Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ wybranych dodatków lekkich na zmianę parametrów technologicznych zaczynu

Kremieniewski Marcin

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 6

426--434

PL

W celu obniżenia gęstości zaczynów przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w warunkach obniżonego ciśnienia złożowego czy w strefach skał słabo zwięzłych stosuje się lekkie dodatki, takie jak mikrosfera bądź perlit. Użycie tego rodzaju materiałów pozwala na zredukowanie wartości ciśnienia hydrostatycznego i tym samym zapobiega ucieczce cementu w strefy słabo zwięzłe. Dodatkowo zaczyny o obniżonej gęstości mogą być stosowane w przypadku konieczności tłoczenia cementu w przestrzeni pozarurowej na dużą wysokość. Jednak wykorzystanie dodatków redukujących gęstość zaczynu nie pozostaje bez znaczenia dla parametrów technologicznych zarówno świeżego, jak i stwardniałego zaczynu. W przypadku płynnego zaczynu obecność lekkich frakcji powoduje zmianę parametrów reologicznych zaczynu, wzrost wartości filtracji bądź też odstoju wody. Natomiast analizując parametry stwardniałego zaczynu cementowego, należy się spodziewać obniżenia wartości wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych itp. Z uwagi na konieczność stosowania w recepturach zaczynów lekkich dodatków redukujących gęstość w niniejszej publikacji omówiono to zagadnienie na podstawie przeprowadzonych prac badawczych. W artykule przedstawiono wyniki badań zaczynów zawierających 4 różne dodatki (mikrosferę glinokrzemianową dotychczas stosowaną, mikrosferę glinokrzemianową nowej generacji CSF K, mikrosferę szklaną oraz perlit filtracyjny E100F). Dodatki lekkie stosowano w ilości 15% w stosunku do masy cementu. Przeprowadzono badania dla zaczynu kontrolnego (bez dodatków lekkich). Zaczyn ten zawierał w swoim składzie środki niezbędne do kontrolowania parametrów decydujących o efektywności uszczelniania otworu wiertniczego. Następnie receptura kontrolna była modyfikowana dodatkiem lekkich frakcji. Przeprowadzono badania laboratoryjne parametrów technologicznych zarówno świeżych, jak i stwardniałych zaczynów cementowych. Na podstawie uzyskanych wyników określono wpływ badanych lekkich dodatków na parametry świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych.

EN

Light additives such as microsphere or perlite are used to reduce the density of slurries intended for sealing casing columns in conditions of reduced deposit pressure or in the zones of weakly concise rocks. The use of this type of materials allows to reduce the value of hydrostatic pressure and thus prevents the cement slurry from escaping into weakly consolidated zones. In addition, lightweight cement slurries can be used for pressing the cement slurry to a great height. However, the use of additives reducing the density of the cement slurry changes the technological parameters of both fresh and hardened cement slurry. In the case of a liquid cement slurry, the presence of light fractions changes the rheological parameters of the slurry, increases the filtration value or free water. On the other hand, when analyzing the parameters of the hardened cement slurry, a decrease in the compressive strength, bending strength, adhesion to steel pipes and others should be expected. Due to the necessity to use light additives reducing the density in the cement slurry formulas, this publication discusses this issue on the basis of the conducted research. The article presents the results of tests of slurries containing 4 different additives (the previously used aluminosilicate microsphere, the new generation CSF K aluminosilicate microsphere, glass microsphere and E100F filter perlite). Light additives were used in the amount of 15% in relation to the weight of the cement. Tests were carried out for the control cement slurry (without light additives). This slurry contained in its composition the additives necessary to control the parameters determining the effectiveness of sealing the borehole. Then the control recipe was modified with the addition of light fractions. Laboratory tests of technological parameters of both fresh and hardened cement slurries were carried out. On the basis of the obtained results, the influence of the tested light additives on the parameters of fresh and hardened cement slurries was determined.

2

Wpływ mączki granitowej na wybrane właściwości zapraw cementowych

Woźniak Zuzanna, Chajec Adrian

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 4

58--61

PL

Celem badań było określenie wpływu częściowego zastąpienia cementu mączką granitową na wybrane właściwości zapraw cementowych. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości mączki granitowej w zaprawie zmniejsza się średnica rozpływu. Jest to związane z dużą powierzchnią właściwą ziaren mączki granitowej w porównaniu z cementem. Gęstość objętościowa próbki referencyjnej jest mniejsza niż próbek z mączką granitową. Ponadto dodatek mączki granitowej skraca proces wiązania o ok. 25 min i ma pozytywny wpływ na temperaturę świeżej zaprawy w porównaniu z próbką referencyjną. Powoduje jej obniżenie, co może ułatwić proces betonowania w warunkach letnich. Częściowa zamiana cementu mączką granitową powoduje zmniejszenie wytrzymałości na ściskanie do 6% oraz wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu do 18,7% w porównaniu z próbką referencyjną.

