Resistance of selected aggregates from igneous rocks to alkali-silica reaction: verification

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

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.019.005

Warianty tytułu

PL

Weryfikacja odporności wybranych kruszyw ze skał magmowych na reakcję z alkaliami

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania reaktywności kruszyw ze skał magmowych przeprowadzone zgodnie z procedurami ujętymi w instrukcjach GDDKiA OST „Nawierzchnie betonowe” w celu oceny ich przydatności do stosowania w technologii betonu cementowego na drogowe konstrukcje inżynierskie i nawierzchnie. Analizie poddano kruszywa ze skał wylewnych: bazalt, melafir i porfir oraz ze skał głębinowych: granit i gabro. Przeprowadzono ocenę składu mineralnego kruszyw z uwagi na zawartość reaktywnych minerałów krzemionkowych. Przeprowadzono badania wydłużenia próbek zapraw i betonów z kruszywami oraz analizę mikroskopową produktów reakcji alkalia-kruszywo. Stwierdzono występowanie znacznej ilości reaktywnych minerałów w ziarnach kruszywa z porfiru i melafiru: chalcedonu i trydymitu oraz kwarcu mikrokrystalicznego i szkliwa wulkanicznego. Na podstawie przeprowadzonych badań dwa kruszywa ze skał magmowych (melafir oraz porfir) zaklasyfikowano do kategorii R1 - umiarkowanie reaktywne. Kruszywo bazaltowe, granit oraz gabro przypisano kategorii R0 - niereaktywne.

EN

The paper presents investigations into the reactivity of aggregates from igneous rock, carried out in accordance with the procedures contained in the GDDKiA General Technical Specification "Concrete pavements". The aim of the investigations was evaluation of the suitability of the aggregates for road structures and pavements built using cement based concrete technology. Aggregates produced from extrusive rocks (basalt, melaphyre and porphyry) and from intrusive rocks (granite and gabbro) were analysed. The mineral composition of the aggregates was evaluated with regard to their reactive SiO2 content. Expansion tests on mortar bar and concrete prism specimens with analysed aggregates and a microscopic analysis of the alkali-aggregate reaction products were carried out. A considerable amount of reactive minerals: chalcedony, tridymite and microcrystalline quartz and volcanic glass were found in the grains of the porphyry and melaphyre aggregates. On the basis of the conducted investigations the two aggregates made of igneous rocks (melaphyre and porphyry) were classified into category R1 (moderately reactive). The basalt aggregate, the granite aggregate and the gabbro aggregate were assigned to category R0 (non-reactive).

Słowa kluczowe

PL

alkaliczny żel krzemionkowy; kruszywo; krystobalit; mikrokrystaliczny kwarc; minerały reaktywne; reaktywność alkaliczna; skały wulkaniczne

EN

aggregate; alkali reactivity; alkali silica gel; cristobalite; igneous rocks; microcrystalline quartz; reactive minerals

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 18, no. 1
• Strony: 67--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab.

Twórcy

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

Glinicki Michał A.

