Właściwości cementu o małej zawartości klinkieru portlandzkiego, o różnej zawartości popiołu lotnego krzemionkowego i granulowanego żużla wielkopiecowego

Wieczorek, Michał; Pichniarczyk, Paweł

doi:10.32047/CWB.2022.27.4.5

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Właściwości cementu o małej zawartości klinkieru portlandzkiego, o różnej zawartości popiołu lotnego krzemionkowego i granulowanego żużla wielkopiecowego

Autorzy

Wieczorek Michał , Pichniarczyk Paweł

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.cementwapnobeton.pl/

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2022.27.4.5

Warianty tytułu

Properties of cement with the low Portland clinker and the different content of silica fly ash as well as granulated blast furnace slag

Języki publikacji

PL EN

Abstrakty

W artykule przedstawiono badania określające możliwości zastosowania cementów wieloskładnikowych o małej zawartości klinkieru portlandzkiego w zaprawach budowlanych, w tym zaprawach specjalnych. Zastosowane w badaniach dodatki główne w postaci mielonego, granulowanego żużla wielkopiecowego oraz popiołu lotnego krzemionkowego posiadały zbliżony skład ziarnowy, nieprzekraczający 40 μm. Dodano je do zapraw jako zamienniki cementu portlandzkiego w ilości 50 oraz 70%, a także jako ich mieszaniny, w ilościach nie przekraczających 70%. Wykonano badania określające wpływ udziału jak i zawartości SiO2 oraz CaO w poszczególnych składnikach głównych, na wytrzymałość zaprojektowanych cementów. Wyniki badań wykazują, iż cementy te można stosować w technologii betonów samozagęszczalnych oraz w mieszaninach uszczelniających, do zastosowań w pracach geoinżynieryjnych, które przeznaczone są do wykonywania wzmacniania i uszczelniania podłoża gruntowego. Proponowana technologia produkcji cementów CEM V oraz CEM VI oprócz korzystnych zmian ich właściwości, powoduje znaczne zmniejszenie zużycia energii, potrzebnej do wytwarzania tych cementów.

The paper presents a study to determine the applicability of blended cements with low Portland clinker content in construction mortars, including special mortars. The main additives used in the study, in the form of ground granulated blast furnace slag and silica fly ash, were characterised by a similar grain composition of less than 40 μm. They were introduced into mortars as a replacement for Portland cement in amounts of 50 and 70 % and their mixtures in amounts not exceeding 70 %. Tests were carried out to determine the influence of the proportion, as well as the SiO2 and CaO content of the individual main components, on the strength parameters of the designed cements. The results show that these cements can be used in self-compacting concrete technology and in sealing mixtures for geoengineering applications, which are designed to perform soil reinforcement and sealing. The proposed technology for the production of CEM V and CEM VI cements, in addition to the favourable changes in their properties, results in a significant reduction in the energy required to produce these cements.

Słowa kluczowe

cement wieloskładnikowy właściwości zastosowanie żużel granulowany żużel wielkopiecowy popiół lotny krzemionkowy

blended cement properties applicability granulated slag blast furnace slag silica fly ash

Wydawca

Fundacja Cement, Wapno, Beton

Czasopismo

Cement Wapno Beton

Rocznik

2022

Tom

R. 27, nr 4

Strony

285--299

Opis fizyczny

Bibliogr. 39 poz., il, tab.

Twórcy

autor

Wieczorek Michał

michal.wieczorek@icimb.lukasiewicz.gov.pl

Łukasiewicz Research Network - Institute of Ceramics and Building Materials

autor

Pichniarczyk Paweł

AGH University of Science and Technology, Faculty of Civil Engineering and Resource Management

