The influence of grain size composition on the stiffness modulus of mineral-cement-emulsion mixtures (MCEM) with the rubber powder addition

• Autorzy: Kukiełka Jerzy , Gałan Konrad

Identyfikatory

DOI

10.7409/RABDIM.023.031

Warianty tytułu

PL

Wpływ składu uziarnienia na sztywność mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE) z dodatkiem miału gumowego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The aim of the work is to determine the influence of the grain composition of MCEM modified with rubber powder on their stiffness modulus with the same amount of binders added. The mixtures were made in accordance with the instruction [6] using various reclaimed asphalt materials containing 5.6% and 10% of asphalt in the amount of 45% and 51% (m/m), respectively, grading aggregate in the amount of 53% and 47%, rubber powder 0/1 mm in an amount of 2% (m/m), CEM I 42.5 cement in an amount of 4% (m/m) and asphalt emulsion in an amount of 2% (m/m). The optimal moisture of mixtures determined by the Proctor test was 6% and 7%. Laboratory tests of the stiffness modulus were performed using the 4-point bending beam method at temperatures of 0°C, 20°C and 40°C in the case of coarse-grained mixtures and 10°C, 20°C and 40°C in the case of medium-grained mixtures at a given constant strain of 50 µm/m.

PL

Celem pracy jest określenie wpływu składu uziarnienia MMCE modyfikowanych miałem gumowym na ich moduły sztywności przy takiej samej ilości dodatku środków wiążących. Mieszanki wykonano zgodnie z instrukcją z zastosowaniem różnych destruktów asfaltowych zawierających 5,6% i 10% asfaltu w ilości odpowiednio 45% i 51% (m/m), kruszywa doziarniającego w ilości 53% i 47%, miału gumowego 0/1 mm w ilości 2% (m/m), cementu CEM I 42,5 w ilości 4% (m/m) i emulsji asfaltowej w ilości 2% (m/m). Wilgotność optymalna mieszanek określona w badaniu Proctora wynosiła 6% i 7%. Wykonano badania laboratoryjne modułu sztywności metodą 4-punktowej zginanej belki w temperaturach 0ºC, 20°C i 40°C w przypadku mieszanek gruboziarnistych i 10°C, 20°C i 40°C w przypadku mieszanek średnioziarnistych przy zadanym stałym odkształceniu 50 µm/m.

Słowa kluczowe

EN

mineral-cement-emulsion mixture; rubber powder; stiffness; grain size curves

PL

mieszanka mineralno-cementowo-emulsyjna; miał gumowy; sztywność; krzywa uziarnienia

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 22, no. 4
• Strony: 503--514
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kukiełka Jerzy

• Lublin University of Technology, Faculty of Civil Engeering and Architecture, 40 Nadbystrzycka St., 20-618 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7050-697X

autor

Gałan Konrad

• Lublin University of Technology, Faculty of Civil Engeering and Architecture, 40 Nadbystrzycka St., 20-618 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0009-0004-7278-9968

