Durability of paving concrete produced in a laboratory setting and obtained in field at expressway construction site

• Autorzy: Kubissa Wojciech , Dąbrowski Mariusz , Chojnacki Bartłomiej , Glinicki Michał A.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.021.023

Warianty tytułu

PL

Trwałość betonu nawierzchniowego wykonanego w warunkach laboratoryjnych i w skali budowy drogi ekspresowej

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article describes an experimental study of the properties of concrete designed for the construction of the bottom layer of two-layered road pavement with the exposed aggregate surface. Two types of materials were studied: industrially-produced concrete placed on a highway trial section using slip form technology and concrete produced in a laboratory setting, containing CEM II/A-V and CEM II/A-S Portland cement. The tested mixes contained granite or limestone coarse aggregate. The following basic performance properties were studied: compressive strength and split tensile strength, air void characteristics, freeze-thaw resistance, water absorption rate and chloride penetration. The mechanical properties and freeze-thaw resistance results obtained on the laboratory specimens were similar to those obtained on the cores drilled from the pavement. Despite the observed changes in the air void system parameters, mineral admixtures to Portland cements did not reduce the freeze-thaw resistance of concrete. The compressive strength was higher by up to 19% and sorptivity decreased by up to 22% in concrete containing cement with mineral admixtures.

PL

W pracy przedstawiono badania doświadczalne właściwości betonu projektowanego na dolną warstwę nawierzchni drogowej. Porównano właściwości betonu dolnej warstwy w nawierzchni dwuwarstwowej z eksponowanym kruszywem, wbudowanego na odcinku próbnym drogi ekspresowej, z właściwościami betonu wykonanego w laboratorium z użyciem cementów typu CEM II/A-V i CEM II/A-S. Zakres badań objął mieszanki betonowe zawierające kruszywo granitowe i wapienne. Przeanalizowano podstawowe właściwości techniczne betonu: wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie przy rozłupywaniu, charakterystykę porów powietrznych, mrozoodporność, szybkość absorpcji wody i głębokość penetracji jonów chlorkowych. Próbki laboratoryjne i próbki-odwierty z nawierzchni wykazały zbliżone właściwości mechaniczne i odporność na działanie cyklicznego zamrażania i rozmrażania. Stosowanie cementów portlandzkich z dodatkami mineralnymi nie pogorszyło mrozoodporności betonu pomimo zaobserwowanych zmian w charakterystyce porów. Stwierdzono zwiększenie do 19% wytrzymałości na ściskanie oraz zmniejszenie do 22% sorpcyjności betonu.

Słowa kluczowe

EN

air-entrained concrete; air void characteristics; CEM I; CEM II/A-S; CEM II/A-V; durability; freeze-thaw resistance; road pavement; sorptivity

PL

beton napowietrzony; cement CEM I; CEM II/A-S; CEM II/A-V; charakterystyka porów; mrozoodporność; nawierzchnia drogowa; sorpcyjność; trwałość

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 20, no. 4
• Strony: 397--412
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kubissa Wojciech

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry, 17 Łukasiewicza St., 09-400 Płock

autor

Dąbrowski Mariusz

• Institute of Fundament al Technological Research Polish Academy of Sciences, 5b Pawińskiego St., 02-106 Warsaw

autor

Chojnacki Bartłomiej

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry, 17 Łukasiewicza St., 09-400 Płock

autor

Glinicki Michał A.

