Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rheological properties of cement pastes modified with pumice, trass and chalcedonite powder

Spychał Edyta, Vyšvařil Martin

Structure and Environment

|

2023

|

Vol. 15, no. 4

217--226

EN

The article presents the influence of pumice, trass and chalcedonite powder on rheological properties of cement pastes. Cement was being replaced both of additions 10% or 20% by mass and combination of pumice or trass and chalcedonite powder in the amount 5% or 10% of each of them. The main purpose of the publication was to assess the effects of chalcedonite powder with selected mineral additions in terms of rheological properties and compare them with the results obtained for pastes modified with only one of the additions. In each case, the additive or combination of additives introduced into the paste reduced the flow, compared to the result of paste without additive(s). Rheological properties varied depending on type and amount of additive(s).

PL

W artykule przedstawiono badania wpływu pumeksu, trasu oraz mączki chalcedonitowej na właściwości reologiczne zaczynów cementowych. Cement zastępowano każdym z dodatków w ilości 10% lub 20% oraz kombinacją pumeksu lub trasu z mączką chalcedonitową w ilości po 5% i 10% każdym z nich. Głównym celem pracy była ocena współdziałania mączki chalcedonitowej z wybranymi dodatkami mineralnymi w zakresie właściwości reologicznych oraz porównanie rezultatów badań z wynikami uzyskanymi dla zaczynów modyfikowanych tylko jednym z dodatków. W każdym z przypadków dodatek lub kombinacja dodatków wprowadzone do zaczynu wpłynęły na zmniejszenie rozpływu, w porównaniu do wyników uzyskanych dla zaczynu bez dodatku(ów). Właściwości reologiczne były zróżnicowane w zależności od rodzaju i ilości dodatku(ów).

2

Deformacje kompozytów cementowych w wysokich temperaturach

Plechawski Stanisław

Budownictwo i Prawo

|

2023

|

R. 26, nr 3

25--30

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia wpływu wysokich temperatur na deformacje kompozytów cementowych: beton, zaczyn i zaprawę. Jest to fragment szerzej prowadzonych badań własnych oddziaływania temperatur pożarowych na wybrane parametry struktury betonów, w których za wiodący temat uznano odporność na pękanie wyrażoną poprzez krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIC . Wykonano też inne, niezbędne badania kompozytów cementowych m.in. wytrzymałości na ściskanie, rozciąganie przy zginaniu i przez rozłupywanie, dynamicznego modułu sprężystości, a także badania odkształceń próbek betonu, zaczynu i zaprawy, zmiany ich objętości oraz ubytki masy, jak również obserwacje i badania SEM. Składy badanych kompozytów nie zawierały żadnych dodatków ani domieszek z uwagi na wiarygodność badań pod wpływem wysokich temperatur. Dodatkowe składniki w zależności od ich rodzaju, proporcji, pochodzenia itp. mogą wpływać na niejednoznaczność otrzymanych wyników. Publikowane przez różnych autorów badania nie zawsze są jednoznaczne i miarodajne dla wszystkich rodzajów betonu. Badania takie stanowią podstawę do oceny bezpieczeństwa, trwałości i niezawodności konstrukcji po pożarze.

EN

The article presents the issues of the impact of high temperatures on the deformation of cement composites: concrete, paste and mortar. It is a fragment of the widely conducted own research on the impact of fire temperatures on selected parameters of concrete structure, in which crack resistance expressed by the critical stress intensity factor KIC was recognized as the leading. Other necessary tests of cement composites were also carried out, including compressive strength, tensile strength at bending and splitting, dynamic modulus of elasticity, as well as testing deformations of concrete, paste and mortar samples, changes in their volume and weight loss, as well as SEM observations and tests. The compositions of the tested composites did not contain any additions or admixtures due to the reliability of the tests under the influence of high temperatures. Additional ingredients depending on their type, proportion, origin, etc. may affect the ambiguity of the results obtained. Studies published by various authors are not always unambiguous and authoritative for all types of concrete. Such studies are the basis for assessing the safety, durability and reliability of structures after a fire.