Bibliografia

• 1. Zawadzki J., Matras J., Mechowski T., Sybilski D.: Warunki techniczne wykonania warstw podbudo-wy z mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej (MCEM). IBDiM, Warszawa, 1999, Ser. Studia i Materiały, z. 61
• 2. D-04.10.01. Podbudowa z mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej MMCE. GDDP, Warszawa, 1999
• 3. Judycki J., Dołżycki B., Hutnik K., Stienss M.: Weryfikacja zasad projektowania mieszanek mineral-no-cementowo-emulsyjnych. Praca naukowo-badawcza Politechniki Gdańskiej, 2006
• 4. Judycki J., Dołżycki B., Wiśniewska Z.: Opracowanie procedury doprojektowania mieszanek mine-ralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Raport I. Praca naukowo-badawcza Politechniki Gdań-skiej, 2011
• 5. Judycki J., Dołżycki B., Szydłowski C., Ossowski B.: Opracowanie procedury doprojektowania mie-szanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Raport II. Praca naukowo-badawcza Poli-techniki Gdańskiej, 2012
• 6. Instrukcja projektowania i wbudowywania mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE). Politechnika Gdańska, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 2014
• 7. Kukiełka J.: Trwałość podbudów z mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Bu-downictwo i Architektura, 1, 1, 2007, s. 45-56
• 8. Kukiełka J.: Wpływ uziarnienia na wybrane cechy mechaniczne próbek z mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCEM). III Krajowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Estetyka i ochrona środowiska w drogownictwie” Nałęczów, 13-14 września 2007 r., s.104-112
• 9. Weinert F.: Merkblatt Kaltrecycling in situ - Betonstrassentagung 2001. Heft 25 (FGSV: Merkblatt für Kaltrecycling in situ im Straßenoberbau), Entwurf, Köln, 2002
• 10. Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C.: 12th International Conference Modern Building Materials, Structures and Techniques (MBMST 2016), Vilnius, Lithuania, 26-27.05.2016
• 11. Bocci M., Grilli A., Cardone F., Graziani A.: A study on the mechanical behaviour of cement-bitumen treated materials. Construction and Building Materials, 25, 2, 2011, 773-778, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.07.007
• 12. Kuźniewski J.: Wpływ wybranych parametrów na moduły sztywności mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych. Drogownictwo, 11, 2010, 369-373
• 13. Kuźniewski J., Skotnicki Ł., Szydło A.: Fatigue durability of asphalt-cement mixtures. Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences, 63, 1, 2015, 107-111, DOI: 10.1515/bpasts-2015-0012
• 14. Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C.: The Influence of Binding Agents on Stiffness of Mineral-cement-emulsion Mixtures. Procedia Engineering, 172, 2017, 239-246, DOI: 10.1016/j.proeng.2017.02.103
• 15. Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C.: Evaluation of the Stiffness Modulus and Phase Angle of Cold in-place Recycled Mixtures for Long Curing Periods. International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) New Generation of Construction Materials, Rovinj, Croatia, 18-22 March 2019, s. 84-91
• 16. Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C., Bańkowski W., Gajewski M.: Analysis of selected mechani-cal properties of mineral-cement-emulsion mixtures (MCE). Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 22, 1, 2023, 41-61, DOI: 10.7409/rabdim.023.003
• 17. Dołżycki B., Bańkowski W., Horodecka B., Mirski K.: Instrukcja projektowania i wbudowania miesza-nek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Projekt realizowany w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia RID, finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Gene-ralnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad. Politechnika Gdańska, 2019
• 18. Dębiński M., Kukiełka J.: Mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjne (MCEM) modyfikowane mia-łem gumowym. VII Międzynarodowa Konferencja „Ochrona środowiska i estetyka w budownictwie komunikacyjnym” Lublin, 27-29 kwietnia 2016 r. Budownictwo i Architektura, 15, 1, 2016, 115-121
• 19. Kukiełka J., Bańkowski W.: The experimental study of mineral-cement-emulsion mixtures with rub-ber powder addition. Construction and Building Materials, 226, 2019, 759-766, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.276
• 20. Brandt A.M. i in.: Kompozyty betonowe - ich struktura i właściwości mechaniczne. W:Własności mechaniczne i struktura kompozytów betonowych. PAN, Ossolineum, Wrocław, 1974, 9-273
• 21. Brandt A.M., Kasperkiewicz J.: Metody diagnozowania betonów i betonów wysokowartościowych na podstawie badań strukturalnych. IPPT PAN, Warszawa, 2003
• 22. Kukiełka J.: Trwałość podbudów z mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCEM). Mono-grafia doktorska. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin, 2006
• 23. Kukiełka J., Kukiełka J.: Podbudowy z betonów asfaltowo - cementowych jako alternatywa dla MCEM w Polsce. II Międzynarodowa Konferencja Naukowo - Techniczna „Nowoczesne technologie w budownictwie drogowym” Poznań, 6-7 września 2001, 148-156
• 24. Ouyang J., Li H., Han B.: The rheological properties and mechanisms of cement asphalt emulsion paste with different charge types of emulsion. Construction and Building Materials, 147, 2017, 566-575, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.04.201
• 25. Kukiełka J.: Cechy mechaniczne matryc cementowych i cementowo-asfaltowych z dodatkiem miału gumowego. Budownictwo i Architektura, 16, 3, 2017, 53-63, DOI: 10.24358/Bud-Arch_17_163_06
• 26. Kukiełka J., Sadowski T.: Experimental evaluation of deformability of cement and cement-asphalt matrices with added rubber powder using DIC system. 7th International Conference on Advanced Materials and Structures, 28-31 March 2018, Timisoara, Romania

Uwagi

An extended version of the article from the Conference ‟Modern Road Pavements – MRP’2023” – Recycling in road pavement structures co-edited by Martins Zaumanis and Marcin Gajewski, published in frame of the Ministry of Education and Science project No. RCN/SP/0569/2021/1.