Carbonation of concretes containing calcareous fly ashes

• Autorzy: Jóźwiak-Niedźwiedzka D. , Sobczak M. , Gibas K.

Warianty tytułu

EN

Karbonatyzacja betonów z dodatkiem popiołów lotnych wapiennych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The purpose of this research was to determine the carbonation depths in concrete containing calcareous fly ash. Eleven concrete mixes with the same water-binder ratio w/b and with different amounts of calcareous fly ash have been prepared in laboratory. In the test series I the mixes were produced with five blended cements containing different amounts of the following supplementary cementitious materials: calcareous fly ash, siliceous fly ash and granulated blast furnace slag. The second test series was produced with calcareous fly ash replacing 30% of the cement by weight. The maximum depth of carbonation in concrete was determined using the phenolphthalein method. The progress of the carbonation front was established by analysing polished thin sections of concrete under a polarizing microscope in transmitted light. The most resistant to carbonation was the concrete containing, beside clinker, 14.3% of calcareous fly ash as a cementitious material . The specimens of concrete containing different amounts of calcareous fly ash were compared and no significant variations were found both in the rate and depth of carbonation. On the other hand, the rate of advancement of carbonation front was higher in concrete containing calcareous fly ash as compared to the reference concrete without admixtures.

PL

Celem badań było określenie głębokości karbonatyzacji betonów wykonanych z użyciem popiołu lotnego wapiennego. Wykonano łącznie 11 mieszanek o jednakowym współczynniku wodno-spoiwowym w/b, różniących się zawartością popiołu lotnego wapiennego. W pierwszej serii zastosowano pięć cementów wieloskładnikowych, wykonanych z różną zawartością pozaklinkierowych składników głównych: popiołu lotnego wapiennego, krzemionkowego oraz granulowanego żużla wielkopiecowego. W drugiej serii betonów stosowano popiół lotny wapienny frakcjonowany, stosowany jako zamiennik 30% masy spoiwa. Maksymalną głębokość karbonatyzacji w betonach oszacowano na podstawie testu fenoloftaleinowego. Do określenia postępu frontu karbonatyzacji wykorzystano cienkie szlify z betonu analizowane w świetle przechodzącym w mikroskopie polaryzacyjnym. Najlepszą odporność na karbonatyzację stwierdzono w betonie z cementu, zawierającego wśród składników głównych, oprócz klinkieru, 14,3% popiołu lotnego wapiennego. Betony wykonane z dodatkiem popiołu lotnego W nie wykazały między sobą znaczących różnic w szybkości oraz głębokości karbonatyzacji, stwierdzono jednak szybszy postęp frontu karbonatyzacji w betonach z popiołem lotnym W niż w betonie bez dodatków.

Słowa kluczowe

EN

blended cements; carbonation; particle size separation of fly ash; calcareous fly ash

PL

cementy wieloskładnikowe; karbonatyzacja; popiół lotny wapienny; separacja ziarnowa popiołu

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 12, no. 2
• Strony: 223--236
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz. rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jóźwiak-Niedźwiedzka D.

autor

Sobczak M.

autor

Gibas K.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN w Warszawie,

Bibliografia

• [1] Papadakis V.G.: Effect of supplementary cementing materials on concrete resistance against carbonation and chloride ingress.Cement and Concrete Research, 30,2, 2000, 291 -299
• [2] Glinicki M.A, Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K. : Evaluation of permeability of concrete containing high-calcium fly ash - the research concept. Energia i środowisko w technologiach materiałów budowlanych, ceramicznych, szklarskich i ogniotrwałych. J. Duda, K. Szamalek (red.), Wydawnictwo Instytut Śląski, Warszawa-Opole, 2010, 229-240
• [3] Zastosowanie popiołów lotnych z kotłów fluidalnych w betonach konstrukcyjnych. A.M . Brandt (red.), Studia z Zakresu Inżynierii, 72, Polska Akademia Nauk, Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Warszawa, 2010
• [4] Sisomphon K., Franke L.: Carbonation rates of concretes containing high volume ofpozzolanic materials, Cement and Concrete Research, 37, 12, 2007, 1647 - 1653
• [5] Burden D. : The durability of concrete containing high levels offlyash. Thesis. Research and Development Information, Portland Cement Association, The University of New Brunswick, 2006
• [6] Cuijuan S., Lousha G., Haimin W.: Concrete made with calcium-enriched fly ash. Proceeding of the Second International Conference on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete. V.M . Malhotra (ed.), 91, 1986,387 -412
• [7] Swamy R.N.: Fly ash concrete-potential without misuse, Materials and Structures, 23, 6, 1990, 397 - 411
• [8] Atis C.D.: Carbonation-porosity-strength model for fly ash concrete. Journal of Materials in Civi l Engineering, 16, 1, 2004, 91 - 94
• [9] Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A.M., Ranachowski Z.: Zarastanie rys w zaprawach cementowych z po¬piołem wapiennym zbrojonych rozproszonymi włóknami . Cement Wapno Beton, 79, 1, 2012, 38 - 49
• [10] Jóźwiak-Niedźwiedzka D.: Influence of the blended cements on the concrete resistance to carbonation, 10t h International Symposium on Brittle Matrix Composites BMC-10 , IFTR and Woodhead Publishing, Warsaw, 2012,125 - 134
• [11] Dziuk D., Giergiczny Z., Garbacik A., Calcareous fly ash as a main constituent of common cements, Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 12, 1, 2013, 57 - 70
• [12] Giergiczny Z., Synowiec K., ŻakK., Suitability evaluation of calcareous fly ash as an active mineral additive to concrete, Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 12,1, 2013,83 - 98
• [13] Ostrowski M.: Charakterystyka morfologii popiołów lotnych ze spalania węgl i brunatnych. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, IV, 8, 2011, 136-150
• [14] Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Tucholski Z. : Reinforced concrete viaduct from beginning of the 20t h century microstructure analysis of 100 years old concrete. Drogi i Mosty, 9, 3,2010, 23 - 37
• [15] Jackiewicz-Rek W., Woyciechowski P.: Ocena podatności na karbonatyzację napowietrzonych betonów z dużą zawartością. Cement Wapno Beton, 78,5, 2011,249 -256
• [16] Antiohos S., Maganari K., Tsimas S.: Evaluation of blends of high and low calcium fly ashes for use as supplementary cementing materials. Cement and Concrete Composites, 27, 3, 2005, 349 - 356
• [17] Khunthongkeaw J., Tangtermsirikul S., Leelawat T.: A study on carbonation rates depth prediction for fly ash concrete. Construction and Building Materials, 20, 9, 2006, 744 - 753
• [18] Czarnecki L., Woyciechowski P.: Concrete carbonation as a limited process and its relevance to concrete cover thickness. AC I Materials Journal, 109, 3, 2012, 275 - 282