3

Electromagnetic properties of cement paste after microwave pretreatment

Li Yue, Liu Yunze, Jin Caiyun

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 3

art. no. e185, 2023

EN

In this paper, the effect of microwave pretreatment on the electromagnetic properties of cement paste was investigated. Four different durations of microwave pretreatment were carried out after the standard conditioning of cement paste specimens for 3 days. Subsequently, the electromagnetic properties of the cement paste were tested, the electromagnetic losses of the specimens were calculated and the changes in the dielectric constants were analyzed. Finally, the mechanism by which microwave pretreatment affects the electromagnetic properties was analyzed based on the pore characteristics and hydration results. The results show that microwave pretreatment can improve the electromagnetic loss as well as the dielectric constant of cement paste specimens, but has no significant effect on the magnetic permeability. With the increase of microwave pretreatment time, the reflection loss, absorption loss, and total loss of electromagnetic waves increase significantly, and the multiple reflection loss decreases. The real part of the dielectric constant, imaginary part, and loss angle tangent all increased. There are two main reasons for the increase in electromagnetic loss and dielectric properties of the specimens after microwave pretreatment. One is the significant increase in the percentage of micropores less than 50 nm in the specimen, which increases the reflection loss and absorption loss of electromagnetic waves. On the other hand, microwave pretreatment significantly increased the degree of hydration of the specimen, making the specimen intermediate electrical properties of the larger proportion of the material phase (such as gel), which in turn increased the electromagnetic loss.In this paper, the effect of microwave pretreatment on the electromagnetic properties of cement paste was investigated. Four different durations of microwave pretreatment were carried out after the standard conditioning of cement paste specimens for 3 days. Subsequently, the electromagnetic properties of the cement paste were tested, the electromagnetic losses of the specimens were calculated and the changes in the dielectric constants were analyzed. Finally, the mechanism by which microwave pretreatment affects the electromagnetic properties was analyzed based on the pore characteristics and hydration results. The results show that microwave pretreatment can improve the electromagnetic loss as well as the dielectric constant of cement paste specimens, but has no significant effect on the magnetic permeability. With the increase of microwave pretreatment time, the reflection loss, absorption loss, and total loss of electromagnetic waves increase significantly, and the multiple reflection loss decreases. The real part of the dielectric constant, imaginary part, and loss angle tangent all increased. There are two main reasons for the increase in electromagnetic loss and dielectric properties of the specimens after microwave pretreatment. One is the significant increase in the percentage of micropores less than 50 nm in the specimen, which increases the reflection loss and absorption loss of electromagnetic waves. On the other hand, microwave pretreatment significantly increased the degree of hydration of the specimen, making the specimen intermediate electrical properties of the larger proportion of the material phase (such as gel), which in turn increased the electromagnetic loss.

4

Wpływ mączki ze skorupek jaj kurzych i z wapienia, na właściwości reologiczne zaczynów cementowych

Grzeszczyk Stefania, Kaleta-Jurowska Alina, Jurowski Krystian

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 6

403--411

PL

Przedstawiono badania wpływu mączki, uzyskanej ze skorupek jaj kurzych oraz z wapienia, na właściwości reologiczne zaczynów cementowych. Mączki dodano do cementu portlandzkiego CEM I 42,5 R, w ilości 30%. Stwierdzono większe granice płynięcia i lepkości plastyczne dla zaczynów z cementów z dodatkiem mączki ze skorupek jaj kurzych, od zaczynów cementowych, z dodatkiem mączki z wapienia. Przyczyną jest wpływ budowy błonki jajka kurzego. Chłonąca wodę i pęczniejąca w zaczynie cementowym błonka, powoduje wzrost lepkości oraz zwiększenie tiksotropii w wyniku łączenia się cząstek, w porównaniu z klasycznym zaczynem oraz zaczynem z dodatkiem mączki z wapienia.

EN

The paper presents the effect of the powders obtained from eggshells and limestone on the rheological properties of cement pastes. Both powders were added to Portland cement CEM I 42.5 R, 30% by mass. The higher yield stress and plastic viscosity of the cement pastes prepared with the addition of eggshell powder, compared to the cement pastes made with limestone powder, were explained by the influence of the eggshell membrane and its chemical structure. The membrane, which absorbs water and expands in the cement paste, is causing an increase in rheological parameters. The membrane, which absorbs water and swells in the cement paste, causes an increase in viscosity and thixotropy compared to the neat cement slurry and slurry with limestone meal added as a result of particle bonding.

