State of preservation of carbonate aggregates in alkaline environment

• Autorzy: Dubiniewicz Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.021.024

Warianty tytułu

PL

Stan zachowania kruszyw węglanowych w środowisku alkalicznym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents assessment of construction aggregates obtained from lithologically varied carbonate rocks in terms of their preservation after 100 days of immersion in 1M NaOH solution at room temperature. Aggregates showed no indication of alkali reaction in the form of dedolomitization or silica dissolution. However, it was observed that the aggregate grains had cracked. Oxidation of opaque minerals occurred in the twinning planes of dolomite found in dolosparite aggregates. It was determined that aggregates obtained from Cambrian dolomitized sparites, Devonian dolomicrites, dolosparites, biomicrites, dolomitized micrites, Carboniferous pelbiosparites and Jurassic biomicrites are chemically stable in alkaline environment.

PL

W artykule przedstawiono ocenę stanu zachowania kruszyw budowlanych uzyskiwanych ze zróżnicowanych litologicznie skał węglanowych po 100 dniach ich zanurzenia w roztworze 1M NaOH w temperaturze pokojowej. W badanych kruszywach nie zaobserwowano przejawów reakcji alkalicznej w postaci dedolomityzacji ani śladów rozpuszczania krzemionki, uległy one natomiast spękaniom. W płaszczyznach bliźniaczych dolomitu znajdującego się w kruszywach dolosparytowych doszło do utlenienia minerałów nieprzezroczystych. Ustalono, że kruszywa pochodzące z kambryjskich zdolomityzowanych wapieni sparytowych, dewońskich dolomikrytów, dolosparytów, biomikrytów, zdolomityzowanych wapieni mikrytowych, karbońskich pelbiosparytów i jurajskich biomikrytów są chemicznie stabilne w środowisku alkalicznym.

Słowa kluczowe

EN

alkali-aggregate reaction (AAR); alkali reactivity; carbonate rocks; chemical stability of aggregates; construction aggregate

PL

chemiczna stabilność kruszywa; kruszywo budowlane; reakcja alkalia-kruszywo (AAR); reaktywność alkaliczna; skały węglanowe

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 20, no. 4
• Strony: 413--424
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys.

Twórcy

autor

Dubiniewicz Andrzej

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, 30 Adama Mickiewicza Av., 30-059 Cracow