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa St., 03-302 Warsaw

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. Szydło A., Mackiewicz P., Wardęga R., Krawczyk B.: Katalog typowych konstrukcji nawierzchni sztywnych. Załącznik do zarządzenia Nr 30 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 16.06.2014
• 3. Rudnicki T., Jurczak R.: Recycling of a Concrete Pavement after over 80 Years in Service. Materials, 13, 10, 2020, 2262, DOI: 10.3390/ma13102262
• 4. Warunki Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych D-05.03.04 v02 Nawierzchnia z betonu cementowego (dokument wzorcowy). GDDKiA, Warszawa, 30 września 2019, https://www.gov.pl/attachment/f0191eb6-a635-49ea-b0a9 -f33a7c0c5905 (dostęp 20.09.2021)
• 5. Glinicki M.A: Inżynieria betonowych nawierzchni drogowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2019
• 6. TL Beton-StB: Technische Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndeckenaus Beton. FGSV, Koln 2007
• 7. Breitenbücher R., Bou-Young Youn: Qualitätssicherung von Waschbetonoberflächen, Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen. Straßenbau, Heft S 66, 2010
• 8. Breitenbücher R., Costner C.: Waschbetonoberflächen, Mindestluftporengehalt in Waschbeton. Forschung Straßenbau und Straßenverkhertechnik, Heft 1084, Bonn 2013
• 9. Glinicki M.A., Dąbrowski M., Skrzypczyński M.: Influence of curing on the properties of air-entrained concrete in the upper layer of exposed aggregate pavement-modelling study. Cement, Wapno, Beton, 22/84, 4, 2017, 271-281
• 10. Łaźniewska-Piekarczyk B., Gołaszewski J.: Relationship Between Air-Content in Fresh Cement Paste, Mortar, Mix and Hardened Concrete Acc. to PN-EN 480-1 with Air-Entraining CEM II/BV. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 471, 3, 2019, 032044
• 11. Piasta W., Marczewska J.: Microstructural changes in air-entrained mortars and then subjected to freeze-thaw cycles and sulphate attack. Cement, Wapno, Beton, 21/83, 6, 2016, 439-446
• 12. Tunstall L.E., Ley M.T., Scherer G.W.: Air entraining admixtures: Mechanisms, evaluations, and interactions. Cement and Concrete Research, 150, 2021, 106557, DOI: 10.1016/j.cemconres.2021.106557
• 13. Reiterman P., Keppert M.: Effect of various de-icers containing chloride ions on scaling resistance and chloride penetration depth of highway concrete. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 19, 1, 2020, 51-64, DOI: 10.7409/rabdim.020.003
• 14. Glinicki M.A., Jaskulski R., Dąbrowski M.: Design principles and testing of internal frost resistance of concrete for road structures-critical review. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 15, 1, 2016, 21-43, DOI: 10.7409/rabdim.016.002
• 15. Giergiczny Z., Baran T., Dziuk D., Ostrowsk M.: The increase of concrete frost resistance by using cement with air-entraining agent. Cement, Wapno, Beton, 21/83, 2, 2016, 96-105
• 16. KubissaW.: Sorpcyjność betonu. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2016
• 17. Kubissa W., Jaskulski R.: Measuring and Time Variability of The Sorptivity of Concrete. Procedia Engineering, 57, 2013, 634-641, DOI: 10.1016/j.proeng.2013.04.080
• 18. PN-EN 197-1:2012 Cement – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku
• 19. Dziedzic K., Dąbrowski M., Antolik A., Glinicki A.: Characteristics of concrete mix air-entrainment applying the sequential pressure method. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 19, 2, 2020, 107-118, DOI: 10.7409/rabdim.020.007
• 20. PN-EN 206:2016 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność
• 21. PN-EN 12350-7:2019 Badania mieszanki betonowej – Część 7: Badanie zawartości powietrza – Metody ciśnieniowe
• 22. PN-EN 12350-2:2019 Badanie mieszanki betonowej – Część 2: Badanie konsystencji metodą opadu stożka
• 23. PN-EN 12390-3:2019 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań
• 24. PN-EN 12390-6:2011 Badania betonu – Część 6: Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek do badań
• 25. PN-B-06265:2018 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność – Krajowe uzupełnienie PN-EN 206+A1:2016-1
• 26. PN-EN 480-11:2008 Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu – Metody badań – Część 11: Oznaczanie charakterystyki porów powietrznych w stwardniałym betonie
• 27. Glinicki M.A.: Methods of qualitative and quantitative assessment of concrete air entrainment. Cement, Wapno, Beton, 19/81, 6, 2014, 359-369
• 28. ASTM B117-19 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus
• 29. Kaszuba S.: Kształtowanie składu trwałego betonu z udzia- łem cementów wieloskładnikowych (CEM II, CEM III) do zastosowania w budownictwie drogowo-mostowym. Praca doktorska, Politechnika Śląska, Gliwice 2019
• 30. Śliwiński J., Tracz T.: Sorpcyjność betonu zwykłego i wysokowartościowego. Cement, Wapno, Beton, 12/74, 1, 2007, 27-33
• 31. Glinicki M.A., Marks M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D.: Automatic categorization of chloride migration into concrete modified with CFBC ash. Computers and Concrete, 9, 5, 2012, 375-387
• 32. Krispel S.: Portland-slag cements – reduction of the residual risk of aggregates containing reactive components, in: M.A.T.M. Broekmans and B.J.Wigum (eds.), Proceedings of the 13th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete, Trondheim, Norway, 2008, 873-882