5

Nowy proekologiczny materiał Polytech

Juraszek Janusz, Walusiak Hubert

Przegląd Budowlany

|

2021

|

R. 92, nr 11-12

86--89

PL

W artykule przedstawiono nowy materiał, w skład którego wchodzi w 60% styropian (EPS) pochodzący z recyklingu i zaczyn cementowy. Opisano technologie monitoringu elementu prefabrykowanego przeznaczonego do badań w postaci fragmentu ściany z otworem okiennym i nadprożem. Wyznaczono doświadczalnie jego parametry wytrzymałościowe w tym moduł Younga. Ściana z nadprożem została wykonana w zakładzie prefabrykacji i wysezonowana do osiągnięcia zakładanej wytrzymałości. W celu przeprowadzenia analizy przedmiotowego elementu w warunkach laboratoryjnych zastosowano technologię polegającą na wprowadzeniu światłowodowych czujników odkształceń z siatkami Bragga do testowanej przegrody. Dużą zaletą czujników światłowodowych FBG jest możliwość prowadzenia stałego pomiaru prefabrykatu. Sensory FBG wprowadzono w strukturę konstrukcji, co stanowi istotną zaletę systemu pomiarowego. Zarejestrowano pracę elementu podczas prób obciążania i odciążania. Odkształcenia i wytrzymałość nadproża wyznaczono podczas prowadzonych badań. Wyniki pomiarów ujawniły właściwości przedmiotowego materiału i ułatwiły wprowadzenie odpowiednich modyfikacji.

EN

The article presents a new material consisting of 60% recycled polystyrene (EPS) and cement slurry. The monitoring technologies of a prefabricated element intended for testing in the form of a wall fragment with a window opening and a lintel are described. Its strength parameters, including Young’s modulus, have been experimentally determined. The lintel wall was made in a prefabrication plant and seasoned to achieve the assumed strength. In order to analyze the component in question in laboratory conditions, a technology was used consisting in introducing fiber-optic deformation sensors with Bragg grids to the tested partition. The big advantage of FBG fiber optic sensors is the possibility of continuous measurement of the prefabricated element. FBG sensors were introduced into the structure of the structure, which is a significant advantage of the measurement system. The work of the element during loading and unloading tests was recorded. Lintel deformations and strength were determined during the conducted research. The results of the measurements revealed the properties of the material in question and facilitated the introduction of appropriate modifications.

6

Badania rozmieszczenia cząstek dodatków mineralnych w cementach dwuskładnikowych

Marchetti Guillermina, Di Salvo Barsi Antonela, Rahhal Viviana, Irassar Edgardo F.

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 5

366--378

PL

Zbadano wpływ dodatku wapiennego [DW], dolomitowego [DD], metaillitu [MI] i prażonej gliny illitowej [GP] na gęstość mikrostruktury zaczynów z cementów dwuskładnikowych, pod względem grubości warstwy wody [GWW] i optymalnego zapotrzebowania na wodę [OZW]. Przeanalizowano wpływ tych uzupełniających materiałów cementowych [UMC] na rozpływ zaczynów i zapraw cementowych oraz omówiono wytrzymałość zapraw na ściskanie. Wyniki wykazują, że wpływ dodatków UMC na gęstość mikrostruktury zaczynów jest ściśle związany z rozkładem wielkości ziaren. Optymalna zawartość UMC zapewnia wieloskładnikowym cementom maksymalną gęstość mikrostruktury zaczynów. Wpływ na rozpływ zaczynów zależy nie tylko od gęstości mikrostruktury, ale także od powierzchni ziaren, a zastosowanie wymienionych UMC zwiększa wytrzymałość zapraw na ściskanie.

EN

The effect of limestone filler [LF], dolomite filler [DF], metakaolin [MK], and metaillite [MI] additives on the packing density of the binary blended cements were studied using of the water film thickness [WFT] and the optimal water demand [OWD]. The influence of these supplementary cementitious materials [SCM] on the flowability of cement pastes and mortars was analyzed and the compressive strength of mortars was discussed. The results indicate that the incorporation of these SCM on the packing density is highly related to the particle size distribution and the optimal addition of SCM to the blended cements, assures maximum packing density. The effects on flowability not only depend on packing density but of the surface area of particles and the addition of SCM enhance the compressive strength of the mortars.

