Durability of glass fibre cement composites subjected to influence of corrosive environment

• Autorzy: Rudzińska Z.

Warianty tytułu

PL

Trwałość kompozytów cementowych z włóknami szklanymi poddanych działaniu środowisk korozyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents investigation results on durability of fine-grained cement composite mortar, modified by addition of glass fibres of hydrolytic glass of C-3 class. Natural sands of grain size 0-05 and 0-2 mm suitably were used. The influence of fibre content was determined on short-term (28 day) physical and mechanical properties of composites and confirmed their improvement with the increased fibre content (greater for mixes of lower sand content). Resistance of investigated mixes to long-term action of pore solution on matrices with alkalies originating from the binding agent only and environment was labelled after subjecting the samples to the action of water solutions (NaOH) sodium hydroxide: 3% for 650 days, 4% for 150 days and 4% NaCl for 650 days. Control samples were left during that time in a chamber of 95% Fi wzg (relative humidity). Aging effects were determined on the basis of measurements of mechanical properties (including crack resistance). The state of fibre surface and contact matrix-fibre zone after the contact of samples with NaOH and NaCl solutions (outer agents) and control specimens (internal agents - influence of pore solution only) have been assessed on the basis of fracture observations of the results by scanning electron microscope. It was foud that composites of composition approximating the standard mortar (s/c = 3, w/c = 0.43, alkalies contained in pore solution - independent of sand graining - as well as those infiltrating from sodium containing solutions at temperature of about 20oC, do not impair the 28-day effects of strength growth by addition of glass fibre. Lowering of sand content to s/c = 1) with grains 0-0.5 mm and w/c ratio to 0.24 lowers the resistance of composites (both without and with glass fibres) with respect to the action of alkalia.

PL

Przedstawiono wyniki badań trwałości drobnoziarnistych kompozytów cementowych typu zapraw, modyfikowanych dodatkiem włókien szklanych ze szkła klasy hydrolitycznej C-3. Jako kruszywo użyto piaski naturalne o uziarnieniu odpowiednio 0-0,5 i 0-2 mm. Określono wpływ zawartości włókien na krótkoterminowe (28 d) właściwości fizyczne i mechaniczne kompozytów i potwierdzono ich wzrost ze zwiększeniem zawartości włókien, w tym większy dla składów o mniejszej zawartości piasku. Odporność badanych składów na długoterminowe działanie roztworu porowego matryc z alkaliami pochodzącymi tylko ze spoiwa, ze spoiwa i otoczenia, oznaczono po poddaniu próbek działaniu wodnych roztworów: wodorotlenku sodu (NaOH), 3% - 650 d, 4% - 150 d i 4% NaCl - 650 dni. Kontrolne przez ten sam okres czasu pozostawiono w komorze o Fi wzg > 95%. Efekty starzenia określono na podstawie pomiaru właściwości mechanicznych, w tym odporności na pękanie. Stan powierzchni włókien i strefy kontaktowej matryca-włókno (ITZ) po kontakcie próbek z roztworami NaOH i NaCl (czynniki zewnętrzne) oraz w kontrolnych (czynniki wewnętrzne - wpływ tylko roztworu porowego) oceniono na podstawie wyników obserwacji przełomów w mikroskopie skaningowym. Stwierdzono, że w kompozytach o składzie zbliżonym do zaprawy normowej (p/c = 3, w/c = 0,43) niezależnie od uziarnienia piasku alkalia zawarte w roztworze porowym jak i wnikające z roztworów zawierających sód w temperaturze ca 20oC nie pogarszają 28 dniowych efektów wzrostu wytrzymałości dodatkiem włókien szklanych. Zmniejszenie zawartości piasku z ziarnami 0-0,5 mm (p/c = 1) i stosunku w/c do 0,24 pogarsza odporność kompozytów bez i z włóknami na działanie alkaliów.

Słowa kluczowe

EN

durability; composite; glass fibre; corrosion; cracking energy

PL

kompozyt cementowy; włókno szklane; trwałość; środowisko korozyjne; korozja

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 51, nr 1
• Strony: 107--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il.

Twórcy

autor

Rudzińska Z.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Faculty of Technical Sciences, Olsztyn, Poland

Bibliografia

• 1. A. M. NEVILLE, Properties of concrete [in Polish], Polski Cement, Kraków 2000.
• 2. A. M. NEVILLE, Why we have concrete durability problems, ACI SP 100-3 Vol. I, 21-30, Atlanta 1987.
• 3. C. D. POMEROY, Concrete durability: from basic research to practical reality, ACI SP 100-9, Vol. 1,111-124, Atlanta 1987.
• 4. J. M. ARMAGHANI, D. BLOOMQUIST, Durability specification and rating for concrete, Proceedings, International Conference Concrete 2000, Vol. 1, 23-26, University of Dundee, Dundee 1993 .
• 5. P. K. MEHTA, Durability of concrete lifty years of progress, III CANMET/ACI. International Conference Durability of Concrete, ACI SP 126-1, Nice 1994.
• 6. L. CZARNECKI, Challenges in building materials engineering [in Polish], XLVII Conf. KILiW PAN & KN PZITB, 213-232, Krynica 2001.
• 7. Z. ŚCIŚLEWSKI, Materials and durability of buildings [in Polish], XL VII Conf. KILiW PAN & KN PZITB, 213-232, Krynica 2001.
• 8. A. M. BRANDT, Application of fibres as reinforcement in concrete elements [in Polish], Conf. "Concrete on the doorstep of new millennium", 433-444, Kraków 2000.
• 9. L. KUCHARSKA, Failures, break-downs and damages and development of concrete [in Polish], XX Sci-Tech Conf. "Building failures" Szczecin - Międzyzdroje 2001, 89-118,2001.
• 10. B. A. PROCTOR, Glass - current issues, Proc. NATO Advanced Study Institute, A. F. Wright and J. Dupuy [Eds.], 524-550, Martinus Nihof 1985.
• 11. M. A. GLINICKI, Brittleness mechanisms and durability of glass fibre reinforced cement composites [in Polish], IPPT PAN, 11, 1999.
• 12. RAPORT TU BERLIN, Strenght retention of Zongyan alkali resistant glass fibre by strond-in-cement test (SIC), 1996.
• 13. PCI, Manual for quality control for plants and production of glass-fiber-reinforced concrete products MNL-130-91, Prestressed/Precast Concrete Institute, Chicago 1991.
• 14. P. SORUSHIAN, A. TLILI, M. YOBENA, B. L. TILSEN, Durability characteristics of polymer-modified glass fiber-reinforced concrete, ACI Materials Journal, 90, 1, 40-49, 1993.
• 15. A. NONAT, V. MICHAUD, F. GABORIAUD, C. COMPARET, Theory and physicochemical mechanism of the silica-alkaline solution reaction in the absence of calcium ions [in Polish], Cement Wapno Beton, 3, 89-104, 2001.
• 16. M. KAWAMARA, K. TAKEMOTO, S. HASABA, Proc. 6th International Conference on "Alkalis in Concrete" Kopenhage 1983, 167-171, 1983.
• 17. W. KURDOWSKI, Chemistry of cement [in Polish], PWN, Warszawa 1991.
• 18. P. PURNELL, N. R. SHORT, C. L. PAGE, A. J. MAJUMDAR, Microstructural observations in new matrix glass fibre reinforced cement, Cement and Concrete Research, 30,1747-1753,2000.
• 19. J. MAŁOLEPSZY, Selected problems in concrete durability [in Polish], Conf. "Concrete on the doorstep of new millennium", 333-359, Kraków 2000.