Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The impact of internal hydrophobization on the properties of the cement-based materials with mineral additives

Materak Kalina, Wieczorek Alicja, Zasada Marcin, Koniorczyk Marcin

Structure and Environment

|

2024

|

Vol. 16, no. 3

148--152

EN

The paper presents results regarding the possibility and effectiveness of carrying out the internal hydrophobization in cement-based materials with mineral additives such as granulated blast furnace slag, silica dust and silica fly ash. The obtained results indicate that effective internal hydrophobization by using triethoxyoctylsilane is achievable and provides protection against water by decreasing the capillary absorption of water in the material. However, it also affects the hydration process of the binder, which results in a reduction in the compressive strength of the material.

PL

W pracy przedstawiono wyniki dotyczące możliwości przeprowadzenia i skuteczności procesu hydrofobizacji objętościowej w materiałach cementowych z dodatkami mineralnymi, takimi jak: granulowany żużel wielkopiecowy, pył krzemionkowy oraz lotny popiół krzemionkowy. Otrzymane wyniki wskazują, że efektywna hydrofobizacja w masie wykonana przy pomocy trietoksyoktylosilanu jest osiągalna i zapewnia ochronę przed działaniem wody w postaci ograniczenia absorpcji kapilarnej w materiale. Jednakże wiąże się ona również z wpływem na proces hydratacji spoiwa, co skutkuje obniżeniem wytrzymałości na ściskanie materiału.

2

Wpływ modułu molowego SiO2/Na2O aktywatora na kształtowanie właściwości materiałów geopolimerowych

Wieczorek Alicja, Koniorczyk Marcin, Trzuskowska Monika, Wróbel Piotr

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 6

453--457

PL

Celem pracy było określenie przydatności popiołu lotnego pochodzącego ze spalania węgla kamiennego w elektrociepłowni z terenu Łodzi do wytwarzania materiałów geopolimerowych. W pracy analizowano wpływ modułu molowego aktywatora (SiO2/Na2O) na proces przyrostu wytrzymałości w czasie zapraw modyfikowanych dodatkiem granulowanego żużla wielkopiecowego (0, 10 i 50% masowo względem popiołu lotnego). Ważnym aspektem przeprowadzonych analiz jest informacja o możliwości zagospodarowania lokalnie występujących produktów ubocznych po procesach przemysłowych.

EN

The objective of the study was to determine the suitability of fly ash derived from the combustion of hard coal in a heat and power plant located in Lodz to produce geopolymer. The study investigated the effect of the molar modulus of the activator (SiO2/Na2O) on the compressive strength over time in mortars modified with the addition of granulated blast furnace slag (0, 10 and 50%). An important aspect of the analyses is the possibility of managing locally occurring products from industrial processes.

3

Wpływ hydrofobizacji objętościowej na właściwości i trwałość materiałów cementowych

Materak Kalina, Wieczorek Alicja, Kacprzak Agata, Koniorczyk Marcin

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 4

211--216

PL

W pracy opisano badanie efektywności hydrofobizacji objętościowej oraz jej wpływu na podstawowe właściwości materiałów cementowych, takich jak zaczyn, zaprawa oraz beton. Otrzymane wyniki jasno wskazują, że oprócz istotnego ograniczenia absorpcji kapilarnej wody hydrofobizacja objętościowa poprawia trwałość materiału i zapewnia ochronę przed wodą również w przypadku cyklicznego zamrażania i rozmrażania. Hydrofobizacja objętościowa za pomocą domieszki krzemoorganicznej na bazie trietoksyoktylosilanu zapewniła także wzrost kąta zwilżania dla wody do ponad 90° oraz ograniczenie sorpcji wilgoci w materiale. Ponadto przedstawione wyniki wskazują na interakcje związku krzemoorganicznego z cementem, co zostało zaobserwowane jako: zmiany ilości wydzielanego ciepła podczas hydratacji cementu, wpływ na strukturę wewnętrzną zaprawy, spadek wytrzymałości na ściskanie zaprawy oraz betonu. Niemniej jednak hydrofobizacja objętościowa za pomocą związków krzemoorganicznych takich jak trietoksyoktylosilan jest efektywną i skuteczną metodą ochrony porowatych materiałów cementowych przed działaniem wody i wilgoci nawet w przypadku cyklicznego działania ujemnych temperatur.