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

Domieszki w technologii wysokowartościowych betonów mostowych

Bajno Dariusz, Grzybowska Agnieszka, Mrozik Łukasz

Mosty

|

2020

|

nr 1

62--65

PL

Betony wysokowartościowe (BWW) stwarzają dużo większe możliwości w porównaniu z betonami zwykłymi. Wiodącą właściwością mechaniczną betonu jest wytrzymałość na ściskanie, lecz proces kształtowania struktury prowadzący do otrzymania betonu o wysokiej wytrzymałości zwiększa szanse na to, że również inne cechy charakterystyczne (np.: mrozoodporność, nasiąkliwość, moduł sprężystości, ścieralność i inne) będą polepszone w stosunku do analogicznych parametrów betonu zwykłego. W artykule rozważany będzie taki właśnie rodzaj betonu, ponieważ jest to ważna grupa kompozytów o szerokim zastosowaniu w mostownictwie, konstrukcjach wysokich czy drogownictwie.

EN

High-performance concretes provide many more opportunities as compared to ordinary concretes. A leading mechanical property of concrete is compressive strength, but the process of shaping the structure leading to obtaining high-strength concrete increases the chances that other characteristics (e.g. frost resistance, absorbability, modulus of elasticity, abrasiveness and others) will be improved in relation to the corresponding parameters of ordinary concrete. In this article, this type of concrete (of a low water to binder ratio) will be considered, because it is an important group of concretes with a wide range of applications in bridges, high structures and road construction.

9

Experimental study on mechanical properties of nano-modified cement paste

Wang Zhi, Qin Wenjing, Zhang Lijuan

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 3

253--263

EN

The mechanical properties of cement paste modified by nano-TiO2 (nT) and nano-SiO2 (nS) were experimentally studied. The compressive strength increased first and then decreased with the increase of nanoparticle content. When nanoparticles were added into the cement paste as a filler to improve the microstructure, the two kinds of particles both could form a tighter mesh structure, which would enhance the density and strength of the structure. The elastic modulus increased rapidly with the increase of the nT content and reached a peak when the nanoparticle content is about 3%, which was about twice the elastic modulus of ordinary cement paste. The Scanning electron microscopy (SEM) observation results showed that the microstructure of cement was network connection and fiber tube. The hydration progress of ordinary cement slurry was insufficient, and many unreacted cement particles remained. With the addition of nanoparticles, the internal structure of the cement became denser, with fewer pore cracks, smaller pore diameters, more complex fiber tube arrangements, and significant anisotropy, thereby improving strength and mechanical properties.

10

Cement paste microporosity analysis: a comparison of different experimental techniques

Bednarska Dalia, Koniorczyk Marcin

Technical Transactions

|

2019

|

Vol. 116, iss. 9

71--80

EN

Microstructure defines almost all material physical properties of a substance. Thus, its proper identification is essential for the assessment of material durability. Porous materials constitute the vast majority of those applied in civil engineering. The most important parameters describing a porous structure are the specific surface area, the shape and volume of pores and the pore size distribution. There are several methods which provide such results; however, each of them has some drawbacks. The main purpose of this paper is to compare results obtained by means of various methods commonly applied to the investigation of microstructure. These methods are mercury intrusion porosimetry (MIP), low temperature sorption of nitrogen and thermoporometry (TPM). The experimental research is conducted on aluminium oxide, which is characterised by unimodal pore size distribution and hardened cement paste prepared using portland cement (CEM I 42.5R with water-cement ratio equal to 0.5. The results obtained by the above-mentioned methods are thoroughly described and compared in this paper. Each of the presented approaches has some limitations; therefore, in order to receive a reliable description of porous microstructure, one has to apply at least two different experimental methods.

PL

Wśród materiałów budowlanych przeważającą większość stanowią materiały porowate. Dokładna znajomość mikrostruktury jest kluczowa w ocenie ich wytrzymałości i trwałości. Istnieje wiele metod eksperymentalnych służących do analizy struktur porowatych. W niniejszym opracowaniu porównane zostały następujące techniki: porozymetria rtęciowa (MIP), niskotemperaturowa adsorpcja azotu oraz termoporometria (TPM). Badaniom eksperymentalnym poddano dwa materiały. Pierwszy z nich, tlenek glinu, jest materiałem referencyjnym o unimodalnym rozkładzie porów. Zgodnie z deklaracją producenta dominująca średnica porów wynosi 7.3 nm. Drugim zastosowanym materiałem jest zaczyn cementowy przygotowany na bazie cementu portlandzkiego CEM I 42,5R. Stwardniały zaczyn charakteryzuje się skomplikowanym rozkładem porów. Opisane techniki analizy mikrostruktury są komplementarne. Aby uzyskać wiarygodny opis struktury wewnętrznej materiałów o skomplikowanym rozkładzie porów należy zastosować co najmniej dwie metody badawcze.