EN

The aim of these studies is to determine the effect of partial replacement of cement with granite powder on selected properties of cement mortars. It was found that the spreading diameter decreased with the increase in the content of granite powder in the mortar. This is due to the large specific surface area of granite powder grains compared to cement. The volume density of the reference sample is lower than that of the samples with granite powder. The addition of granite powder shortens the setting process by 25 minutes, compared to the reference sample and has a positive effect on the temperature of the fresh mortar by lowering it, which may have a positive effect on the concreting process in summer conditions. Partial replacement of cement with granite powder results in a reduction up to 6% of the compressive strength compared to the reference sample and a reduction of up to 18.7% of the bending tensile strength.

3

Wpływ nanokrzemionki na czas wiązania, wytrzymałość wczesną i hydratację kompozytu kopolimer styren-butadien/cement

Wang Ru, Xi Ziyan, Wang Gaoyong

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 3

204--217

PL

Materiały z cementu modyfikowanego kopolimerem styren-butadien [KSB] są szeroko stosowane, ale dodatek KSB może opóźnić wiązanie i twardnienie cementu, co ogranicza jego zastosowanie w niektórych przypadkach. W niniejszej pracy wybrano nanokrzemionkę jako składnik modyfikujący w celu omówienia jej wpływu na wczesną hydratację, wiązanie i twardnienie kompozytowego materiału cementowego KSB/cement. Mierząc czas wiązania i wytrzymałość wczesną kompozytowego materiału cementowego KSB/cement modyfikowanego nanokrzemionką, przeanalizowano wpływ nanokrzemionki na proces wiązania i twardnienia kompozytowego materiału cementowego. Ciepło hydratacji kompozytowego materiału cementowego KSB/cement modyfikowanego nanokrzemionką wyznaczono metodą kalorymetrii izotermicznej. Produkty hydratacji zbadano metodą dyfrakcji rentgenowskiej, co pozwoliło na analizę wpływu nanokrzemionki na wczesny proces hydratacji kompozytowego materiału cementowego. Wyniki badań wykazują, że dodatek nanokrzemionki może przyspieszać proces wiązania i twardnienia kompozytowego materiału cementowego, a im większa jest jej dawka, tym efekt ten jest wyraźniejszy. Dodatek nanokrzemionki przyspiesza tworzenie się ettringitu i wodorotlenku wapnia poprzez wpływ na hydratację glinianu trójwapniowego i krzemianu trójwapniowego – skraca okres indukcji i czas trwania głównego efektu termicznego, to jest przyspiesza proces hydratacji, a tym samym skraca czas wiązania i zwiększa wytrzymałość wczesną.

EN

Styrene-butadiene copolymer [SB] modified cement-based materials are widely used, but the addition of SB can delay the setting and hardening of cement, which limits its application in some projects. In this paper, nanosilica was selected as the modifying component to study its influence on the early hydration, setting and hardening of SB/cement composite material. By measuring the setting time and early strength of nanosilica modified SB/cement composite material, the influence of nanosilica on the setting and hardening process of composite cementitious material was analyzed. The hydration heat of nanosilica modified SB/cement composite material was determined by isothermal calorimetry, and its hydration products were examined by X-ray diffraction, so as to analyze the influence of nanosilica on the early hydration process of composite cementitious material. The results show that the addition of nanosilica can effectively promote the setting and hardening process of composite cementitious material, and the higher the dosage is, the more significant the effect is. It also indicates that addition of nanosilica accelerates the formation of ettringite and calcium hydroxide, by promoting the hydration of tricalcium aluminate and tricalcium silicate. Shortens the hydration induction period and acceleration period of the composite cementitious material and accelerates the hydration process, thereby shortening the setting time and increasing the early strength.