EN

The presented study examined the effectiveness of internal hydrophobization and its impact on the basic properties of cement-based materials such as paste, mortar, and concrete. The obtained results clearly indicate that, in addition to a significant reduction of the capillary water absorption, internal hydrophobization also improves the durability of the material and provides protection against water also in case of cyclic freezing and thawing. Internal hydrophobization using an organosilicon admixture based on triethoxyoctylsilane also ensured an increase in the contact angle for water to over 90° and limited moisture sorption in the material. Moreover, the presented results indicate the interactions of the organosilicon compound with cement, which can be observed as changes in the amount of heat released during cement hydration, impact on the microstructure of the mortar, and a decrease in the compressive strength of the mortar and concrete. Nevertheless, internal hydrophobization by organosilicon compounds such as triethoxyoctylsilane is an effective and efficient method of protecting porous cementitious materials against water and moisture, even during cyclical exposure to negative temperatures.

4

Wpływ hydrofobizacji objętościowej związkami krzemoorganicznymi na właściwości i trwałość betonów

Materak Kalina, Wieczorek Alicja, Łukowski Paweł, Koniorczyk Marcin

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 4

225--237

PL

W artykule przedstawiono wpływ hydrofobizacji objętościowej, wykonanej przy pomocy środka zawierającego trietoksyoktylosilan, na właściwości i trwałość betonu. Podczas badań doświadczalnych określono zmiany: wytrzymałości betonu na ściskanie, absorpcji kapilarnej wody, głębokości wnikania wody pod ciśnieniem oraz głębokości karbonatyzacji próbek poddanych 100 i 150 cyklom mrozowym oraz próbek kontrolnych przechowywanych w wodzie. Otrzymane wyniki wskazują na to, że hydrofobizacja objętościowa jest skuteczną i efektywną metodą ochrony cementowych materiałów budowlanych przed wodą nawet jeśli materiał jest poddawany cyklicznemu zamrażaniu i rozmrażaniu. Dla porównania badania przeprowadzono również dla próbek betonu hydrofobizowanego powierzchniowo.

EN

The main purpose of the study was to analyze the influence of internal hydrophobization, conducted using an admixture based on triethoxyoctylsilane, on the properties and durability of concrete. Experimental studies concerned the measurement of compressive strength, capillary water absorption, depth of water penetration under pressure and carbonation resistance of samples subjected to 100 and 150 freeze-thaw cycles. The obtained results indicate that internal hydrophobization is an effective method of protecting cement-based building materials against water, even if the material was subjected to cyclic freezing. For comparison, the tests were also carried out for surface hydrophobized concrete.

5

Mikrobiologiczne wytrącanie kalcytu jako alternatywna metoda uszczelniania powierzchniowego kompozytu cementowego

Zygmunt Marcin, Bednarska Dalia, Wieczorek Alicja, Drzewiecka Dominika, Koniorczyk Marcin, Batog Maciej, Bakalarz Jakub

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 7

38--42

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie mikrobiologicznego wytrącania kalcytu jako alternatywnej metody wzmacniania powierzchniowego kompozytów cementowych. Opisano procedury wytrącania kalcytu (ang. microbiologically induced calcium carbonate precipitation, MICP) oraz przedstawiono wyniki pilotażowych badań laboratoryjnych zastosowania tej metody. Wykazano duży potencjał zastosowania mikrobiologicznego wytrącania kalcytu w budownictwie, co w porównaniu z metodami tradycyjnymi jest procesem ekologicznie przyjaznym oraz energooszczędnym. Uzyskane wyniki wskazują, że zastosowanie wytrącania kalcytu prowadzi do wyraźnej poprawy właściwości badanych próbek i ich uszczelnienia. Planowane jest kontynuowanie i rozszerzenie badań, sprawdzające inne procedury zastosowania MICP.

EN

In this article, an application of MICP is examined, as an alternative method of surface strengthening in cement composites. Several MICP procedures and results out of some reference lab testing are shown in this paper. The high potential of MICP building application is shown based on the obtained results - the surface strengthening and sealing are improved. Additionally, the examined method is more ecologically friendly and energy-efficient compared with the standard procedures of surface strengthening. It is planned to continue research on MICP application in concrete elements.

