Studies on the microstructure of epoxy-cement composites

• Autorzy: Łukowski P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2015-0068

Warianty tytułu

PL

Badania nad mikrostrukturą kompozytów epoksydowo-cementowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Introduction of polymers into the cement composites improves same of the properties of concretes and mortars. Therefore, the polymer-cement composites are successfully used in construction. The model of microstructure formation in cement composites modified with thermoplastic polymer (pre-mix modifiers) has already been developed and successfully implemented. However, the formation of microstructure in the case of epoxy-cement composites (containing post-mix modifier) demonstrates same peculiarities which should be taken into account when modelling the process. The microstructure of epoxy-cement composites and its formation is discussed in the paper. The model is offered, formulated on the basis of the microscopic observations and results of testing.

PL

Betony i zaprawy polimerowo-cementowe (Polymer-Cement Composites, PCC), otrzymywane przez dodanie polimeru do mieszanki betonowej lub mieszanki zaprawy, przewyższają zwykły beton wytrzymałością na zginanie i rozciąganie, przyczepnością do różnych podłoży, w tym betonu, oraz szczelnością względem cieczy i gazów. PCC są szeroko stosowane w budownictwie; szczególny obszar ich użytkowania stanowią naprawy i ochrona konstrukcji betonowych, wykonywanie nawierzchni oraz wytwarzanie elementów prefabrykowanych. Wiązanie i twardnienie kompozytów polimerowo-cementowych obejmuje hydratację cementu i powstawanie ciągłej błony polimerowej. Model tworzenia się mikrostruktury kompozytu polimerowo-cementowego został opracowany i powszechne zaakceptowany w odniesieniu do betonów zawierających polimery termoplastyczne, chemicznie nieaktywne w mieszance betonowej (modyfikator typu pre-mix), takie jak poliestry akrylowe (PAE) itp. W tym przypadku błona polimerowa powstaje przez koalescencję cząstek polimeru. Jeśli natomiast stosuje się modyfikator typu post-mix (z reguły żywica epoksydowa), to dodatkowo zachodzi reakcja chemiczna między żywicą a utwardzaczem, prowadząca do przestrzennego usieciowania polimeru. W niniejszym artykule zaproponowano model tworzenia się mikrostruktury kompozytu epoksydowo-cementowego.

Słowa kluczowe

EN

cement; epoxy resin; epoxy-cement composite; microstructure; modification; polymer

PL

cement; żywica epoksydowa; kompozyt epoksydowo-cementowy; mikrostruktura; modyfikacja; polimer

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 62, nr 2
• Strony: 101--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Łukowski P.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw

Bibliografia

• 1. P. Łukowski, “Material modification of concrete” (in Polish), SPC – Polski Cement, Cracow, 2016.
• 2. E. Horszczaruk, P. Brzozowski, “Bond strength of underwater repair concretes under hydrostatic pressure”, Construction and Building Materials, 72: 167-173, 2014.
• 3. T. Zdeb, J. Śliwiński, „The influence of selected material and technological factors on mechanical properties and microstructure of reactive powder concrete (RPC)”, Archives of Civil Engineering, LVII, 2: 227-246, 2011.
• 4. P. Narloch, P. Woyciechowski, P. Jęda, “The influence of loam type and cement content on the compressive strength of rammed earth”, Archives of Civil Engineering, LXI, 1: 73-88, 2015.
• 5. P. Narloch, P. Woyciechowski, E. Dmowska, K. Halemba, „Durability assessment of monolithic rammed earth walls”, Archives of Civil Engineering, LXI, 2: 73-88, 2015.
• 6. T. Stryszewska, “The change in selected properties of ceramic materials obtained from ceramic brick treated by the sulphate and chloride ions”, Construction and Building Materials, 66: 268-274, 2014.
• 7. K. Malhotra, “High-performance, high-volume fly ash concrete”, Concrete International, 24: 30-34, 2002.
• 8. P. Łukowski, A. Salih, “Durability of mortars containing ground granulated blast-furnace slag in acid and sulphate environment”, 7th Scientific-Technical Conference “Material Problems in Civil Engineering (MATBUD’2015)”, Cracow, Poland, 2015, Procedia Engineering, 108: 47-54, 2015.
• 9. D. Van Gemert, L. Czarnecki, M. Maultzsch, H. Schorn, A. Beeldens, P. Łukowski, E. Knapen, “Cement concrete and concrete–polymer composites: Two merging worlds”, Cement and Concrete Composites 27: 926-933, 2005.
• 10. P. Sikora, P. Łukowski, K. Cendrowski, E. Horszczaruk, E. Mijowska, „The effect of nanosilica on the mechanical properties of polymer-cement composites (PCC)”, 7th Scientific-Technical Conference “Material Problems in Civil Engineering (MATBUD’2015)”, Cracow, Poland, 2015, Procedia Engineering, 108: 139-145, 2015.
• 11. L. Czarnecki, P. Łukowski, R. Nejman, “The statistical evaluation of epoxy concrete heterogeneity”, Cement and Concrete Composites, 18: 417-428, 1996.
• 12. L. Czarnecki, P. Łukowski, “Polymer-cement concretes”, Cement Wapno Beton 5: 243-258, 2010.
• 13. L. Czarnecki, P. Łukowski, „An usability approach to technical evaluation of the polymer coatings for concrete substrate: 2nd International RILEM Symposium on Adhesion between Polymers and Concrete, Dresden, Germany, 1999, RILEM Proceedings, 9: 173-180, 1999.
• 14. B. Chmielewska, “Adhesion strength and other mechanical properties of SBR modified concrete”, International Journal of Concrete Structures and Materials, 2: 3-8, 2008.
• 15. B. Jaworska, J. Sokołowska, P. Łukowski, J. Jaworski, „Waste mineral powders as a components of polymer-cement composites”, Archives of Civil Engineering, LXI, 4: 199-210, 2015.
• 16. M. Książek, P. Nowak, S. Kivrak, J. Rosłon, L. Ustinovichius, “Computer-aided decision-making in construction project development”, Journal of Civil Engineering and Management, 21: 248-259, 2015.
• 17. M. Książek, P. Nowak, J. Rosłon, T. Wieczorek, “Multicriteria assessment of selected solutions for the building structural walls”, 23rd Russian-Polish-Slovak Seminar on Theoretical Foundation of Civil Engineering TFoCE’2014, Wrocław-Szklarska Poręba; Poland; Procedia Engineering, 91: 406-411, 2014.
• 18. N. Ibadov, “Fuzzy estimation of activities duration in construction projects”, Archives of Civil Engineering, LXI, 2: 23-34, 2015.
• 19. P. Łukowski, “Continuity threshold of the polymer phase in polymer-cement composites”, Archives of Civil Engineering, 3: 559-571, 2008.
• 20. Y. Ohama, “Handbook of polymer-modified concrete and mortars, properties and process technology”, Park Ridge, New Jersey, Noyes Publications, 1995.
• 21. A. Beeldens, D. Van Gemert, H. Schorn, Y. Ohama, L. Czarnecki, “From microstructure to macrostructure: an integrated model of structure formation in polymer modified concrete”, RILEM International Journal Materials and Structures 280: 601-607, 2005.
• 22. Y. Ohama, K. Demura, T. Endo, “Properties of polymer-modified mortars using epoxy resin without hardener”, Polymer-Modified Hydraulic-Cement Mixtures. Special Technical Publication ASTM-STP 1176, Philadelphia, USA, 90-103, 1993.
• 23. P. Łukowski, G. Adamczewski, “Self-repairing of polymer-cement concrete”, Bulletin of the Polish Academy of Sciences – Technical Sciences, 61: 195-200, 2013.
• 24. Y. Jo, “Basic properties of epoxy cement mortars without hardener after outdoor exposure”, Construction and Building Materials 22: 911-920, 2008.
• 25. Y. Ohama, “Polymer-based admixtures”, Cement and Concrete Composites 20: 189-212, 1998.
• 26. M. Afridi, Y. Ohama, K. Demura, M. Iqbal, “Development of polymer films by the coalescence of polymer particles in powdered and aqueous polymer-modified mortars”, Cement and Concrete Research 33: 1715-1721, 2003.
• 27. N. Pramojaney, G. Poehlein, J. Vanderhoff, „A mathematical model for the drying of latex films”, Drying 2: 93-100, 1980.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.