11

Use of admixture effectiveness curves for prediction of the compressive strength of concrete

Grzybowska A., Mrozik Ł.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2018

|

nr 21(3)

175--182

EN

This paper presents the results of individual laboratory tests conducted in the Research and Experiment Facility of the University of Science and Technology in Bydgoszcz, in particular of tests conducted on pastes of low water-binder ratios (from 0.2 to standard water demand (Mrozik 2012)). The purpose of this document is to examine the effect of the applied admixtures (plasticizer or superplasticizer) and its amount on the bulk density of a cement paste, thus on the compressive strength of concrete (as shown in the paper (Neville 2012), properties of concrete can be estimated on the basis of pastes). Conclusions concerning the suitability of specific amounts of plasticisers and superplasticizers were formulated and effectiveness curves were established on the basis thereof.

12

Przyspieszające działanie popiołu z łusek ryżowych na hydratację zaczynów cementowych z dodatkiem estru styrenowo-akrylowego

Wang R., Wang G.

Cement Wapno Beton

|

2018

|

R. 21/83, nr 5

396--406

PL

Popiół z łusek ryżowych jest dobrym oraz ekonomicznym dodatkiem przyspieszającym wiązanie i twardnienie zaczynów z cementu z dodatkiem estru styrenowo-akrylowego. Dodatek popiołu powoduje skrócenie początku i końca wiązania. Zależnie od dodatku popiołu czas wiązania zaczynu z polimerem może być nawet krótszy niż czas wiązania zaczynu cementowego, bez dodatku polimeru. Dodatkowo popiół z łusek ryżowych zwiększa wytrzymałość wczesną. Popiół z łusek ryżowych przyspiesza hydratację cementu w zaczynie z estrem styrenowo-akrylowym: znacznie skraca okres indukcji, zwiększa intensywność wydzielania ciepła hydratacji oraz stopień przereagowania cementu. Badania wykazały, że popiół z łusek ryżowych przyspiesza hydratację glinianu trójwapniowego oraz alitu, co powoduje powstawanie większych ilości ettringitu, fazy C-S-H. Popiół z łusek ryżowych ma dużą zawartość aktywnej krzemionki i może w zaczynie z cement-SAE reagować z wodorotlenkiem wapnia z utworzeniem żelu C-S-H.

EN

Rice husk ash [RHA] is an economical and effective material to accelerate the setting and hardening process of styrene-acrylic ester/cement [SAE-cement] composites. It makes the setting time of the SAE-cement as short as Portland cement or even shorter if necessary and enhances the early strength markedly. The RHA accelerates the hydration of SAE-cement: it significantly shortens the induction period of the SAE-cement hydration, increases the hydration heat evolution rate and hydration degree. RHA is a kind of active silica and reacts with Ca(OH)2 in the SAE-cement with C-S-H phase formation. RHA promotes the hydration of C3A and C3S and thus the formation of AFt and C-S-H.

13

Badanie właściwości mechanicznych i mikrostruktury zaczynu cementowego z kulkami szklanymi z wykorzystaniem modelu faza - pole i funkcji ścieżki liniowej do opisu pękania

Han T. S., Chung S. Y., Kim J. S.

Cement Wapno Beton

|

2018

|

R. 21/83, nr 3

239--250

PL

Zrozumienie właściwości mechanicznych i ich związku z mikrostrukturą zaczynu cementowego jest kluczowe dla oceny jakości istniejących materiałów cementowych i projektowania nowych materiałów cementowych. W pracy tej zastosowano model pola dyfuzyjnego fazy pękania do symulacji propagacji wielu mikrospękań w materiałach cementowych z losowymi sferycznymi pustkami poddanych naprężeniom bezpośrednim. Właściwości mechaniczne oceniane za pomocą tego modelu porównywano z charakterystyką funkcji ścieżki liniowej, jednej z funkcji prawdopodobieństwa małego rzędu. Stwierdzono, że funkcja ścieżki liniowej może być skuteczna do charakteryzowania ciągłości fazy stałej w odniesieniu do właściwości mechanicznych i anizotropii.