6

Wpływ zamarzania na właściwości dojrzewających betonów

Koniorczyk Marcin, Bednarska Dalia, Wieczorek Alicja, Grzelak Natalia, Czyż Małgorzata

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 11-12

499--502

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu jednokrotnego zamarzania wody na właściwości zapraw i betonów. Betony wykonano z dwóch rodzajów spoiwa, tj. cementu CEM I 42,5R oraz mieszaniny 50% CEM I 42,5R i 50% granulowanego żużla wielkopiecowego. Próbki betonowe przemrożono we wczesnym etapie dojrzewania, a następnie wyznaczono wytrzymałość na ściskanie po 7, 14, 21 i 28 dniach. Dla próbek z dodatkiem żużla oznaczenie wykonano również po 90 dniach. Przeanalizowano wpływ jednokrotnego oddziaływania niskiej temperatury po 1, 2, 3, 7, 14 i 21 dniach na sieczny moduł sprężystości i wytrzymałość na ściskanie zaprawy cementowej. Dodatkowo wykonano pomiar rozwoju mikrostruktury zaczynu cementowego za pomocą porozymetrii rtęciowej. Oznaczono zawartość zamarzanej wody w funkcji temperatury dla zaczynu cementowego w różnym wieku.

EN

The article presents an analysis of the impact of single freezing of water on the properties of mortars and concretes. The concretes were made of two types of binder - CEM I 42.5R cement and a mixture of 50% CEM I 42.5R with 50% granulated blast furnace slag. Concrete samples were frozen in the early stage of maturation and then the compressive strength was determined after 7, 15, 21 and 28 days. For samples with the addition of slag, the determination was also performed after 90 days. The effect of a single impact of low temperature after 1, 2, 3, 7, 14, 21 and 28 days on the web of the modulus of elasticity and compressive strength of the cement mortar was analyzed. Additionally, the development of cement slurry wet structures was measured using mercury porosimetry. The contents of frozen water were determined as a function of temperature for the cement slurry at different ages.

7

Freezing of fully and partly saturated cement paste

Koniorczyk Marcin, Bednarska Dalia, Wieczorek Alicja, Konca Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 2

383--396

EN

The main purpose of the present paper is to distinguish water located in various types of pores contained within cement paste. The water sorption isotherm is the starting point of the experimental analysis. The investigation was conducted employing the conventional gravimetric method on cement paste composed with w/c=0.5. The investigation was conducted for the following relative humidity values: 11%, 54%, 75%, 84%, 93%, 97% and 100%. Once samples reached the equilibrium water content they were investigated by means of differential scanning calorimetry (DSC), which enabled us to record exothermic peaks corresponding to the crystallization of different water portions. Moreover, we intended to investigate the thermodynamic characteristics of the liquid phase confined within cementitious materials. Hence, the artificial pore solution was prepared. In order to determine the phase transition temperature and the amount of formed ice, the solution was used to saturate silica gel, which is a chemically passive material. Then the thermal analysis was conducted.

