Kształtowanie właściwości betonu samozagęszczalnego z dodatkiem włókien nanocelulozy

• Autorzy: Łukawska Emilia , Machul Natalia , Zagozda Aleksandra , Zieliński Bartłomiej

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0055.0829

Warianty tytułu

EN

Shaping the properties of self-compacting concrete with the addition of nanocellulose fibers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania dotyczyły możliwości zastosowania dodatku w postaci włókien nanocelulozy do betonów samozagęszczalnych. Dokonano oceny wpływu różnych ilości włókien nanocelulozy na podstawowe właściwości fizyczne mieszanek betonowych i stwardniałych betonów samozagęszczalnych. Zaprojektowano 4 serie mieszanek betonowych z zawartością włókien celulozowych w ilości od 0 do 1% masy spoiwa. Program badań obejmował wykonanie badania konsystencji, gęstości i napowietrzenia mieszanki betonowej. Ponadto zakres prac obejmował badania stwardniałego betonu pod względem nasiąkliwości, wytrzymałości na ściskanie, gęstości i odporności na ścieranie. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem ilości włókien nanocelulozy zaobserwowano pogorszenie się urabialności, poprawę napowietrzenia oraz spadek gęstości objętościowej mieszanki betonowej. Wytrzymałość na ściskanie we wszystkich seriach wynosiła około 90 MPa z wyjątkiem serii 2, która uzyskała wartości wytrzymałości o około 18% wyższe od wartości uzyskanych dla pozostałych serii. Wartości nasiąkliwości były zbliżone i wynosiły około 3%. Zaobserwowano, że wraz ze zwiększaniem ilości dodatku obniżała się gęstość betonu oraz odporność na ścieranie. Nie wykazano istotnego wpływu dodatku nanocelulozy na wyniki badań nasiąkliwości oraz wytrzymałości na ściskanie.

EN

This study explored the potential use of nanocellulose fibers as an additive in self-compacting concrete (SCC). The influence of different amounts of nanocellulose fibers on the fundamental physical properties of fresh concrete mixtures and hardened SCC was assessed. Four series of concrete mixtures were designed, containing nanocellulose fibers in proportions ranging from 0% to 1% of the binder mass. The research program included tests of workability, density, and air content of the fresh concrete mixtures. Additionally, hardened concrete was evaluated in terms of water absorption, compressive strength, density, and abrasion resistance. The results showed that increasing the nanocellulose fiber content led to a reduction in workability, an increase in air content, and a decrease in the bulk density of the fresh concrete mixture. The compressive strength for all series was approximately 90 MPa, except for Series 2, which demonstrated a compressive strength approximately 18% higher than the other series. Water absorption values were similar, at around 3%. It was observed that increasing the fiber content reduced both the density of the hardened concrete and its abrasion resistance. No significant effect of nanocellulose addition on water absorption or compressive strength was identified.

Słowa kluczowe

PL

beton samozagęszczalny; nanoceluloza; dodatek do betonu; badanie betonu

EN

self-compacting concrete; nanocellulose; concrete additive; concrete testing

• Wydawca: BUILDER CORP Sp. z o.o.
• Czasopismo: Builder
• Rocznik: 2025
• Tom: R.29, nr 5
• Strony: 8--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Łukawska Emilia

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0009-0002-7838-0392

autor

Machul Natalia

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0009-0008-7393-4804

autor

Zagozda Aleksandra

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0009-0002-5914-2057

autor

Zieliński Bartłomiej

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0009-0001-4724-8869

Bibliografia

• [1] F. Fahma, I. Febiyanti, N. Lisdayana, I. Wayan-Arnata; 2021; Nanocellulose as a new sustainable material for various applications: a review, „Archives of Materials Science and Engineering” 2(109):49-64 2(109):49-64; DOI:10.5604/01.3001.0015.2624.
• [2] R.J. Moon, A. Martini, J. Nairn, J. Simonsen, J. Youngblood; 2011; Cellulose nanomaterials review: structure, properties and nanocomposites, „Chem. Soc. Rev”, 40, 3941-3994(2011); DOI:10.1039/c0cs00108b.
• [3] S.K. Adhikary i in.; 2022; Lightweight self-compacting concrete: A review, „Resources, Conservation & Recycling Advances” Volume 15; DOI: 10.1016/j.rcradv.2022.200107.
• [4] Y. Cao, P. Zavaterri, J. Youngblood, R. Moon, J. Weiss; 2014; The influence of cellulose nanocrystal additions on the performance of cement paste; „Cement and Concrete Composites”, Volume 56, Pages 73-83; DOI:10.1016/j.cemconcomp.2014.11.008.
• [5] L. Jie, L. Chun; 2021; Research Progress on Durability of Cellulose Fiber-Reinforced Cement-Based Composite, „International Journal of Polymer Science”; DOI:10.1155/2021/1014531.
• [6] J. Gołaszewski, Projektowanie betonu samozagęszczalnego, Wydawnictwo Polski Cement, Kraków 2011.

Uwagi

Artykuł umieszczony w części "Builder Science"