Bibliografia

• 1. Koh H.M., Park W., Choo J.F.: Lifetime design of long-span bridges. Structure and Infrastructure Engineering, 10, 4, 2014, 521-533, DOI: 10.1080/15732479.2013.769013
• 2. Wieland M.: Life-span of storage dams. International Water Power & Dam Construction, 62, 2010, 32-35
• 3. Freyermuth C.: Service life and sustainability of concrete bridges. Aspire - The Concrete Bridge Magazine, Fall, 2009, 12-15
• 4. Thomas M.D.A., Folliard K.J.: Concrete Aggregates and the Durability of Concrete. In: Page C., Page M. (eds). Durability of Concrete and Cement Composites. Woodhead Publishing, 2007, 247-281
• 5. Swenson E.G.: A reactive aggregates undetected by ASTM test. ASTM Bulletin, 226, 1957, 48-51
• 6. Jensen V.: The controversy of alkali carbonate reaction: state of art on the reaction mechanisms and behaviour in concrete. In: Drimalas T., Ideker J.H., Fournier B. (eds). Proceedings of the 14th International Conference on Alkali-Aggregate Reactions in Concrete, Austin, Texas, USA, 2012
• 7. Katayama T., Jensen V., Rogers C.A.: The enigma of the ‘so-called’ alkali-carbonate reaction. Construction Materials, 169, 4, 2016, 223-232, DOI: 10.1680/jcoma.15.00071
• 8. Beyene M.A., Meininger R.C.: Alkali Reactive Carbonate Rocks: Is it Alkali Silica Reaction (ASR) or Alkali Carbonate Reaction (ACR)? Sixth International Conference on Durability of Concrete Structures (ICDCS), Leeds, United Kingdom, 2019, 281-289
• 9. Gillot J.E.: Petrology of dolomitic limestones, Kingston, Ontario, Canada. Bulletin of the Geological Society of America, 74, 6, 1963, 759-778
• 10. Rogers C.A.: Evaluation of potential for expansion and cracking of concrete caused by the Alkali-Carbonate Reaction. Cement, Concrete and Aggregates, 8, 1, 1986, 13-23, DOI: 10.1520/CCA10049J
• 11. Qian G., Deng M., Lan X., Xu Z., Tang M.: Alkali carbonate reaction expansion of dolomitic limestone aggregates with porphyrotopic texture. Engineering Geology, 63, 1-2, 2002, 17-29, DOI: 10.1016/S0013-7952(01)00065-5
• 12. Farny J.A., Kerkhoff B.: Diagnosis and control of alkali-aggregate reaction in concrete. Portland Cement Association, 2007
• 13. Naeem M., Zafar T., Touseef Bilal M., Oyebamiji A.: Physical characterization and alkali carbonate reactivity (ACR) potential of the rocks from Bauhti Pind and Bajar area Hassan Abdal, Pakistan. SN Applied Sciences, 1, 7, 2019, 696, DOI: 10.1007/s42452-019-0736-5
• 14. López-Buendía A.M., Climent V., Verdú P.: Lithological influence of aggregate in the alkali-carbonate reaction. Cement and ConcreteResearch, 36, 8, 2006, 1490-1500, DOI: 10.1016/j.cemconres.2006.05.032
• 15. Owsiak Z.: Korozja wewnętrzna betonu. Monografie, Studia, Rozprawy nr M66, Politechnika Świętokrzyska, Kielce, 2015
• 16. Hadley D.W.: Alkali Reactivity of Carbonate Rocks- Expansion and Dedolomitization. Research Department Bulletin RX139, Portland Cement Association, 40, 1961, 462-474
• 17. Katayama T.: The so-called alkali-carbonate reaction (ACR) - Its mineralogical and geochemical details, with special reference to ASR. Cement and Concrete Research, 40, 4, 2010, 643-675, DOI: 10.1016/j.cemconres.2009.09.020
• 18. Katayama T.: How to identify carbonate rock reaction in concrete. Materials Characterization. 53, 2, 2004, 85-104, DOI: 10.1016/j.matchar.2004.07.002
• 19. Grattan-Bellew P.E., Mitchell L.D., Margeson J., Min D.: Is alkali-carbonate reaction just a variant of alkali-silica reaction ACR=ASR? Cement and Concrete Research, 40, 4, 2010, 556-562, DOI: 10.1016/j.cemconres.2009.09.002
• 20. Kovler K., Roussel N.: Properties of fresh and hardened concrete. Cement and Concrete Research, 41, 7, 2011, 775-792, DOI: 10.1016/j.cemconres.2011.03.009
• 21. Aquino C., Inoue M., Miura H., Mizuta M., Okamoto T.: The effects of limestone aggregate on concrete properties. Construction and Building Materials, 24, 12, 2010, 2363-2368, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.05.008
• 22. Babińska J.: Trwałość kruszyw dolomitowych w aspekcie ich zastosowania do betonu. Konferencja Dni Betonu: Tradycja i Nowoczesność. Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków, 2010
• 23. ASTM C586-05 Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Carbonate Rocks as Concrete Aggregates (Rock-Cylinder Method)
• 24. ASTM C295/C295M-19 Standard Guide for Petro- graphic Examination of Aggregates for Concrete
• 25. Nixon P.J., Sims I. (eds): RILEM Recommendations for the Prevention of Damage by Alkali-Aggregate Reactions in New Concrete Structures. State-of-the-Art Report of the RILEM Technical Committee 219-ACS, RILEM State-of-the-Art Reports 17, Springer Netherlands, 2016, DOI: 10.1007/978-94-017-7252-5
• 26. Folk R.L.: Practical petrographic classification of limestones. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 43, 1, 1959, 1-38
• 27. Choquette M., Bérubé M., Locat J.: Behavior of common rock-forming minerals in a strongly basic NaOH solution. Canadian Mineralogist, 29, 1,1991, 163-173
• 28. Midgley H.G.: The Staining of Concrete by Pyrite. Magazine of Concrete Research, 10, 29, 1958, 75-78
• 29. Mielenz R.C.: Reactions of Aggregate Involving Solubility, Oxidation, Sulfates, or Sulfides. Highway Research Record, 43, 1963, 8-18
• 30. Góralczyk S.: Alkali-carbonate reaction of aggregates. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 28, 1, 2012, 45-62, DOI: 10.2478/v10269-012-0003-5
• 31. Góralczyk S., Filipczyk M.: Aktualne badania reaktywności alkalicznej polskich kruszyw. Kruszywa Mineralne t.1., Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2017, 31-41
• 32. Góralczyk S., Filipczyk M.: Aktualne badania reaktywności alkalicznej polskich kruszyw – część II. Kruszywa Mineralne t.2., Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2018, 37-48
• 33. Glinicki M.A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Antolik A., Dziedzic K., Gibas K.: Podatność wybranych kruszyw ze skał osadowych na reakcję alkalia-kruszywo. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 18, 1, 2019, 5-24, DOI: 10.7409/rabdim.019.001
• 34. Grattan-Bellew P.E., Katayama T.: So-Called Alkali-Carbonate Reaction (ACR). In: Sims I., Poole A. (eds). Alkali-Aggregate Reaction in Concrete: A World Review. CRC Press/Balkema, Leiden, 2017, 63-88