EN

Understanding the mechanical properties and their relation to the microstructure of cement paste is crucial for evaluating the performance of existing cementitious materials and for designing new cementitious materials. In this work, a diffusive crack phase field model is applied to multiple-microcrack propagation simulations of cementitious materials with random spherical voids experiencing direct tension. The mechanical properties evaluated using this model are further compared with the characteristics of the lineal-path function, one of the low-order probability functions. Through the analysis, it is found that the lineal-path function can be effective for characterizing the solid phase connectivity in relation to mechanical properties and anisotropy.

14

Nanocomposites prepared by a dispersion of CNTS on cement particles

Rocha V., Ludvig P.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2018

|

Vol. 11, no. 2

73--77

EN

The hydrophobic behaviour of carbon nanotubes (CNTs) is a main challenge for the incorporation in Portland cement (PC) composites. In this paper, multi-wallet carbon nanotubes (MWCNTs) at proportions of 0%, 0.05% and 0.10% of cement weigh, without any surface treatment, were mixed in a non-aqueous isopropanol media and unhydrated PC and were sonicated for 2 hours. Thereafter isopropanol was evaporated, water was added to the mixture of cement and carbon nanotubes, and pastes were prepared and moulded. After 28 days, the cement pastes were subjected to compressive and splitting tensile tests. Results indicated better performance of PC nanocomposites. Incorporation of 0.05 % of CNTs resulted in gains of approximately 50% in both compressive and splitting tensile strengths. The results suggest that reinforcement due to the presence of carbon nanotubes and/or the nanomaterial acted as nucleation sites for cement hydration product formation leading to a matrix densification.

PL

Hydrofobowe zachowanie się nanorurek węglowych (CNT) jest głównym problemem dla ich zastosowania w materiałach kompozytowych na bazie cementu portlandzkiego (PC). W tym artykule przedstawiono wyniki badań wielowarstwowych nanorurek węglowych (MWCNT), które w proporcji 0%, 0.05 % i 0.10 % masy cementu, bez żadnej obróbki powierzchniowej, mieszano w niewodnym medium izopropanolowym i bezwodnym cemencie portlandzkim, i sonikowano przez 2 godziny. Następnie odparowano izopropanol; do mieszaniny cementu i nanorurek węglowych dodawano wodę; przygotowywano zaczyny i uformowano próbki. Po upływie 28 dni, zaczyny cementowe poddano badaniom na ściskanie i rozciąganie przez rozłupanie. Wyniki badań wskazują na lepsze zachowanie nanokompozytów z cementu portlandzkiego. Dodatek w postaci 0.05% CNT przyniósł zysk w przybliżeniu 50% zarówno dla wytrzymałości na ściskanie jak i rozciąganie prze rozłupanie. Wyniki badań wskazują, że zbrojenie w postaci nanorurek węglowych i/lub nanomateriałów działało jako miejsca zarodkowania do tworzenia produktu hydratacji cementu, prowadząc do zagęszczenia matrycy cementowej.

15

Effects of natural zeolite particle size on the cement paste properties

Czapik P., Czechowicz M.

Structure and Environment

|

2017

|

Vol. 9, no. 3

180--190

EN

This paper reports the test results of the Transcarpathian zeolite grain size on the cement-zeolite pastes properties. Materials used in this study included CEM I 42.5R and the zeolite chiefly composed of clinoptilolite. Tests were performed to determine the setting times, hydration kinetics and phase composition of pastes, and the consistency and compressive strength of mortars. It was demonstrated that the degree of fineness of zeolite had a significant effect on its pozzolanic properties, thereby affecting the properties of mortars. Depending on the zeolite gradation, the compressive strength of mortars can increase or decrease. Likewise, the zeolite fineness can contribute to higher or lower flowability of mortars compared to the mortars without the mineral additive.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań wpływu rozdrobnienia zeolitu zakarpackiego na właściwości zaprawy cementowo-zeolitowej. W badaniach użyto dostępnego na polskim rynku cementu CEM I 42,5R oraz zeolitu, który w głównej mierze składał się z klinoptilolitu. Przeprowadzono badania czasu wiązania, kinetyki hydratacji i składu fazowego w zaczynie oraz badania konsystencji i wytrzymałości na ściskanie zapraw. Stwierdzono, że rozdrobnienie zeolitu ma istotny wpływ na jego właściwości pucolanowe, a przez to i na właściwości zaprawy. W zależności od uziarnienia zeolitu wytrzymałość na ściskanie zapraw może rosnąć lub maleć. Podobnie z uwagi na rozdrobnienie zeolitu płynność zaprawy może być mniejsza lub większa od płynności zaprawy bez dodatku mineralnego.