PL

Materiały cementowe charakteryzują się złożoną strukturą wewnętrzną zawierającą pory o szerokim zakresie średnic. Głównym celem przedstawionych badań jest analiza właściwości termodynamicznych wody zlokalizowanej w poszczególnych obszarach matrycy cementowej. Rozważania oparte są na równaniu Gibbsa-Thompsona [1], które opisuje zależność pomiędzy temperaturą przejścia fazowego płynu, a promieniem wypełnionego pora. Wyniki zinterpretowano wykorzystując model mikrostruktury zaczynu cementowego zaproponowany przez Jenningsa [2]. Przedmiotem badań jest zaczyn cementowy wykonany z cementu Portlandzkiego CEM I 42.5N-NA o wskaźniku w/c=0.5. Pierwszym etapem analizy eksperymentalnej było wyznaczenie izotermy sorpcji badanego zaczynu. W tym celu zastosowano tradycyjną metodę eksykatorową. Technika polega na kondycjonowaniu próbek w eksykatorach wyposażonych w nasycone roztwory soli nieorganicznych, które zapewniają stabilne warunki wilgotnościowe. W przeprowadzonym badaniu zastosowano następujące wilgotności względne powietrza: 11%, 54%, 75%, 84%, 93%, 97% and 100%. Po osiągnięciu przez próbki stanu równowagi, przeprowadzono analizę termiczną zaczynu za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Dodatkowo zbadano również próbki będące w stanie pełnego nasycenia. Dalsza analiza oparta została na termogramach zarejestrowanych w trakcie chłodzenia poszczególnych próbek do temperatury -65ºC z prędkością 0.5ºC/min, rys. 1.A. Uzyskane wyniki stanowią wartości średnie z trzech pomiarów. W przypadku próbek przechowywanych w powietrzu o wilgotności 11% i 54% nie odnotowano żadnej przemiany. W trakcie chłodzenia pozostałych próbek zarejestrowano dwa, wyraźnie oddzielone, egzotermiczne piki, z których pierwszy rozpoczyna się poniżej 0ºC, a drugi w temperaturze ok -35ºC. Pierwszy pik odzwierciedla przemianę fazową wody znajdującej się w porach kapilarnych badanego zaczynu. Jest on dominujący jedynie w przypadku próbek o pełnym nasyceniu oraz przechowywanych nad wodą (RH≈100%). Dla RH≈97% wydzielone ciepło jest znacznie mniejsze i główna część przemiany zachodzi w niższej temperaturze (ok. -5ºC), natomiast dla wilgotności RH≈93%, 84%, 75% pierwszy pik jest zaniedbywalnie mały. Ta tendencja jest potwierdzona przez zestawienie mas lodu powstałego w trakcie poszczególnych przemian fazowych, rys. 1.B. W porach kapilarnych próbki nasyconej powstało 0,035 grama lodu na gram suchej próbki. Masa lodu znacząco się zmniejsza wraz ze spadkiem wilgotności względnej powietrza, w którym próbki były przechowywane. Druga zarejestrowana przemiana rozpoczyna się w temperaturze ok. -35ºC, która, zgodnie z równaniem Gibbsa-Thompsona [1], odpowiada średnicy porów wynoszącej ok. 5-6nm. Drugi pik odzwierciedla zatem krystalizację wody wypełniającej pory żelowe materiału. Jego intensywność jest na niemal stałym poziomie dla w pełni nasyconych próbek oraz tych, przechowywanych w powietrzu o wilgotności od 84% do 100%. Uzyskane wyniki są zgodne z modelem mikrostruktury matrycy cementowej zaproponowanym przez Jenningsa [2]. W trakcie chłodzenia próbek o zróżnicowanej wilgotności zarejestrowano dwie główne przemiany fazowe wody wypełniającej badany materiał. Pierwsza przemiana (bezpośrednio poniżej 0ºC) zachodzi w wodzie kapilarnej, natomiast druga (poniżej 35ºC) w porach żelowych. Stosując techniki analizy termicznej należy pamiętać, iż niezamarzająca warstwa cieczy pokrywa ścianki porów nawet w bardzo niskich temperaturach [3]. Dlatego też, zgodnie z podziałem Jenningsa, najmniejsze pory, które można analizować za pomocą kalorymetrii skaningowej to tzw. duże pory żelowe, o średnicy powyżej 5nm. Niemniej jednak, kalorymetria skaningowa jest narzędziem pozwalającym na jakościową ocenę rozkładu wilgoci w próbkach zaczynu cementowego.

8

Wpływ cyklicznego zamrażania i rozmrażania betonu nienapowietrzonego na przepuszczalność gazów

Wieczorek Alicja, Bednarska Dalia, Koniorczyk Marcin

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 5

358--366

PL

Za miarę zniszczenia mrozowego betonu przyjęto zwiększenie przepuszczalności dla gazów. Przeprowadzone badania dotyczyły betonów o różnym stosunku wodno-cementowym: 0,4 i 0,5, bez domieszki napowietrzającej. Dodatkowo badano również zmianę wytrzymałości na ściskanie próbek, po przeprowadzeniu założonej liczby cykli zamrażania i rozmrażania. Badanie zmian rozkładu wielkości porów, wykonano za pomocą porozymetrii rtęciowej na zaprawach cementowych. W przypadku próbek o w/c=0,50 stwierdzono zwiększenie właściwości transportowych materiału, a w szczególności przepuszczalności właściwej. Dla próbek o w/c=0,40 nie stwierdzono wpływu cyklicznego zamarzania wody na zmianę mikrostruktury materiału. Wraz ze wzrostem liczby cykli zamrażania i rozmrażania nie odnotowano również pogorszenia własności transportowych zapraw.

EN

The damage of concrete was characterized by the permeability evolution due to cyclic water freezing. The measurements have been performed on concrete specimens with different water-cement ratios [w/c = 0.4 and 0.5] without air-entraining admixtures. The change of compressive strength was also controlled along with freezing cycles. The alteration of pore size distribution was investigated for cement mortars [w/c = 0.4 and 0.5] by means of mercury intrusion porosimetry test. In the case of w/c = 0.50, one can observe an increase in transport parameters such as the intrinsic permeability coefficient. For w/c = 0.40, it can be noticed a lack of ice-induced microstructure degradation. With the increasing number of freeze and thaw cycles, no further destruction of the transport properties was noticed.