• 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. Kukielska D., Góralczyk S.: Reaktywność alkaliczna kruszyw, Mining Science - Mineral Aggregates, 22, 1, 2015, 101-110
• 2. Glinicki M.A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Antolik A., Dziedzic K., Gibas K.: Susceptibility of selected aggregates from sedimentary rocks to alkali-aggregate reaction. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 18, 1, 2019, 5-24, DOI: 10.7409/rabdim.019.001
• 3. Praca zbiorowa pod redakcją Szuflickiego M., Malon A., Tymińskiego M.: Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31.12.2017 r. Państwowa Służba Geologiczna, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 2018
• 4. Rembiś M.: Mineralno-teksturalna zmienność wybranych skał bazaltowych Dolnego Śląska i jej rola w kształ- towaniu fizyczno-mechanicznych właściwości produkowanych kruszyw. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, Tom 27, Zeszyt 3, 2011, 29-49
• 5. Góralczyk S., Pabich A.: Analiza jakości krajowych kruszyw. Kruszywa Mineralne t. 2. Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2018, 49-60
• 6. Fernandes I., Broekmans M.A.T.M., Nixon P., Sims I., Ribeiro M.A., Břrge F.N.F.: Alkali-silica reactivity of some common rock types a global petrographic atlas. In: Drimalas T., Ideker J.H., Fournier B. (Eds.), The 14th International Conference on Alkali-Aggregate Reactions in Concrete, Austin, Texas, USA, 2012
• 7. Medeiros S., Fernandes I., Nunes J.C., Fournier B., Santos Silva A., Soares D., Ramos V.: The study of the Azorean volcanic aggregates from the point of view of alkali silica reaction. The 15th International Conference on Alkali-Aggregates Reaction, Sao-Paulo, Brazil, 2016
• 8. Katayama T., St John D.A., Futagawa T.: The petrographic comparison of rocks from Japan and New Zealand-Potential reactivity related to interstitial glass and silica minerals. In: Okada K., Nishibayashi S. and Kawamura M. (Eds.), Proceedings of The 8th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete (ICAAR), Kyoto, Japan, 1989, 537-542
• 9. Batic O., Maiza P., Sota J.: Alkali silica reaction in basaltic rocks NBRI method. Cement and Concrete Research, 24, 7, 1994, 1317-1326
• 10. Castro N., Fernandes I., Santos Silva A.: Alkali reactivity of granitic rocks in Portugal: A case study. 12th Euroseminar on Microscopy Applied to Building Material, Dortmund, Germany, 15-19 September 2009, 62-72
• 11. Hagelia P., Fernandes I.: On the AAR susceptibility of granitic and quartzitic aggregates in view of petrographic characteristics and accelerated testing. In: Drimalas T., Ideker J.H., Fournier B. (Eds.), The 14th International Conference on Alkali-Aggregate Reactions in Concrete, Austin, Texas, USA
• 12. Fatt N.T., Raj J.K., Ghani A.A.: Potential Alkali-Reactivity of Granite Aggregates in the Bukit Lagong Area, Selangor, Peninsular Malaysia. Sains Malaysiana, 42, 6, 2013, 773-781
• 13. 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
• 14. Wenk H.R., Monteiro P.J.M., Shomglin K.: Relationship between aggregate microstructure and mortar expansion. A case study of deformed granitic rocks from Santa Rosa mylonite zone. Journal of Materials and Science, 43, 2008, 1278-1285
• 15. Kerrick D., Hooton R.: ASR of concrete aggregate quarried from a fault zone: results and petrographic interpretation of accelerated mortar bar tests. Cement and Concrete Research, 22, 1992, 949-960
• 16. Wakizaka Y.: Alkali-silica reactivity of Japanese rocks. Engineering Geology, 56, 2000, 211-221
• 17. RILEM Recommended Test Method: AAR-2-Detection of Potential Alkali-Reactivity-Accelerated Mortar-Bar Test Method for Aggregates, 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 Vol. 17, Nixon P.J. and Sims I. (Eds.), Springer, 2016
• 18. Ogólna Specyfikacja Techniczna, D-05.03.04: Nawierzchnia z betonu cementowego, Załącznik nr 1: Instrukcja badania reaktywności kruszyw metodą przyśpieszoną w 1 N roztworze NaOH w temperaturze 80°C. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 2018
• 19. Ogólna Specyfikacja Techniczna, D-05.03.04: Nawierzchnia z betonu cementowego, Załącznik nr 2: Instrukcja badania reaktywności kruszyw w temperaturze 38°C według ASTM C1293/RILEM AAR-3. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 2018
• 20. 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
• 21. 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
• 22. Praca zbiorowa pod redakcją Maneckiego A., Muszyńskiego M.: Przewodnik do petrografii. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 2008
• 23. Ogólna Specyfikacja Techniczna D-05.03.04 Nawierzchnia z Betonu Cementowego. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Załącznik Nr 1 do Zarządzenia Nr 23 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 7 Czerwca 2018 r.
• 24. Carles-Gibergues A., Cyr M.: Interpretation of Expansion Curves of Concrete Subjected to Accelerated Alkali-Aggregate Reaction (AAR) Tests. Cement and Concrete Research, 32, 2002, 691-700
• 25. Li Ch., Ideker J.H., Thomas M.D.A.: Observations on Using Expanded Clay to Control the Expansion Caused by Alkali-Silica Reaction. Proceedings of the 15th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction, Sao Paulo, Brazil, 3-7 July 2016
• 26. Fournier B., Bérubé M.A., Frenette J.: Laboratory Investigations for Evaluating Potential Alkali-Reactivity of Aggregates and Selecting Preventive Measures Against Alkali-Aggregate Reactions (AAR). What Do They Really Mean? Proceedings of The 11th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete, Quebec City, QC, Canada, 11-16 June 2000, 287-296
• 27. Santos Silva A., Fernandes I., Soares D., Custódio J., Bettencourt Ribeiro A., Ramos V., Medeiros S.: Portuguese experience in ASR aggregate assessment. The 15th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction, Săo Paulo, Brazil, July 03-07, 2016
• 28. de Paiva Gomes Neto D., Conceiçăo H., Carvalho Lisboa V.A., Soares de Santana R., Silva Barreto L.: Influence of Granitic Aggregates from Northeast Brazil on the Alkali-aggregate Reaction. Materials Research, 17 (Suppl. 1), 2014, 51-58, DOI: 10.1590/S1516-14392014005000045
• 29. Owsiak Z.: Alkali-aggregate reaction in concrete containing high-alkali cement and granite aggregate. Cement and Concrete Research, 34, 2004, 7-11
• 30. Piasta W., Góra J., Turkiewicz T.: Properties and durability of coarse igneous rock aggregates and concretes. Construction and Building Materials, 126, 2016, 119-129
• 31. Naziemiec Z., Garbacik A., Adamski G.: Długoterminowe badania reaktywności alkalicznej krajowych kruszyw. Kruszywa Mineralne t. 2. Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2018, 151-160
• 32. 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
• 33. PN-91/B-06714/34 Kruszywa mineralne. Badania. Oznaczanie reaktywności alkalicznej, 1991