Susceptibility of selected aggregates from sedimentary rocks to alkali-aggregate reaction

• Autorzy: Glinicki Michał A. , Jóźwiak-Niedźwiedzka Daria , Antolik Aneta , Dziedzic Kinga , Gibas Karolina

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.019.001

Warianty tytułu

PL

Podatność wybranych kruszyw ze skał osadowych na reakcję alkalia-kruszywo

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań reaktywności krajowych kruszyw z wybranych, litych skał osadowych przy wykorzystaniu nowych metod badawczych wdrożonych w dokumentach technicznych Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad (GDDKiA), zgodnych z metodami RILEM i ASTM. Zakres badań obejmował kruszywa grube łamane o potencjalnej przydatności do wykonania wytrzymałego i trwałego betonu, wyprodukowane ze skał wapienia, dolomitu, piaskowca i szarogłazu. W składzie mineralnym kruszyw z wapieni i dolomitu nie stwierdzono obecności reaktywnych form kwarcu; w ziarnach kruszywa z szarogłazów i piaskowca występował kwarc mikro- i kryptokrystaliczny. Na podstawie wydłużenia próbek określono następujące kategorie reaktywności wybranych krajowych kruszyw ze skał osadowych: R0, R1 i R2. Zaobserwowano występowanie żelu krzemianu sodowo-potasowo-wapniowego o składzie charakterystycznym dla produktów reakcji alkalia-kruszywo, zgodnym z danymi literaturowymi. Uzyskano spójną ocenę reaktywności kruszyw.

EN

The paper presents the results of investigations into the reactivity of domestic aggregates produced from selected sedimentary rocks, carried out using the new testing methods, consistent with the RILEM and ASTM methods, implemented by GDDKiA (Polish General Directorate for National Roads and Motorways) documents. The range of the investigations covered coarse crushed aggregates produced from limestone, dolomite, sandstone and greywacke rocks, potentially suitable for making strong and durable concrete. No reactive forms of quartz were found in the mineralogical composition of the limestone aggregates and the dolomite aggregates. Micro- and cryptocrystalline quartz occurred in the particles of the greywacke aggregates and the sandstone aggregates. On the basis of the expansion of mortar and concrete specimens the aggregates produced from the sedimentary rocks were classified into the reactivity categories: R0, R1 and R2. A sodium-potassium-calcium silicate gel, whose composition (consistent with that reported in the literature) was characteristic of the alkali-silica reaction products, was found. The investigations resulted in a consistent assessment of the reactivity of the aggregates.

Słowa kluczowe

PL

beton; cement; kruszywo dolomitowe; kruszywo wapienne; kwarc; minerały reaktywne; piaskowiec; reakcja alkalia-kruszywo; szarogłaz; wydłużenie

EN

alkali-aggregate reaction; cement; concrete; dolomite aggregate; expansion; greywacke; limestone; quartz; reactive minerals; sandstone

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 18, no. 1
• Strony: 5--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Glinicki Michał A.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