4

Zmiana wczesnej wytrzymałości na ściskanie pod wpływem wybranych środków poprawiających stabilność sedymentacyjną

Kremieniewski Marcin

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 7

466--473

PL

Zaczyny o obniżonej gęstości są najczęściej stosowanymi recepturami w przypadku uszczelniania kolumn rur okładzinowych w warunkach obniżonego ciśnienia złożowego czy w strefach słabozwięzłych. Odpowiednio obniżona gęstość zaczynu pozwala na zredukowanie ciśnienia hydrostatycznego zaczynu cementowego, dzięki czemu nie zachodzi ryzyko ucieczki cementu w strefy słabo zwięzłe. Zaczyny lekkie mogą być również z powodzeniem stosowane do uszczelniania głębokich odwiertów, gdzie zachodzi konieczność wtłoczenia zaczynu na dużą głębokość. Wówczas stosowane są dwie receptury: pierwszym zaczynem jest zaczyn lekki, po którym tłoczony jest zaczyn o większej gęstości. W celu obniżenia gęstości zaczynu stosuje się różnego rodzaju lekkie dodatki wypełniające, których obecność w zaczynie powoduje zmniejszenie jego gęstości. Jednakże po zastosowaniu lekkich materiałów wypełniających zaczyn często ulega frakcjonowaniu, co objawia się oddzielaniem lekkich frakcji w górnej części cementowanej przestrzeni pierścieniowej lub pozarurowej oraz opadaniem w dolne partie ciężkich frakcji zaczynu. W celu wyeliminowania tego niepożądanego zjawiska stosuje się środki, które na skutek zwiększenia lepkości wody zarobowej, a następnie wzrostu wytrzymałości strukturalnej zaczynu powodują poprawę stabilności sedymentacyjnej opracowywanej receptury zaczynu. Jednakże obecność tych środków wpływa na zmianę wartości wczesnej wytrzymałości mechanicznej tworzącego się z zaczynu płaszcza cementowego, a parametr ten jest szczególnie istotny w przypadku tego rodzaju zaczynów. Ponadto środki przeciwsedymentacyjne powodują zmianę czasu wiązania zaczynu, który to parametr jest istotny z technologicznego punktu widzenia (dostosowanie czasu tłoczenia do czasu niezbędnego na przeprowadzenie zabiegu cementowania). W związku z powyższym w niniejszej publikacji poruszono zagadnienie zmiany wartości wczesnej wytrzymałości na ściskanie pod wpływem wybranych środków poprawiających stabilność sedymentacyjną. W artykule omówiono wyniki badań czterech rodzajów środków poprawiających stabilność sedymentacyjną. Przeprowadzone zostały badania dla zaczynów kontrolnych sporządzonych na bazie dwóch rodzajów cementów: cement klasy CEM I 42,5R oraz cement glinowo-wapniowy. Badaniom poddano głównie czas wiązania, czas przejścia od wartości początku wiązania do wartości końca wiązania oraz wytrzymałość na ściskanie po 24 godzinach hydratacji próbki. Na podstawie zrealizowanych badań określono wpływ środków poprawiających stabilność sedymentacyjną na wartość wczesnej wytrzymałości na ściskanie.

EN

Low density cement slurries are the most commonly used formulas for sealing casing pipe columns in conditions of reduced reservoir pressure or in low-density zones. Appropriately reduced cement slurry density allows the hydrostatic pressure of the cement slurry to be reduced, so that there is no risk of cement escaping into areas with poor compactness. Lightweight cement slurries can be also successfully used for sealing deep wells, where it is necessary to press the cement slurry to a great depth. Two recipes are used in such a case: the first cement slurry is lightweight slurry, followed by a cement slurry of higher density. In order to reduce the density of the slurry, various types of light fillers are used, whose presence in the slurry reduces its density. However, when lightweight filler materials are used, the slurry fractionates, which is manifested in the separation of light fractions in the upper part of the cemented annular or space between particular casing and settling to the lower parts of the heavy slurry fractions. In order to eliminate this undesirable phenomenon, agents are used which, due to the increase in the viscosity of the mixing water, followed by an increase in the structural strength of the stone, result in improved sedimentation stability of the developed cement slurry recipe. However, the presence of these agents changes the value of early mechanical strength formed from the cement slurry sheath, and this parameter is particularly important for this type of cement slurries. In addition, antisedimentation agents cause a change in the cement slurry setting time, and this parameter is important from a technological point of view (adjusting the circulating time to the time necessary to carry out the cementing operation). Therefore, this publication discusses the issue of changing the value of early compressive strength under the influence of selected agents improving sedimentation stability. The article discusses the results of testing four types of agents that improve sedimentation stability. Tests were carried out for control cement slurries prepared on the basis of two types of cement, CEM I 42.5R cement and aluminum-calcium cement. The tests included mainly the thickening time, transition time from the value of the thickening start to the value of the thickening end and compressive strength after 24 hours of sample hydration. Based on the research carried out, the impact of agents improving sedimentation stability on the value of early compressive strength was determined.

