Badania doświadczalne wytrzymałości betonu zawierającego zmielony popiół z osadnika

• Autorzy: Yuvaraj K. , Ramesh S.

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2021.26.3.7

Warianty tytułu

EN

Experimental investigation on strength properties of concrete incorporating ground pond ash

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W obecnych czasach zużycie energii elektrycznej gwałtownie wzrasta z każdym rokiem, ze względu na industrializację. Węgiel jest surowcem do produkcji energii elektrycznej w elektrociepłowniach. Szczególnie duża ilość niewykorzystanego popiołu jest wyrzucana do osadników, co stanowi poważny problem dla wielu krajów rozwijających się. Ponadto składowanie popiołu w osadnikach powoduje zagrożenia dla środowiska, takie jak zanieczyszczenie gleby i wody. Zidentyfikowanie realnej alternatywy dla wykorzystania popiołu z osadników staje się potrzebą chwili, aby uniknąć tych zagrożeń dla środowiska. W niniejszej pracy badawczej podjęto próbę częściowego zastąpienia cementu popiołem z osadnika jako dodatku mineralnego w betonie, co w znacznym stopniu ograniczy szkodliwy wpływ popiołu z osadnika na środowisko. Popiół ten zmielono do wielkości 45 μm i użyto go do zastąpienia cementu w betonie w proporcjach 5, 10, 15, 20 i 25% masy. Przeprowadzono badania wytrzymałości na ściskanie, zginanie oraz rozciąganie przy rozłupywaniu uzyskanych betonów. Wyniki badań wykazują, że dodatek 10% popiołu z osadnika znacznie zwiększył wytrzymałość betonu w wieku 7, 28, 56 i 90 dni.

EN

In the present era, the consumption of electricity has increased rapidly with each passing year, due to the industrialization. Coal is a raw material for the production of electricity in the thermal power stations. Particularly, a large amount of unused ash is dumped in ponds, which are major problem concerning many developing countries. Further, dumping of ash in ponds causes environmental hazards effects such as soil, land and water pollution. Identifying a viable alternative to utilize pond ash becomes a necessity, to avoid these environmental hazards. In this research work, an attempt has been made to partially replace cement by the pond ash as a supplementary cementitious material [SCM] in concrete, which will considerably reduce the hazardous effects of pond ash, to the environment. The pond ash was ground to 45 μm and it was used to replace the cement in concrete by proportions of 5, 10, 15, 20 and 25% by mass. Test on compressive strength, split tensile strength and modulus of rupture were conducted on concrete mixes. The result indicate that the addition of 10% pond ash to concrete significantly increased the strength properties of the concrete at the age of 7, 28, 56 and 90 days.

Słowa kluczowe

PL

popiół; osadnik; odpad niebezpieczny; dodatek do betonu; własności mechaniczne; wytrzymałość betonu; badanie doświadczalne

EN

pond; ash; hazards waste; supplementary cementitious material; strength properties; concrete strength; experimental investigation

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 26, nr 3
• Strony: 253--262
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Yuvaraj K.

• Department of Civil Engineering, K.S. Rangasamy College of Technology, Tiruchengode, Namakkal, Tamil Nadu, India

autor

Ramesh S.

• Department of Civil Engineering, K.S. Rangasamy College of Technology, Tiruchengode, Namakkal, Tamil Nadu, India