Bibliografia

1. W. Kurdowski, Cement and Concrete Chemistry. Springer Dodrecht, 2014.
2. J. Deja et al., Beton. Technologie i metody badań. SPC, Kraków, 2020.
3. L. Czarnecki, W. Kurdowski, Tendencje kształtujące przyszłość betonu, Materiały Konferencyjne Dni Betonu 2006, Wisła, 47- 64 (2006).
4. M.I. Khan, C.J. Lynsdale, Strength, permeability, and carbonation of high performance concrete. Cem. Concr. Res. 32, 123-131 (2002).
5. T. Baran, A. Garbacik, M. Ostrowski, H. Radelczuk, Rozwiązania produkcji klinkieru portlandzkiego o małej emisji CO2. Materiały konferencyjne Dni Betonu 2016, Wisła, 439-448 (2016).
6. www.polskicement.pl (accessed 22.10.2022).
7. Cementing the European Green Deal. Reaching climate neutrality along the cement and concrete value chain by 2050. Cembureau (2020).
8. T. Baran, The use of waste and industrial by-products and possibilities of reducing CO2 emission in the cement industry - industrial trials. Cem. Wapno Beton 26(3), 169-184 (2021). https://doi.org/10.32047/CWB.2021.26.3.1
9. J. Lizarazo-Marriagaa, P. Claisseb, E. Ganjian, Effect of steel slag and Portland Cement in the rate of hydration and strength of blast furnace slag pastes, J. Mater. Civ. Eng. 23(2) 153-160 (2011).
10. Z. Giergiczny, A. Garbacik, Efekt synergii dodatków mineralnych w składzie cementów wieloskładnikowych. In: Reologia w technologii betonu. XII Sympozjum Naukowo-Techniczne „Cement - właściwości i zastosowanie”, Gliwice 2010, 5-23 (2010).
11. S. Chłądzyński, A. Garbacik, Cementy wieloskładnikowe w budownictwie. SPC, Kraków 2008.
12. T. Baran, W. Drożdż, P. Pichniarczyk, The use of fly ash in cement and concrete manufacture Cem. Wapno Beton 17(1) 50-56 (2012).
13. T. Baran, P. Pichniarczyk, M. Gawlicki, Properties of fly ashes from co-combustion of hard coal and secondary fuel. Cem. Wapno Beton 20(5) 284-294 (2015).
14. M. Ostrowski, P. Pichniarczyk, G. Kądzielawski, Ecological and technological effects of using concretes with low Portland clinker, MATEC Web Conf. MATBUD 2020 - Scientific-Technical Conference 9, 322 (2020).
15. M. Wieczorek, P. Pichniarczyk, Wpływ zmiennego stosunku popiołu lotnego krzemionkowego do granulowanego żużla wielkopiecowego na właściwości cementu, Materiały konferencyjne Dni Betonu 2021, Wisła 2021, 683-696 (2021).
16. PN-EN 197-1 Cement - Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku.
17. PN-EN 197-5 Cement - Część 5: Cement portlandzki wieloskładnikowy CEM II/C-M i cement wieloskładnikowy CEM VI.
18. Ch. Mueller, K. Severins, B. Hauer, New findings concerning the performance of cement containing limestone, granulated blast furnace slag and fly ash as main constituents Cem. Int. 3/2010 - Part 1 81-86, 4/2010 Part 2 83-93 (2010).
19. J. Kuteraśińska, A. Król, New types of low-carbon cements with reduced Portland clinker content as a result of ecological actions of cement industry towards sustainable development. Econ. Env. Stud. 16(3), 403-419 (2016).
20. B. Środa, Nowa norma 197-5 krokiem w kierunku dekarbonizacji. Budownictwo, Technologie, Architektura, 2/2021, 72-76 (2021).
21. Z. Giergiczny, A. Garbacik, Properties of cements with calcareous fly ash addition, Cem. Wapno Beton 17(2), 217-224 (2012).
22. M. Ostrowski, M. Gawlicki, Aktywność wapiennych popiołów lotnych z elektrowni „Bełchatów” jako składnika cementów powszechnego użytku. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych 5/2012, 66-75 (2012).
23. Z. Giergiczny, K. Synowiec, A. Żak, Ocena przydatności popiołu lotnego wapiennego jako aktywnego dodatku mineralnego do betonu. Road. Bridge. 12(1), 83-97 (2013).
24. P. Stępień, Wpływ dodatku gezy na proces hydratacji cementów, Materiały konferencyjne Dni Betonu 2014, Wisła (2014).
25. P. Lis, Wpływ metakaolinitu na proces hydratacji cementu. Konferencja Dni Betonu 2012. Materiały konferencyjne Dni Betonu 2012, Wisła (2012).
26. E. Tkaczewska, J. Małolepszy, Właściwości szkła w krzemionkowych popiołach lotnych, Cem. Wapno Beton 14(3), 148-153 (2009).
27. E. Tkaczewska, The properties of glass in siliceous fly ash. Praca doktorska, AGH Kraków 2007
28. S. Slanička, The influence of fly ash fineness on the strength of concrete. Cem. Concr. Res. 21(2-3), 285-296 (1991).
29. J. Monzo, J. Paya, E. Peris-Mora, A preliminary study of fly ash granulometric influence on mortar strength. Cem. Concr. Res. 24(4) 791-796 (1994).
30. K. Erdoğdu, P. Türker, Effects of fly ash particle size on strength of Portland cement fly ash mortars, Cement Concr. Res. 28 (9) (1998) 1217-1222.
31. M. Oleśkow, Wpływ uziarnienia granulowanego żużla wielkopiecowego na hydratację cementu hutniczego i jego właściwości. Materiały konferencyjne. Konferencja Dni Betonu 2018, Wisła, 651-664 (2018).
32. E. Nowak, E. Pałka, M. Płocica, W. Stanoch, A. Szeliga, Procesy przemielania i młyny w przemyśle cementowym, tom I - Procesy i urządzenia, Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych 26, Wydawnictwo Instytut Śląski, Opole 1999
33. PN-EN 196-1:2016 Metody badania cementu - Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
34. PN-EN 196-3:2016 Metody badania cementu - Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości.
35. J. Dyczek, Zeszyty Naukowe AGH, Ceramika. 42 Kraków (1979).
36. P. Walczak, P. Szymański, J. Małolepszy, Wpływ składu chemicznego (CaO/SiO2) autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK) na jego właściwości, Materiały Konferencyjne Dni Betonu 2012, Wisła (2012).
37. W. Kiernożycki, Betonowe konstrukcje masywne. Polski Cement. Kraków 2003.
38. K. Furtak, J. Śliwiński, Materiały budowlane w mostownictwie. WKŁ, Warszawa 2004.
39. S. Stryczek, A. Złotkowski, Badania reologiczne zaczynów uszczelniających na osnowie cementu portlandzkiego i wybranych dodatków mineralnych, Fundacja Wiertnictwo-Nafta-Gaz, Kraków 2022.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-ab1850b3-cc49-4dfd-a45d-a1c73794fedf