oznaczanie odporności betonu na karbonatyzację - Przyspieszona metoda karbonatyzacji.
30. PN-EN 12390-8, 2019, Badania betonu - Część 8: Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem.
31. Y. Zhu, S. Kou, C. Poon, J. Dai, Q. Li, Influence of silane-based water repellent on the durability properties of recycled aggregate concrete. Cem. Concr. Compos. 35, 32-38, (2013). https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2012.08.008
32. H. Feng, H. Thanh Nam Le, S. Wang, M. Zhang, Effects of silanes and silane derivatives on cement hydration and mechanical properties of mortars. Constr. Build. Mater. 129, 48-60, (2016). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.11.004
33. A. Stoch, M. Zdaniewicz, Cz. Paluszkiewicz, The effect of polymethylsiloxanes on hydration of clinker phases. J. Molec. Struct. 511-512, 319-325, (1999). https://doi.org/10.1016/S0022-2860(99)00174-X
34. K. Grabowska, M. Koniorczyk, Influence of organosilicon admixtures on the hydration of Portland cement. J Therm Anal Calorim 147, 6131-6145, (2022). https://doi.org/10.1007/s10973-021-10978-x
35. P. Łukowski, Rola polimerów w kształtowaniu właściwości spoiw i kompozytów polimerowo-cementowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2008.
36. P. Łukowski, Modyfikacja materiałowa betonu, Stowarzyszenie Producentów Cementu, 2016.
37. P. Łukowski, Domieszki do zapraw i betonów, Polski Cement, Kraków 2003
38. S. Jahandari, Z. Tao, M. A. Alim, W. Li, Integral waterproof concrete: A comprehensive review. J. Build. Eng. 78, 107718, (2023). https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107718
39. S. Jahandari, Z. Tao, M.A. Alim, Effects of different integral hydrophobic admixtures on the properties of concrete, Proceedings of the 30th Biennial National Conference of the Concrete Institute of Australia, Perth, Australia, (2021).
40. V. Spaeth, J. Lecomte, M. Delplancke-Ogletree, Integral water repellent based materials: impact of aging on cement microstructure and performances, 7th Int. Conf. on Water Repellent Treatment and Protective Surface Technology for Building Materials, Lisbon, Portugal, 57-66, (2014).
41. H. S. Wong, R. Barakat, A. Alhilali, M. Saleh, C. R. Cheeseman, Hydrophobic concrete using waste paper sludge ash. Cem. Concr. Res. 70, 9-20, (2015). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.01.005
42. P. Zhang, F. Wittmann, T. Zhao, Capillary suction of and chloride penetration into integral water repellent concrete. Rev. Bras. Med. 15, 187-194, (2009).
43. K. C. Hover, The influence of water on the performance of concrete. Constr. Build. Mater. 25, 3003-3013, (2011). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.01.010
44. Z. Ma, F.H. Wittmann, J. Xiao, T. Zhao, Influence of freeze-thaw cycles on properties of integral water repellent concrete, J. Wuhan Univ. Technol. Mater. Sci. Ed. 31, 851-856, (2016).
45. P. Rogers, J. Silfwerbrand, A. Gram, A. Selander, Bulk hydrophobic civil engineering concrete for nordic conditions: freeze thaw action. fib symposium 2019, concrete-innovations in materials, design and structures, Krakow, Poland, The International Federation for Structural Concrete, 2044-2051, (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-861da3da-12dd-4334-8ece-069160099ddf