autor

Jóźwiak-Niedźwiedzka Daria

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

autor

Antolik Aneta

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

autor

Dziedzic Kinga

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

autor

Gibas Karolina

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

Bibliografia

• 1. West G.: Alkali-aggregate Reaction in Concrete Roads and Bridges. Thomas Telford, London, 1996
• 2. Kurdowski W.: Chemia cementu i betonu. Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków, 2010
• 3. Owsiak Z.: The course of alkali-aggregate reactions in concrete. Archives of Civil Engineering, 54, 3, 2008, 593-608
• 4. Góralczyk S., Filipczyk M.: Aktualne badania reaktywności alkalicznej polskich kruszyw. Kruszywa Mineralne t.1., Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2017, 31-41
• 5. Jarmontowicz A., Krzywobłocka-Laurów R.: Ocena potencjalnej reaktywności kruszywa żwirowego w stosunku do alkalii na podstawie badań instrumentalnych. Instrukcja 317, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa, 1993
• 6. Glinicki M.A., Litorowicz A.: Crack system evaluation in concrete elements at mesoscale. Bulletin of the Polish Academy of Sciences -Technical Sciences, 54, 4, 2006, 371-379
• 7. Sanchez L., Fournier B., Jolin M., Duchesne J.: Use of damage rating index to quantify alkali-silica reaction damage in concrete: fine versus coarse aggregate. ACI Materials Journal, 113, 4, 2016, 395-407
• 8. PN-B-06714-46:1992 Kruszywa mineralne – Badania – Oznaczanie potencjalnej reaktywności alkalicznej metodą szybką
• 9. PN-B-06714-47:1988 Kruszywa mineralne – Badania – Oznaczanie potencjalnej reaktywności alkalicznej – Oznaczanie zawartości krzemionki rozpuszczalnej w wodorotlenku sodowym (NaOH)
• 10. PN PN-B-06714-34:1991 Kruszywa mineralne – Badania – Oznaczanie reaktywności alkalicznej
• 11. ASTM C227-10 Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Cement-Aggregate Combinations (Mortar-Bar Method) (Withdrawn 2018)
• 12. ASTM C 289-07 Standard Test Method for Potential Alkali-Silica Reactivity of Aggregates (Chemical Method) (Withdrawn 2016)
• 13. Naziemiec Z., Garbacik A., Adamski G.: Reaktywność alkaliczna krajowych kruszyw. Kruszywa Mineralne t.1, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2017, 123-132
• 14. RILEM Recommendations for the Prevention of Damage by Alkali-Aggregate Reactions in New Concrete Structures. State-of-the-Art Report of the RILEM Technical Committee 219-ACS, Eds. Philip J. Nixon and Ian Sims, Springer, Vol. 17, 2016
• 15. ASTM C1778 Standard Guide for Reducing the Risk of Deleterious Alkali-Aggregate Reaction in Concrete, 2016
• 16. Instrukcja badania reaktywności kruszyw metodą przyśpieszoną w 1 N roztworze NaOH w temperaturze 80°C, Załącznik nr 1. Ogólna Specyfikacja Techniczna, D-05.03.04, Nawierzchnia z betonu cementowego, GDDKiA, Warszawa, 2018
• 17. Instrukcja badania reaktywności kruszyw w temperaturze 38°C według ASTM C1293/RILEM AAR-3, Załącznik nr 2. Ogólna Specyfikacja Techniczna, D-05.03.04, Nawierzchnia z betonu cementowego, GDDKiA, Warszawa 2018
• 18. Adamski G., Garbacik A., Glinicki M.A.: Reaktywność alkaliczna krajowych kruszyw - założenia i cele projektu ASR-RID. Przegląd Budowlany, 87, 5, 2016, 19-21
• 19. PN-EN 12620 +A1:2010 Kruszywa do betonu
• 20. Gawenda T.: Zasady doboru kruszarek oraz układów technologicznych w produkcji kruszyw łamanych. Rozprawy Monografie, Wydawnictwa AGH, Kraków 2015
• 21. ASTM C295 -18 Standard Guide for Petrographic Examination of Aggregates for Concrete
• 22. Naziemiec Z., Pabiś-Mazgaj E.: Preliminary evaluation of the alkali reactivity of crushed aggregates from glacial deposits in Northern Poland. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 16, 3, 2017, 203-222, DOI: 10.7409/rabdim.017.014
• 23. Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Glinicki M.A.: Petrographic identification of reactive minerals in domestic aggregates and their classification according to RILEM and ASTM recommendations. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 16, 3, 2017, 223-239; DOI: 10.7409/rabdim.017.015
• 24. Jacobsen U.H., Johansen V., Thaulow N.: Optical microscopy - a primary tool in concrete examination. Proceedings of the 19ICMA Conference on Cement Microscopy, Cincinnati, Ohio, USA, 1997, 275-294
• 25. Grattan-Bellew P.E.: Microcrystalline quartz, undulatory extinction and the alkali-silica reaction. In: Poole AB (ed). Proc. 9International Conference on Alkali- Aggregate Reaction in Concrete, London, 1992, 383-394
• 26. Alaejos P.; Lanza V.: Influence of equivalent reactive quartz content on expansion due to alkali silica reaction. Cement and Concrete Research, 42, 2012, 99-104
• 27. Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Jaskulski R., Glinicki M.A.: Application of image analysis to identify quartz grains in heavy aggregates susceptible to ASR in radiation shielding concrete. Materials, 9, 4, 2016, 224-1-14, DOI: 10.3390/ma9040224
• 28. Fernandes I., Broekmans M., dos Anjos Ribeiro M., Sims I.: Assessment of the alkali-reactivity potential of sedimentary rocks. 15International Conference on Alkali-Aggregates Reaction, Sao-Paulo, Brazil, 2016
• 29. Fernandes I., dos Anjos Ribeiro M.: Broekmans M.A.T.M., Sims I. (eds.): Petrographic Atlas: Characterisation of Aggregates Regarding Potential Reactivity to Alkalis, RILEM, Springer, Dordrecht, 2016
• 30. Góralczyk S., Filipczyk M.: Aktualne badania reaktywności alkalicznej polskich kruszyw - część II. Kruszywa Mineralne t.2., Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2018, 37-48
• 31. Hou X., Struble L.J., Kirkpatrick R.J.: Formation of ASR gel and the roles of C-S-H and portlandite. Cement and Concrete Research, 34, 2004, 1683-1696
• 32. Vayghan A.G., Rajabipour F.: Quantifying the swelling properties of alkali-silica reaction (ASR) gels as a function of their composition. Journal of the American Ceramic Society, 100, 2017, 3801-3818, DOI: 10.1111/jace.14893
• 33. Thomas M.D.A., Fournier B., Folliard K.J.: Alkali-Aggregate Reactivity (AAR) Facts Book. Report FHWA-HIF-13-019, Federal Highway Administration, Washington, 2013
• 34. https://www.rilem.net/groupe/258-aaa-avoiding-alkali-aggregate-reactions-in-concrete-performance-based-concept-321 (10.12.2018)
• 35. Gibas K., Glinicki M.A., Dąbrowski M., Jóźwiak- -Niedźwiedzka D., Antolik A., Dziedzic K.: ASR performance testing of air entrained concrete exposed to external alkalis. International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS2019) - Novel Methods for Characterization of Materials and Structures, Edited by I. Gabrijel, C. Grosse, M. Skazlić, Proceedings PRO 128, RILEM Publications, 2019, 59-66
• 36. Glinicki M.A., Zieliński M.: Air void system in concrete containing circulating fluidized bed combustion fly ash. Materials and Structures, 41, 4, 2008, 681-687