Granite dust as a mineral component of a dry cement mortar mixtures

• Autorzy: Prokopski G. , Marchuk V. , Huts A.

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.134385

Warianty tytułu

PL

Pył granitowy jako komponent mineralny suchych mieszanek zapraw cementowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study, the results of experiment research on building mortars based on dry mixtures with the use of granite dust are given. It also shows the possibilities of their industrial release. In the conditions of energy resources shortage, gradual exhaustion of natural raw materials, aggravation of environmental problems, an important direction in the production of building mixtures is the development of mixes with waste materials from various industries. In particular, granite dust, which simultaneously allows to rationally use natural mineral material and solve environmental problems. Based on the obtained data, experimental and statistical models of physical and mechanical properties of fresh and hardened mortar are constructed and ways of optimizing their compositions and improving the properties of mortars are analyzed. It is established that the use of granite dust and some additives provides high standardized parameters for mortar mixture and bricklaying process, including plasticity, compressive strength and others at the low level of cement consumption. Fresh mortar mixtures have a prolonged slump retention.

PL

Obecnie coraz bardziej powszechne staje się stosowanie suchych mieszanek zapraw cementowych. Ich użycie prowadzi do wzrostu wydajności i jakości pracy, obniżenia kosztów transportu i magazynowania oraz przyspieszenia procesów technologicznych. Jednym ze składników suchych mieszanek jest rozdrobiony wypełniacz, który bierze czynny udział w procesach twardnienia mieszanek. W warunkach niedoboru zasobów energetycznych, stopniowego wyczerpywania naturalnych surowców oraz zaostrzania problemów środowiskowych, ważnym kierunkiem w produkcji mieszanek jest rozwój zapraw wykorzystujących odpady z różnych działalności gospodarki. Badania wykazały, że jako wypełniacz można z powodzeniem stosować materiały o pochodzeniu antropogenicznym, takie jak pył granitowy, co jednocześnie pozwala na racjonalne rozwiązywanie problemów środowiskowych. Na właściwości reologiczne zapraw cementowych i mieszanek betonowych pozytywnie wpływa dodatek pyłu bazaltowego czy marmurowego, a nawet mączki wapiennej. Wytrzymałość zapraw cementowych na ściskanie zwiększa dodatek mączki granitowej i bazaltowej. Częściowa zamiana cementu pyłem marmurowym zwiększa wytrzymałość początkową zaprawy. Drobne kruszywo wypełnia przestrzeń między ziarnami piasku i tworzy sztywną strukturę, poprawiając szczelność oraz właściwości reologiczne zaprawy cementowej.

Słowa kluczowe

EN

granite dust; cement mortar; compressive strength; flexural strength; adhesion; superplasticizer

PL

pył granitowy; zaprawa cementowa; wytrzymałość na ściskanie; wytrzymałość na zginanie; przyczepność; superplastyfikator

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 3
• Strony: 81--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Prokopski G.

• Rzeszow University of Technology, The Faculty of Civil and Environmental Engineering and Architecture, Rzeszow, Poland

autor

Marchuk V.

• National University of Water and Environmental Engineering, Institute of Building and Architecture, Rivne, Ukraine

autor

Huts A.

• Rzeszow University of Technology, The Faculty of Civil and Environmental Engineering and Architecture, Rzeszow, Poland