Bibliografia

• 1. M. Rafieizonooz, J. Mirza, M.R. Salim, M.W. Hussin , E. Khankhaje, Investigation of coal bottom ash and fly ash in concrete as replacement for sand and cement. Constr. Build. Mater. 116, 15-24 (2016).
• 2. T.R. Naik, Sustainability of concrete construction. Pract. Period. Struct. Design Constr. 13, 98-103 (2008).
• 3. M. Aly, M.S.J. Hashmi, A.G. Olabi, M. Messeiry, E.F. Abadir, A.I. Hussain, Effect of colloidal nano-silica on the mechanical and physical behavior of waste-glass cement mortar. Mater. Des. 33, 127-135 (2012).
• 4. L. Senff, D. Hotza, S. Lucas, V.M. Ferreira, J.A. Labrincha, Effect of nano-SiO2 addition on the rheological behavior and the hardened properties of cement mortars and concrete. Mater. Sci. Eng. A 532, 354-361 (2012).
• 5. V. Sata, C. Jaturapitakkul, K. Kiattikomol, Influence of pozzolan from various by-product materials on mechanical properties of high-strength concrete. Constr. Build. Mater. 21, 1589-1598 (2007).
• 6. N. Pradip, S. Prabir Kumar, Effect of mixture proportions on the drying shrinkage and permeation properties of high strength concrete containing class F fly ash. KSCE J. Civ. Eng. 17, 1437-1445 (2013).
• 7. K. Haldun, K. Mine, Usage of coal combustion bottom ash in concrete mixture. Constr. Build. Mater. 22, 1922-1928 (2008).
• 8. S. O. Bamaga, M. W. Hussi, M.A. Ismail, Palm oil fuel ash: promising supplementary cementing materials, KSCE J. Civ. Eng. 17, 1708-1713 (2013).
• 9. J. Temuujina, A. Minjigmaaa, U. Bayarzul, D. S. Kim, S-Ho Lee, H. J. Lee, C. H. Ruescher, K.J.D. MacKenzie, Properties of geopolymer binders prepared from milled pond ash. Mater. Constr. 67, 1-11 (2017).
• 10. L.B. Chun, K.J. Sung, K.T. Sang, S.T. Chae, A study on the fundamental properties of concrete incorporating pond-ash in Korea. In: Proc. 3rd Int. Conf. on the sustainable concrete technology and structures sustainable concrete technology and structures in local climate and environmental conditions, Vietnam, 401-408 (2008).
• 11. M. J. McCarthy, M.R. Jones, L. Zheng, T.L. Robl, J.G. Groppo, Characterising long-term wet-stored fly ash following carbon and particle size separation. Fuel 111, 430-441 (2013).
• 12. J. D. Bapat, S. S. Sabnis, C. V. Hazaree, A. D. Deshchowgule, Ecofriendly concrete with high volume of lagoon ash. J. Mater. Civ. Eng. 18, 453-461 (2006).
• 13. V.R. Ranganath, B. Bhattacharjee, S. Krishnamoorth, Influence of size fraction of ponded ash on its pozzolanic activity. Cem. Concr. Res. 28, 749-761 (1998).
• 14. C. Jaturapitakkul, K. Kiattikomol, V. Sata, T. Leekeeratikul, Use of ground coarse fly ash as a replacement of condensed silica fume in producing high-strength concrete. Cem. Concr. Res. 34, 549-55 (2004).
• 15. BIS 10262 Concrete mix proportioning - guidelines (Second Revision), Bureau of Indian Standards, New Delhi, India, (2019).
• 16. BIS 516, Indian standard methods of tests for strength of concrete, Bureau of Indian Standards, New Delhi, India, (2004).
• 17. A. Cristina, M. Sanjuan, M. Esperanza, Coal bottom ash for Portland cement production, Adv. Mater. Sci. Eng. 17, 1-7 (2017).
• 18. A. Jaturapitakkul, R. Cheerarot, Development of bottom ash as pozzolanic material. J. Mater. Civ. Eng. 15, 48-53 (2003).
• 19. M. Cheriaf, R.J. Cavalcante, J. Pera, Pozzolanic properties of pulverized coal combustion bottom ash, Cem. Concr. Res. 29, 1387-1391 (1993).
• 20. K. Hyeong-Ki, Utilization of sieved and ground coal bottom ash powders as a coarse binder in high-strength mortar to improve workability. Constr. Build. Mater. 91, 57-64 (2015).
• 21. ACI 318, Building code requirements for structural concrete (ACI 318-99) and commentary 318R-99, American Concrete Institute, Farmington Hills, (1999).
• 22. A.M. Neville, Properties of concrete, Fourth and Final Edition, Pearson Prentice Hall, United Kingdom, (1995).
• 23. CEB-FIP Model Code for Concrete Structures, evaluation of the time dependent behavior of concrete. Bulletin d’Information No. 199. Comite European du Beton/Federation International de la Precontrainte, Lausanne, (1990).
• 24. M. Ajmal, T. Palanisamy, Experimental investigation on FACA and FACACRETE– an innovative building material. KSCE J. Civ. Eng. 23, 4758-4770 (2019).
• 25. M.I. Juki, M. Awang, M.K.A. Mahamad, K.H. Boon, N. Othman, A.A. Kadir, M.A. Roslan, F.S. Khalid, Relationship between compressive, splitting tensile and flexural strength of concrete containing granulated waste polyethylene terephthalate (pet) bottles as fine aggregate. Adv. Mater. Res. 795, 356-359 (2013).
• 26. ACI Committee 363, State-of-the-art report on high strength concrete, ACI 363R-92 American Concrete Institute, Farmington Hills, (1997).
• 27. ACI Committee 318, Building code requirements for structural concrete (ACI 318-05) and Commentary (318R-05), American Concrete Institute, Farmington Hills, (2005).
• 28. S. Bhanjaa, B. Sengupta, Influence of silica fume on the tensile strength of concrete. J. Cem. Concr. Res. 35, 743-747 (2005).

Uwagi

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