Analysis of the physical properties of hydrophobised lightweight-aggregate mortars

• Autorzy: Barnat-Hunek D. , Smarzewski P.

Warianty tytułu

PL

Analiza właściwości fizycznych hydrofobizowanych lekkich zapraw

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article is devoted to assessing the effectiveness of hydrophobic and air entraining admixtures based on organ silicon compounds. Mortars with lightweight clay aggregate were the subjects of this investigation. Hydrophobisation of the mass was performed using a hydrophobic admixture and surface hydrophobisation was produced using a methyl silicone resin solution with a high VOC content, a water-based emulsion of methyl silicone resin in potassium hydroxide (KOH) and low molecular alkyl-alkoxy-silane in organic solvents. In this paper, measurements of the basic mechanical and physical parameters were carried out. Compressive strength, flexural strength, density, open porosity, total porosity, absorptivity, capability to diffuse water vapour, frost resistance, sodium sulphate corrosion resistance and the thermal conductivity coefficient were determined. The mortars show high absorptivity of about 26%. Hydrophobisation is ineffective after the period of 14 days - the longer the contact of the preparation with water, the weaker the effectiveness of impregnation becomes. All the samples used in the research demonstrated good resistance to salt crystallization after 15 cycles. Impregnation by the use of mineral waterproofing grout (L2) does not protect to a sufficient degree mortar with lightweight aggregate against damage caused by frost. However, surface hydrophobisation had a considerable impact on the frost-resistant properties of the mortars.

PL

Artykuł poświęcony jest ocenie skuteczności hydrofobowych i napowietrzających domieszek na bazie związków krzemoorganicznych. Przedmiotem badań były zaprawy z keramzytem. Hydrofobizację w masie wytworzono, stosując domieszki hydrofobowe z kolei hydrofobizację powierzchniową wykonano przy użyciu roztworu żywicy metylo-silikonowej o dużej zawartości ZLO, emulsji na bazie wody z żywicy metylo-silikonowej w wodorotlenku potasu (KOH) i małocząsteczkowego alkilo-alkoksy-silanu w rozpuszczalniku organicznym. W niniejszej pracy przeprowadzono badania podstawowych parametrów mechanicznych i fizycznych. Zostały wykonane następujące badania: wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, gęstość, porowatość otwarta i całkowita, nasiąkliwość, zdolność do dyfuzji pary wodnej, mrozoodporność, odporność na korozję siarczanu sodu, współczynnik przewodności cieplnej. Zaprawy wykazują wysoką nasiąkliwość około 26%. Hydrofobizacja jest nieskuteczna po upływie 14 dni, im dłuższy kontakt materiału z wodą, tym słabsza skuteczność impregnacji. Wszystkie próbki użyte w badaniu wykazały dobrą odporność na krystalizację soli po 15 cyklach. Impregnacja przy użyciu mineralnej zaprawy uszczelniającej (L2) w wystarczającym stopniu nie chroni zaprawy z keramzytem przed uszkodzeniami powodowanymi przez mróz. Hydrofobizacja powierzchniowa miała znaczny wpływ na mrozoodporność zapraw.

Słowa kluczowe

EN

hydrophobisation; mortars; physical parameters; thermal conductivity coefficient

PL

hydrofobizacja; zaprawy; właściwości fizyczne; współczynnik przewodności cieplnej

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 16, nr 2
• Strony: 96--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Barnat-Hunek D.

• Lublin University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Architecture, ul. Nadbystrzycka 40, 20-618 Lublin, Poland

autor

Smarzewski P.

• Lublin University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Architecture, ul. Nadbystrzycka 40, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Khan M.I., Factors affecting the thermal properties of concrete and applicability of its prediction models, Build. Environ. 2002, 37, 607-614.
• [2] Kramar D., Bindiganavile V., Impact response of lightweight mortars containing expanded perlite, Cement and Concrete Composites 2013, 37:1, 205-214.
• [3] Torres M., García-Ruiz P., Lightweight pozzolanic materials used in mortars: Evaluation of their influence on density, mechanical strength and water absorption, Cement and Concrete Composites 2009, 31, 2, 114-119.
• [4] Topçu I., Işikdaǧ B., Effect of expanded perlite aggregate on the properties of lightweight concrete, Journal of Materials Processing Technology 2008, 204, 1-3, 34-38.
• [5] Demirboğa R., Gül R., The effects of expanded perlite aggregate, silica fume and fly ash on the thermal conductivity of lightweight concrete, Cement and Concrete Research 2003, 33, 723-727.
• [6] Carvalho R., Teixeira-Dias F., Varum H., Cyclic behaviour of a lightweight mortar with cork granulate composite, Composite Structures 2013, 95, 748-755.
• [7] Junco C., Gadea J., Rodríguez A., Gutiérrez-González S., Calderón V., Durability of lightweight masonry mortars made with white recycled polyurethane foam, Cement and Concrete Composites 2012, 34, 1174-1179.
• [8] Hadj-Sadok A., Kenai S., Courard L. Darimont A., Microstructure and durability of mortars modified with medium active blast furnace slag, Construction and Building Materials 2011, 25, 2, 1018-1025.
• [9] Habib U., Remzi S., Ramazan D., Rüstem G., The effects of different cement dosages, slumps, and pumice aggregate ratios on the thermal conductivity and density of concrete, Cement and Concrete Research 2004, 34, 845-848.
• [10] Degirmenci N., Yilmaz A., Use of pumice fine aggregate as an alternative to standard sand in production of lightweight cement mortar, Indian Journal of Engineering and Materials Sciences 2011, 18, 1, 61-68.
• [11] Franus M., Barnat-Hunek D., Wdowin M., Utilization of sewage sludge in the manufacture of lightweight aggregate, Environmental Monitoring and Assessment 2016, 188, 10.
• [12] Suchorab Z., Barnat-Hunek D., Franus M., Łagód G., Mechanical and physical properties of hydrophobized lightweight aggregate concrete with sewage sludge, Materials 2016, 9, 317, 1-18.
• [13] Barnat-Hunek D., Smarzewski P., Szafraniec M., Hydrofobizowane zaprawy ciepłochronne z dodatkiem perlitu i keramzytu, Izolacje 2015, 2, 30-35.
• [14] Frattolillo A., Giovinco G., Mascolo M., Vitale A., Effects of hydrophobic treatment on thermophysical properties of lightweight mortars, Experimental Thermal and Fluid Science 2005, 29, 6, 733-741.
• [15] Formia A., Tulliani J-M., Antonaci P., Sangermano M., Epoxy monomers consolidant for lime plaster cured via a redox activated cationic polymerization, Journal of Cultural Heritage 2014, 15, 595-601.
• [16] Falchi L., Varin C., Toscano G., Zendri E., Statistical analysis of the physical properties and durability of waterrepellent mortars made with limestone cement, natural hydraulic lime and pozzolana-lime, Construction and Building Materials 2015, 78, 260-270.
• [17] Basheer L., Cleland D., Long A., Protection provided by surface treatments against chloride induced corrosion, Materials and Structures 1998, 31(211), 459-464.
• [18] Barnat-Hunek D., Smarzewski P., Łagód G., Suchorab Z., Evaluation of the contact angle of hydrophobised lightweight-aggregate concrete with sewage sludge, Ecological Chemistry and Engineering S 2015, 22, 4, 625-635.
• [19] Barnat-Hunek D., Smarzewski P., Increased water repellence of ceramic buildings by hydrophobisation using high concentration of organic solvents, Energy and Buildings 2015, 103, 249-260.

Uwagi

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