16

Wpływ domieszek chemicznych o różnym działaniu na właściwości zaczynów i zapraw cementowych

Janowska-Renkas E., Matyjaszczyk D.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2017

|

z. 17

99--112

EN

The presented research is aimed at demonstrating differences in the effectiveness of action between chemical admixtures available on the domestic market with a similar and different course of action in cement pastes and mortars. Admixtures with aeration, aeration and plasticizing, sealing, acceleration of setting time, and liquefaction effect came from different manufacturers and were used in the amount recommended by them. It has been shown that, in the case of chemical admixtures with different direction of effect, their effectiveness in cement mortars is conditioned by the mechanism of their action. However, for the admixtures with the same direction of action, but coming from different manufacturers, the decisive influence on their effectiveness in mortars is their dosage amount and the type and concentration of organic compounds used to produce these admixtures. The greatest improvement in the properties of mortar, demonstrated by their increased compressive strength, slight linear changes and lower absorbability, was obtained in the presence of liquidizing admixtures and slightly inferior in the presence of ones that accelerate setting time, plasticize, seal or aerate. On the other hand, the least beneficial effect on improving the functional properties of mortars was observed in the presence of aeration and plasticizing admixtures.

17

Ocena wpływu domieszek i dodatków na właściwości matrycy cementowej

Rucińska T., Gul M.

Przegląd Budowlany

|

2017

|

R. 88, nr 7-8

50--55

PL

W artykule przedstawiono rezultat badań pozwalających ocenić właściwości matrycy cementowej z udziałem dodatków i domieszek. Do tego celu wykorzystano popiół lotny, pył krzemowo-wapienny (CaSi), superplastyfikator i domieszkę napowietrzającą. Zakres badań obejmował podstawowe badania cementu, takie jak normowa konsystencja i czas wiązania, a także stwardniałego zaczynu w zakresie rozwoju wytrzymałości w czasie dojrzewania do 56 dni oraz skurczu przy wysychaniu w niekorzystnych warunkach wilgotności względnej otoczenia RH=(50±5)%. Dozując do zaczynu cementowego domieszki i dodatki w zróżnicowanej ilości, wskazano na zmiany we właściwości matrycy cementowej wynikające z tego faktu.

EN

The article presents the result of research which makes it possible to assess the properties of the cement matrix containing additives and admixtures. For this purpose, the researchers used volatile ashes, silicon-and-calcium dust (CaSi), liquifying admixture as well as aerating admixture. The scope of research covered basic cement tests, such as norm consistency and time of setting and of hardened slurry in the scope of development of strength in the maturing time of up to 56 days as well as shrinkage during drying in unfavourable conditions of relative humidity of the surroundings RH=(50±5)%. By dosing admixtures and additives to the cement slurry in various quantities, changes have been pointed out regarding properties of the cement matrix resulting from this fact.

18

Ocena tiksotropii zaczynów cementowych za pomocą metody wielokrotnych skokowych zmian szybkości ścinania

Kaleta A., Grzeszczyk S.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 8

65--67

PL

W artykule zaprezentowano metodę wielokrotnych skokowych zmian szybkości ścinania oraz model Kembłowskiego i Petery do ilościowej oceny zjawiska tiksotropii zaczynów cementowych bez i z udziałem superplastyfikatora. Wykazano, że model Kembłowskiego i Petery dobrze odwzorowuje wyniki badań eksperymentalnych. W przypadku zaczynu cementowego bez superplastyfikatora poprawność dopasowania wyników modelu do wyników eksperymentu, oceniona za pomocą średniego względnego błędu wynosi 97,0%, natomiast w przypadku zaczynu z superplastyfikatorem 95,6%. Zastosowanie metody wielokrotnych skokowych zmian szybkości ścinania oraz modelu Kembłowskiego i Petery pozwoliło na wykreślenie krzywej równowagowej, która podaje zależność równowagowego naprężenia stycznego od szybkości ścinania.

