Wpływ domieszek włókien polipropylenowych i poliakrylowych na powstawanie rys skurczowych tynków renowacyjnych

• Autorzy: Brachaczek W. , Górecka I. , Gondek E. , Szczęszek E.

Warianty tytułu

EN

The effect of admixtures of polypropylene and acrylic fibres on shrinkage cracks of renovation plasters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powstawanie rys (pęknięć) skurczowych tynków renowacyjnych jest wciąż aktualnym tematem. Chociaż znane są przyczyny ich tworzenia się, to w literaturze trudno znaleźć odpowiedź na pytanie, co zrobić, aby obniżyć tę wrażliwość. Jednym ze sposobów jest stosowanie zbrojenia w postaci włókien. Badano wpływ domieszek włókien polipropylenowych i poliakrylowych w zaprawach renowacyjnych na powstawanie tych rys. W tym celu przygotowano recepturę suchej mieszanki, składającej się z piasku kwarcowego, cementu, domieszek napowietrzających i lekkiego kruszywa (perlitu). Uzyskaną zaprawę mieszano przez ok. 60 s. z włóknami na sucho, po czym dodawano wodę. Dalsze mieszanie prowadzono przez kolejne 60 s. Rozrobiony materiał przenoszono następnie do rynny skurczowej i zagęszczano. Tak przygotowane próbki utwardzano w temperaturze 53 °C w suszarce wyposażonej w cyrkulację powietrza. Po tym cyklu na powierzchni próbek pojawiały się rysy skurczowe. Badano zależność pomiędzy rodzajem, długością i udziałem włókien, a wrażliwością tynków renowacyjnych na powstawanie rys poprzez pomiar długości i szerokości powstałych pęknięć. Istotną redukcję szerokości i długości rys uzyskano dla zapraw zawierających włókna polipropylenowe o przekroju koła oraz włókna poliakrylowe o długości 12 mm w ilości ok. 1,2 kg/m3 tynku renowacyjnego. Do weryfikacji przyjętej metody oraz optymalizacji wielkości i ilości włókien zastosowano metody statystyczne, wykorzystujące regresję wieloraką. Mniejszą efektywność w ograniczaniu powstawania rys skurczowych wykazywały włókna polipropylenowe, fibrylizowane. Analizowano wpływ włókiem na powstawanie rys skurczowych podczas utwardzania tynków renowacyjnych na podstawie zmiany średniej szerokości rys skurczowych i całkowitą długość rys w przeliczeniu na jedną rynnę skurczową. Przeprowadzone obliczenia matematyczne potwierdziły przydatność zastosowanej metody pomiarowej, wykorzystującej rynnę skurczową do oceny podatności tynku na tworzenie rys.

EN

Formation of shrinkage cracks in renovation plasters is still a topical subject. We know the causes for shrinkage cracks formation, but in literature it is difficult to find an answer to the question of what to do to reduce this vulnerability. One way is to use reinforcement in the form of fibres. The effect of incorporation of polypropylene and polyacrylonitrile fibres to restoration mortars on the formation of shrinkage cracks. For this purpose, a recipe of dry mixture consisting of silica sand, cement, aeration additives and lightweight aggregate (perlite) has been prepared. The mixture was stirred with dry fibres for approx 60 s, and then with water for additional 60 s. The resultant mortar was then transferred to the testing gutter, and thickened. Thus prepared sample was cured at 53 °C in an oven equipped with air circulation. After this cycle, shrinkage cracks appeared in the surface of the sample. The type, length, and fibre content dependence of the resistance to cracking of the renovation plasters was studied by measuring the length and width of cracks. To verify the optimization method and to optimize the size and number of fibres introduced to a plaster, the statistical approach based on the multiple regression analyses was used. A significant reduction in the width and the length of shrinkage cracks has been obtained in case of the renovation plasters reinforced with polypropylene fibres with circular cross-sections and acrylic ones when their length and the amount was about 12 mm and about 1.2 kg/m3, respectively. The fibrillated polypropylene fibres were less effective in reducing the formation of shrinkage cracks. The influence of fibres on the formation of shrinkage cracks in the restoration plasters during the curing was studied on the basis of changes in the average width and the total length of the cracks per testing gutter. The mathematical calculations confirmed the usefulness of the gutter method to evaluate the susceptibility of a plaster to create shrinkage cracks.

Słowa kluczowe

PL

tynk renowacyjny; zbrojenie rozproszone; pęknięcie; rysa skurczowa; dodatki do zapraw

EN

renovation plaster; dispersed reinforcement; crack; shrinkage crack; mortar additive

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 66, nr 4
• Strony: 451--462
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Brachaczek W.

• Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Górecka I.

• Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Gondek E.

• Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Szczęszek E.

• Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

Bibliografia

• [1] van Hees, R. P. J., Naldini, S., Rodrigues, J. D.: Plasters and renders for salt laden substrates, Construction and Building Materials, 23, (2009), 1714–1718.
• [2] Anson, S. J., Hoff, W. D.: Effects of evaporative drying on height of capillary rise equilibrium in walls, Building and Environment, 21, 3/4, (1986), 195–200.
• [3] Pavlikova, M., Pavlik,Z., Keppert, M., Cerny, R.: Salt transport and storage parameters of renovation plasters and their possible effects on restored buildings’ walls, Construction and Building Materials, 25, (2011), 1205–1212.
• [4] Charola, A.E.: Salts in the deterioration of porous materials – an overview, Journal of the American Institute for Conservation, 39, 3, (2000), 327–43.
• [5] Brachaczek, W., Siemiński, W.: Skąd się biorą rysy na powierzchni tynków renowacyjnych, Izolacje, 7/8, (2013).
• [6] Ma Yi-ping, Zhu Bei-rong, Z., Tan Mu-hua: Effects of Fiber Factors on Plastic Shrinkage Cracking of Cement Mortar, J. Build. Mater., 3, (2002).
• [7] Alz, T., Sanjazan, J. G., Collins, F.: Effect of polypropylene fibers on shrinkage and cracking of concretes, Materials and Structures, 41, (2008), 1741–1753.
• [8] Gencel, O., del Coz Diaz, J. J., Sutcu, M., Kokosal, F., Alvarez Rabanal, F. P., Martinez-Barrera, G., Brostow, W.: Properties of gypsum composites containing vermiculite and polypropylene fibers: Numerical and experimental results, Energy and Buildings, 70, (2014), 135–144.
• [9] Barluenga, G.: Fibre-matrix interaction at early ages of concrete with short fibers, Cement and Concrete Research, 40, (2010), 802–809.
• [10] Bentur, A., Mindess, S.: Fibre reinforced cementitious composites, Taylor & Francis, London 2007.
• [11] Hahne, H., Karl, S., Worner, J. D.: Properties of Polyacrylonitrile Fiber Reinforced Concrete, ACI Materials Journal, 12/1, (1987).
• [12] Amat, T., Blanco, M. T., Palomo, A.: Acrylic fibres as reinforcement for cement pastes, Cement and Concrete Composites, 16, (1994), 31–37.
• [13] Pereira de Oliveira, L. A., Castro-Gomes, J. P., Nepomuceno, M. C. S.: Effect of acrylic fibres geometry on physical, mechanical and durability properties of cement mortars, Construction and Building Materials, 27, (2012), 189–196.
• [14] Padron, I., Zollo, R. F.: Effect of Synthetic Fibers on Volume Stability and Cracking of Portland Cement Concrete and Mortar, ACI Materials Journal, 7/1, (1990).
• [15] Zheng, Z., Feldman, D.: Synthetic fibre-reinforced concrete, Progress in Polymer Science, 20, (1995), 185–210.
• [16] Eve, S., Gomina, M., Gmouh, A., Samdi, A., Moussa, R.: Microstructural and mechanical behaviour of polyamide fibre-reinforced plaster composites, J. Eur. Ceram. Soc., 22, (2002), 2269–2275.
• [17] López-Buendía, A. M., Romero-Sánchez, M. D., Climent, V., Guillem, C.: Surface treated polypropylene (PP) fibres for reinforced concrete, Cement and Concrete Research, 54, (2013), 29–35.
• [18] Al Qadi, A. N. S., Al-Zaidyeen, S. M.: Effect of fibre content and specimen shape on residual strength of polypropylene fibre self-compacting concrete exposed to elevated temperatures, Journal of King Saud University – Engineering Sciences, 26, (2014), 33–39.
• [19] Kalifa, P., Chénéb, G., Gallé, Ch.: High-temperature behaviour of HPC with polypropylene fibres: From spalling to microstructure, Cement and Concrete Research, 31, (2001), 1487–1499.
• [20] Izaguirre, A., Lanas, J., Alvarez, J. I.: Effect of a polypropylene fibre on the behaviour of aerial lime-based mortars, Construction and Building Materials, 25, (2011), 992–1000.
• [21] Tolêdo, R. D., Sanjuán, M. A.: Effect of low modulus sisal and polypropylene fibre on the free and restrained shrinkage of mortars at early age, Cement and Concrete Research, 29, (1999), 1597–1604.
• [22] Ramezanianpour, A. A., Esmaeili, M., Ghahari, S. A., Najafi, M. H.: Laboratory study on the effect of polypropylene fiber on durability, and physical and mechanical characteristic of concrete for application in sleepers, Construction and Building Materials, 44, (2013), 411–418.
• [23] Pereira de Oliveira, A. L., Castro-Gomes, P. J.: Physical and mechanical behaviour of recycled PET fibre reinforced mortar, Construction and Building Materials, 25, (2011), 1712–1717.
• [24] Przybyło, S., Broda, J.: Fibrylizowane włókna polipropylenowe do rozproszonego zbrojenia betonu, Nauka. Przyroda. Technologie, 5, 4, (2011), 73.
• [25] PN-EN 197-1:2012 – Cement - Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku.
• [26] PN-EN 196-1:2006 – Metody badania cementu - Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
• [27] Dunn, O. J., Clark, V. A.: Applied Statistics: Analysis of Variance and Regression, John Villey, New York, 1987.
• [28] Cohen, J., Cohen, P., West, S. G., Aiken, L. S.: Applied Multiple Regression/Correlation Analysis for the Behavioral Sciences, Taylor & Francis, London, 2002.