Bibliografia

• 1. K.Srinivasan, J.Premalatha, S.Srigeethaa, “A performance study on partial replacement of polymer industries waste (PIW) as fine aggregate in concrete”, Archives of Civil Engineering, Vol. LXIV, Issue 3, pp. 45-56, 2018.
• 2. X.H.Deng, Z.L.Lu, P.Li, T.Xu, “An investigation of mechanical properties of recycled coarse aggregate concrete”, Archives of Civil Engineering, Vol. LXII, Issue 4, Part 2, pp. 19-34, 2016.
• 3. B.Jaworska, J.J.Sokołowska, W.Łukowski, J.Jaworski, “Waste mineral powders as a components of polymer-cement composites”, Archives of Civil Engineering, Vol. LXI, Issue 4, pp. 199-210, 2015.
• 4. M.Dobiszewska, “Use of basalt powder in a cementitious mortar and concrete as a substitute of sand”, Budownictwo i Architektura, 15 (4), pp. 75-85, 2016.
• 5. M.Dobiszewska, W.Franus, S.Turbiak, “Analisys of the possibility of using powder basalt in cement mortar”, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture JCEEA, t. XXXIII, z. 63 (1/I/16), pp. 107-114, 2016.
• 6. M.Dobiszewska, J.Kuziak, P.Woyciechowski, M.Kępniak, “Major aspects of concrete durability modified by basalt waste powder from aggregate dedusting in asphalt batch mix plant”, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture JCEEA, t. XXXIII, z. 63 (1/I/16), pp. 115-122, 2016.
• 7. C.Dhanalaxmi, D.C.Nirmalkumar, “Study on the properties of concrete incorporated with various mineral admixtures - limestone powder and marble powder” (Review Paper), International Journal of Innovative Research in Science. Engeneering and Technology, 4(1), pp. 18511-18515, 2015.
• 8. I.Messaoudene, R.Jauberthie, A.Rechache, A.Bounechada, “ Strength development of ternary blended cement with marble powder and natural pozzolana”, Cement Wapno Beton, nr 1, pp. 32-37, 2015.
• 9. B.Rai, S.Kumar, K.Satish, “Effect of fly ash on mortar mixes with quarry dust as fine aggregate”, Advances in Materials Science and Engineering, Vol. 2014, 2014.
• 10. T.Celik, K.Marar, “Effects of crushed stone dust on some properties on concrete”, Cement and Concrete Research, 26, n.7, pp. 1121-1130, 1996.
• 11. N.Almeida, F.Branco, J.de Brito, J.R.Santos, “Hight-perfomance concrete with recycled stone slurry”, Cement and Concrete Research, 37, pp. 210-220, 2007.
• 12. V.L.Bonavetti, E.F.Irassar, “The effect of stone dust content in sand”, Cement and Concrete Research, 24(3), pp. 580-590, 1994.
• 13. M.Hekal, H.El-Didamony, M.S.Morsy, “Limestone-filled pozzolanic cement”, Cement and Concrete Research, 30, pp. 1827-1834, 2000.
• 14. E.Gerasimova, F.Kapustin, M.Rogante, D.Kochnev, “Granite dust as a possible component of the dry construction mixtures”, Technogen Conference Proceedings, International Conference with Elements of School for Young Scientists on Recycling and Utilization of Technogenic Formations, 2017.
• 15. T.Ramos, A.M.Matos, B.Schmidt, J.Rio, J.Sousa-Coutinho, “Granitic quarry sludge waste in mortar: Effect on strength and durability”, Construction and Building Materials, 47, pp. 1001-1009, 2013.
• 16. J.J.Chen, B.H.Li, P.L.Ng, A.K.H.Kwan, “Adding granite polishing waste as sand replacement to improve packing density, rheology, strength and impermeability of mortar”, Powder Technology, 364, pp. 404-415, 2020.
• 17. M.N.Amin, K.Khan, M.U.Saleem, N.Khurram, M.U.K.Niazi, “Aging and curing temperature effects on compressive strength of mortar containing lime stone quarry dust and industrial granite sludge”, Materials, 10, 642, 2017.
• 18. G.Prokopski, V.Marchuk, A.Huts, “The effect of using granite dust as a component of concrete mixture”, Case Studies in Construction Materials, e00349, 2020.
• 19. L.G.Li, Y.M.Wang, Y.P.Tan, A.K.H.Kwan, “Filler technology of adding granite dust to reduce cement content and increase strength of mortar”, Powder Technology, 342, pp.388-396, 2019.
• 20. E.A.Shamsabadi, M. Ghalehnovi, J.de Brito, A. Khodabakhshian, “Performance of concrete with waste granite powder: The effect of superplasticizers”, Applied Science, 8, 1808, 2018
• 21. L.Dvorkin, O.Dvorkin, Y.Ribakov, “Mathematical experiments planning in concrete technology”, Nova Science Publishers, New York, 2011.
• 22. PN-EN 196-1: Methods of testing cement. Part 1: Determination of strength, 2016.
• 23. PN-85/B-04500: Mortars. Physical and mechanical tests.
• 24. PN-EN 1015-11: Methods of test for mortar for masonry. Part 11: Determination of flexural and compressive strength of hardened mortar, 2001.
• 25. PN-EN 1015-12: Methods of test for mortar for masonry. Part 12: Determination of adhesive strength of hardened rendering and plastering mortars on substrates, 2016.
• 26. EN 197-1: Cement – Part 1: Composition, specifications and conformity criteria for common cements, 2011.
• 27. A.Zotkin, “Microfilling effect of mineral additives in concrete”, Concrete and reinforced concrete, 3, pp. 7-9, 1994.
• 28. M.Sychev, “Bonding agent hardening”, Stroizdat, 1974.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).