EN

In this paper the step-change of shear rate method and model proposed by Kembłowski and Petera was used to quantitative assessment of thixotropic behaviour of cement pastes with and without superplasticizer. It was demonstrated that the proposed Kembłowski and Petera model provides good matching according to experimentally obtained values. The model matching correctness relates to experiment for cement pastes with and without superplasticizer was assessed by the mean relative percentage error and it equals respectively 95.6% and 97.0%. The application of step-change of shear rate method and the model proposed by Kembłowski and Petera provides to determine of equilibrium curve, which specifies the relation between the equilibrium shear stress and shear rate.

19

Kształtowanie struktury zaczynów cementowych stosowanych do produkcji wibroprasowanych elementów nawierzchni drogowych

Mrozik Ł., Grzybowska A.

Magazyn Autostrady

|

2017

|

Nr 10

42--44

PL

Kompozyty cementowo-kruszywowe to jedno z podstawowych rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych stosowanych w inżynierii lądowej. Szeroki zakres ich stosowania wynika przede wszystkim z możliwości dość swobodnego kształtowania wymaganych parametrów, w tym wiodącej właściwości mechanicznej, jaką jest wytrzymałość na ściskanie. Jak wiadomo z podstawowej literatury przedmiotu, istnieje w przybliżeniu proporcjonalna zależność pomiędzy wytrzymałością stwardniałego zaczynu a analogiczną cechą zaprawy cementowej i betonu, a różnice wynikają z wprowadzenia kruszywa. Biorąc to pod uwagę, w niniejszej pracy omówiono wybrane zagadnienia i problemy związane z projektowaniem kompozytów cementowych o założonej wytrzymałości. Szczególną uwagę zwrócono na problem kształtowania struktury dyspersji cementowych o niskim stosunku wodno-spoiwowym.

EN

Cement-aggregate composites are one of the most essential structural and material solutions used in civil engineering. The wide range of their application is the result of the possibility of quite free developing of required parameters, including the main mechanical property which is the compressive strength. As is known from the basic literature of the subject, an approximately proportional relationship exists between the hardened cement paste strength and analogous properties of mortar and concrete. The differences are the result of adding aggregate. Considering this into account, in the article, selected issues and problems related to designing cement composites with a specified strength have been discussed. Particular attention has been paid to the structure designing of cement dispersion with low water–binder ratio.

20

Wpływ uziarnienia i zawartości superabsorbującego polimeru (SAP) na podstawowe właściwości i porowatość zaczynu cementowego

Śliwiński J., Zachariasz T.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 22/84, nr 4

289--298

PL

Badano zaczyn z cementu CEM I 42,5 o wskaźniku w/c = 0,3 z dodatkiem 0,3% i 0,5% superabsorbującego polimeru SAP, o ziarnach różnej wielkości (63/90; 90/125, 125/250 i 250/500 μm). Próbki zaczynu dojrzewały przez 3 dni w wodzie, a następnie w powietrzu w warunkach braku wymiany wilgoci z otoczeniem. Badania wykazały brak wpływu domieszki SAP na porowatość całkowitą. Natomiast stwierdzono wpływ zawartości i uziarnienia domieszki SAP na mikroporowatość. W zaczynach zawierających tę domieszkę zwiększeniu ulega zawartość mikroporów o średnicy od około 50 do około 100 nm kosztem obniżenia zawartości mikroporów większych. Równocześnie nastąpiło zmniejszenie wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu od około 10% do około 30%, przy równoczesnym niewielkim zwiększeniu wytrzymałości na ściskanie. Te zmiany właściwości zaczynów łączą się prawdopodobnie ze zjawiskiem tak zwanej pielęgnacji wewnętrznej, którą umożliwia woda zmagazynowana w ziarnach SAP.

EN

The paste from cement CEM I 42.5 with a w/c ratio of 0.3 with the addition of 0.3% and 0.5% by mass of superabsorbent polymer (SAP), with particles of various sizes (63/90, 90/125, 125/250 and 250/500 μm) was tested. The samples were water-cured for 3 days and then air-cured under sealed conditions. The study has shown no effect of SAP on total paste porosity, however, it was found that this admixture had an impact on microporosity. The share of micropores with diameters ranging from ca. 50 to ca. 100 nm increased at the expense of larger micropores. Simultaneously the SAP addition caused a decrease of splitting bending strength from 10% to 30% and slight increase of compressive strength. These changes of pastes properties are probably associated with so-called internal curing, which is enabled by the water stored in SAP particles.