5

Wpływ wybranych domieszek obniżających gęstość na parametry zaczynu cementowego

Kremieniewski Marcin, Kędzierski Miłosz

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 3

143--153

PL

Zaczyny lekkie najczęściej stosowane są podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych w warunkach obniżonego ciśnienia złożowego czy w strefach słabozwięzłych. Odpowiednie zmniejszenie gęstości zaczynu umożliwia obniżenie wartości ciśnienia hydrostatycznego, co zapobiega ucieczce zaczynu cementowego w strefy słabo zwięzłe. Dodatkowo, zaczyny o obniżonej gęstości mogą być stosowane w przypadku konieczności podniesienia cementu w przestrzeni pozarurowej na dużą wysokość (głębokie otwory). Podczas opracowywania receptury lekkiego zaczynu cementowego najczęściej stosuje się lekkiego rodzaju dodatki i domieszki, które określane są mianem wypełniaczy. Środki te pozwalają na obniżenie gęstości zaczynu i tym samym zastosowanie go w określonych warunkach geologicznych. Jednakże stosowanie tego rodzaju dodatków i domieszek wywiera znaczny wpływ na parametry technologiczne zarówno świeżego, jak i stwardniałego zaczynu cementowego. W przypadku płynnego zaczynu – obecność lekkich frakcji powoduje zmianę parametrów reologicznych zaczynu, wzrost filtracji czy zmianę wartości odstoju wody. Natomiast płaszcz cementowy powstały z zaczynu lekkiego może posiadać niższe wartości wytrzymałości na ściskanie czy wyższą porowatość. Należy zauważyć, że receptury zaczynów lekkich są najczęściej stosowane do uszczelniania kolumn rur okładzinowych posadowionych na niewielkich głębokościach. Dlatego też istotne jest również uzyskanie odpowiedniego czasu przejścia od punktu początku wiązania do punktu końca wiązania. Przyczynia się to do wyeliminowania możliwości tworzenia się dróg migracji gazu w wiążącym zaczynie cementowym. W związku z powyższym w niniejszej publikacji omówiony został wpływ wybranych domieszek obniżających gęstość na parametry technologiczne zaczynu cementowego. W artykule badaniom poddano 4 rodzaje wypełniaczy (mikrosferę glinokrzemianową dotychczas stosowaną, mikrosferę glinokrzemianową nowej generacji CSF K, mikrosferę szklaną oraz perlit filtracyjny E100F). Wstępne badania przeprowadzone zostały dla zaczynów bazowych składających się tylko z wody i cementu. Wypełniacze lekkie stosowano jako 5% domieszki do zaczynu. Na tym etapie badaniom poddano czas wiązania płynnego zaczynu oraz wpływ tych domieszek na uzyskane wartości parametrów mechanicznych. W kolejnym etapie przeprowadzono badania dla konkretnego zaczynu cementowego, który zawierał w swoim składzie inne środki, niezbędne do kontrolowania parametrów decydujących o efektywności uszczelniania otworu wiertniczego. W tych recepturach zastosowano 15% dodatku wytypowanych wypełniaczy lekkich i określono wpływ tych materiałów wypełniających na parametry świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych.

EN

Lightweight slurries are most commonly used for sealing columns of casing pipes in conditions of reduced reservoir pressure or in low-density zones. Through appropriate reduction of the cement slurry density, the hydrostatic pressure can be lowered, which prevents the cement slurry from escaping into the weakly compacted zones. In addition, cement slurries with reduced density can be used when it is necessary to raise cement in annulus to a large height (deep boreholes). When developing a lightweight cement slurry formula, light additives and admixtures are commonly used as fillers. These measures make it possible to reduce the slurry density and thus to apply it in specific geological conditions. However, the use of such additives and admixtures has a significant impact on the technological parameters of both fresh and hardened cement stone. In the case of fresh cement slurry, the presence of light fractions changes the rheological parameters of the leaven, increases filtration, and changes the water loss value. On the other hand, the cement bond resulting from lightweight slurry may have lower compressive strength values or higher porosity. It should be noted that lightweight slurry formulas are most often used to seal columns of casing pipes installed at small depths. Therefore, it is also important to obtain a proper transition time from the initial setting time to the final setting time. The above contributes to eliminating the possibility of gas migration pathways in the set cement slurry. In connection with the above, the publication discusses the impact of selected density-reducing admixtures on selected technological parameters of cement slurry. In the article, 4 types of fillers were tested (aluminosilicate microsphere used so far, new generation aluminosilicate microsphere CSF K, glass microsphere and filter perlite E100F). Initial tests were carried out for base cement slurries consisting only of water and cement. Lightweight fillers were used as a 5% grout admixture. At this stage, the setting time of fresh cement slurry and the effect of these admixtures on the obtained values of mechanical parameters were tested. In the next stage, tests were carried out for specific cement slurry, which contained other means necessary to control the parameters determining the effectiveness of sealing the borehole. In these recipes, 15% of the addition of selected lightweight fillers was used and the effect of these filling materials on the parameters of fresh and hardened cement slurries was determined.

