Evaluating the effect of aggregate size, cement content and water-cement ratio on performance of pervious concrete

• Autorzy: Soltani Mehrtash , Moayedfar Reza , Yi Wen Polim Chan

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.022.004

Warianty tytułu

PL

Ocena wpływu wielkości ziaren kruszywa, zawartości cementu oraz współczynnika wodno-cementowego na właściwości betonu wodoprzepuszczalnego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Flash floods belong to the worst natural disasters and cause serious economic damage every year. Hence, use of pervious pavements in order to reduce surface runoff and allow the water to penetrate the soil is an important factor in flooding reduction. The main objective of the paper is to study the influence of various parameters, such as water-cement ratio (0.32, 0.35 and 0.38), cement content (350 kg/m3, 450 kg/m3 and 550 kg/m<3) and aggregate size (2.83 mm, 5.66 mm and 8.00 mm), on the properties of pervious concrete in terms of water permeability, porosity and compressive strength. The obtained results revealed that aggregate size had the most significant effect on water permeability of pervious concrete. When a fixed water-cement ratio was considered, lower cement content provided higher porosity. Both in water permeability and porosity tests the highest values were observed for aggregate size of 8.00 mm. However, the results of the compressive strength test reached the highest value for the mixture with aggregate size of 5.66 mm, water-cement ratio of 0.35 and cement content of 550 kg/m3.

PL

Powodzie należą do najpoważniejszych katastrof naturalnych i corocznie powodują znaczne straty. Zastosowanie nawierzchni drenażowych w celu umożliwienia wnikania wody w podłoże i zmniejszenia spływu wód z powierzchni utwardzonych stanowi ważny element zapobiegania powodziom. Głównym celem artykułu jest przedstawienie wpływu parametrów takich jak współczynnik wodno-cementowy (0,32, 0,35 i 0,38), zawartość cementu (350 kg/m3, 450 kg/m3 i 550 kg/m3) oraz rozmiar ziaren kruszywa (2,83 mm, 5,66 mm i 8,00 mm) na właściwości betonu jamistego: wodoprzepuszczalność, porowatość i wytrzymałość na ściskanie. Uzyskane wyniki wskazują, że największy wpływ na porowatość i wodoprzepuszczalność ma rozmiar ziaren kruszywa. Przy stałym współczynniku wodno-cementowym niższa zawartość cementu skutkowała wyższą porowatością betonu. W badaniach wodoprzepuszczalności i porowatości najwyższe wartości zaobser- wowano dla kruszywa o uziarnieniu do 8,00 mm. Najwyższą wytrzy- małość na ściskanie uzyskano w przypadku betonu z kruszywem do 5,66 mm, współczynnikiem wodno-cementowym 0,35 i zawartością cementu 550 kg/m3.

Słowa kluczowe

EN

compressive strength; concrete mix design; permeability; permeable concrete; porosity

PL

beton wodoprzepuszczalny; porowatość; projektowanie składu betonu; przepuszczalność; wytrzymałość na ściskanie

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 21, no. 1
• Strony: 63--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Soltani Mehrtash

• Arak Universum, Faculty of Engineering, Shahid Beheshti Street, 38156879 Arak, Iran

autor

Moayedfar Reza

• Arak Universum, Faculty of Engineering, Shahid Beheshti Street, 38156879 Arak, Iran

autor

Yi Wen Polim Chan

• University of Malaya, Department of Civil Engineering, Center for Transportation Research, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia

Bibliografia

• 1. Mackiewicz P., Szydło A., Krawczyk B.: Influence of the construction technology on the texture and roughness of concrete pavements. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 17, 2, 2018, 111-126, DOI: 10.7409/rabdim.018.007
• 2. Yang J., Jiang G.: Experimental study on properties of pervious concrete pavement materials. Cement and Concrete Research, 33, 3, 2003, 381-386, DOI: 10.1016/S0008-8846(02)00966-3
• 3. Scholz M., Grabowiecki P.: Review of permeable pavement systems. Building and Environment, 42, 11, 2007, 3830-3836, DOI: 10.1016/j.buildenv.2006.11.016
• 4. Tennis P.D., Leming M.L., Akers D.J.: Pervious concrete pavements. Portland Cement Association, Skokie, 2004
• 5. Shu X., Huang B., Wu H., Dong Q., Burdette E.G.: Performance comparison of laboratory and field produced pervious concrete mixtures. Construction and Building Materials, 25, 8, 2011, 3187-3192, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2011.03.002
• 6. Lian C., Zhuge Y.: Optimum mix design of enhanced permeable concrete – an experimental investigation. Construction and Building Materials, 24, 12, 2010, 2664-2671, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.04.057
• 7. Nguyen D.H., Sebaibi N., Boutouil M., Leleyter L., Baraud F.: A modified method for the design of pervious concrete mix. Construction and Building Materials, 73, 2014, 271-282. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.09.088
• 8. Schulze J.: Influence of water-cement ratio and cement content on the properties of polymer-modified mortars. Cement and Concrete Research, 29, 6, 1999, 909-915, DOI: 10.1016/S0008-8846(99)00060-5
• 9. Kanadasan J., Razak H.A.: Mix design for self-compacting palm oil clinker concrete based on particle packing. Materials & Design, 56, 2014, 9-19, DOI: 10.1016/j.matdes.2013.10.086
• 10. Zaetang Y., Wongsa A., Sata V., Chindaprasirt P.: Use of lightweight aggregates in pervious concrete. Construction and Building Materials, 48, 2013, 585-591, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2013.07.077
• 11. ASTM C192 / C192M-19. Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory, ASTM International, West Conshohocken, 2019
• 12. Nguyen D.H., Boutouil M., Sebaibi N., Leleyter L., Baraud F.: Valorization of seashell by-products in pervious concrete pavers. Construction and Building Materials, 49, 2013, 151-160, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2013.08.017
• 13. Kuo W.T., Liu C.C., Su D.S.: Use of washed municipal solid waste incinerator bottom ash in pervious concrete. Cement and Concrete Composites, 37, 2013, 328-335, DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2013.01.001
• 14. Sata V., Wongsa A., Chindaprasirt P.: Properties of pervious geopolymer concrete using recycled aggregates. Construction and Building Materials, 42, 2013, 33-39, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.12.046
• 15. Tho-in T., Sata V., Chindaprasirt P., Jaturapitakkul C.: Pervious high-calcium fly ash geopolymer concrete. Construction and Building Materials, 30, 2012, 366-371, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2011.12.028
• 16. Mishra K., Zhuge Y., Karunasena K.: Clogging mechanism of permeable concrete: A review. Concrete 2013: Understanding Concrete, Gold Coast, Australia, 2013, https://eprints.usq.edu.au/24554/ (25.03.2022)
• 17. Neithalath N., Sumanasooriya M. S., Deo O.: Characterizing pore volume, sizes, and connectivity in pervious concretes for permeability prediction. Materials Characterization, 61, 8, 2010, 802-813, DOI: 10.1016/j.matchar.2010.05.004
• 18. Sonebi M., Bassuoni M.: Investigating the effect of mixture design parameters on pervious concrete by statistical modelling. Construction and Building Materials, 38, 2013, 147-154, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.07.044
• 19. Yahia A., Kabagire K.D.: New approach to proportion pervious concrete. Construction and Building Materials, 62, 2014, 38-46, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.03.025
• 20. Haselbach L.M., Valavala S., Montes F.: Permeability predictions for sand-clogged Portland cement pervious concrete pavement systems. Journal of Environmental Management, 81, 1, 2006, 42-49, DOI: 10.1016/j.jenvman.2005.09.019
• 21. Rehder B., Banh K., Neithalath N.: Fracture behavior of pervious concretes: the effects of pore structure and fibers. Engineering Fracture Mechanics, 118, 2014, 1-16, DOI: 10.1016/j.engfracmech.2014.01.015

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).