6

Biodentine management and setting time with Vicat and Vickers evaluation; a survey-based study on clinicians' experience

Buła K., Palatyńska-Ulatowska A., Klimek L.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2020

|

Vol. 103, nr 2

75--85

EN

Purpose: of this paper was to analyse clinicians’ views on the management and handling procedures of the Biodentine tricalcium silicate cement with the following evaluation of the real setting time of the material with two independent physical tests. Design/methodology/approach: A survey study included 174 clinicians who answered the questionnaire designed to collect opinions on the Biodentine management during endodontic procedures. To verify the setting time of the cement, two independent hardness tests were performed. Macroscopic evaluation was carried out using the Vicat device. Microscopic assessment with subsequent SEM observation was conducted with the aid of the Clemex appliance. Findings: 43% of respondents using Biodentine in their practice described the setting time as long or definitively too long. One fifth of the dentists surveyed continue dental procedures without waiting. The setting time tests confirmed the existence of two phases of the Biodentine setting process, which corresponds to the general definition of cement setting. After mixing of the material, the initial setting stage lasts for 15 minutes. The next one, described by the authors as “maturation” of Biodentine lasts for 120 minutes. Research limitations/implications: The material initially sets within 15 minutes, however it is not the end of the process. In certain endodontic procedures the awareness of a longer setting time of Biodentine is essential for decision-making in root canal therapy. Practical implications: It is advisable to divide the endodontic treatment with Biodentine into two separate appointments. Originality/value: From the clinicians’ perspective the setting time and correct handling of Biodentine are crucial factors in the successful endodontic therapy. The information regarding proper material management is included in this paper

7

Determination of the calcium sulfate hemihydrate content by regression analysis using the initial setting time

Li Bing

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 2

421--437

EN

In this paper, we randomly select 75 sets data of calcium sulfate hemihydrate (CSH) content and initial setting time, and the traditional test method of CSH and analyses initial setting time was used by complexometric titration. So the close relationship between them was studied in depth, which classification fitting data to be analyzed by regression analysis. The result shows that this regression analysis method can accurately determine CSH content in modified industrial by-product gypsum. The determination method has the advantages of simplification and rapid operation. As well as, the XRF quantitative analytical method was used to test the CSH content, which verified the accuracy of regression analysis method. The results also show that this method has high accuracy, and can simplify the traditional experimental process. The method developed is easier and more convenient and has broad prospects in application.

8

Wpływ skażenia zaczynu cementowego płuczką wiertniczą i cieczą buforową na jego wiązanie

Kędzierski Miłosz, Rzepka Marcin, Kremieniewski Marcin

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 11

691--699

PL

W artykule przedstawiono wyniki badania wpływu skażenia zaczynu cementowego przez płuczkę wiertniczą i ciecz buforową na proces wiązania zaczynu cementowego oraz badania kompatybilności zaczynu cementowego z różnymi rodzajami płuczek wiertniczych. Badania obrazujące proces wiązania zaczynu cementowego skażonego przez płuczkę wiertniczą i ciecz buforową miały na celu określenie wpływu pozostałości z niedokładnie usuniętych cieczy wyprzedzających na parametry powstałego kamienia cementowego, a co się z tym wiąże – na szczelność płaszcza cementowego. W celu przeprowadzenia badań sporządzone zostały mieszaniny zaczynu wytypowanego na podstawie danych otworowych oraz z dodatkiem płuczki bądź cieczy buforowej. Badania zostały podzielone na dwa etapy. Pierwszym etapem było przeprowadzenie przy użyciu aparatu Vicata wstępnych badań czasu wiązania zaczynu uszczelniającego z dodatkiem płuczki wiertniczej oraz cieczy buforowej w ilościach: 10%, 20%, 30% oraz 40%. Zastosowany podczas uszczelniania kolumny rur 13⅜ calowych „czysty” zaczyn cementowy posiadał czas wiązania: 2 godz. 45 min – początek wiązania (pw) oraz 4 godz. – koniec wiązania (kw). Skażenie zaczynu cementowego 10-procentową ilością płuczki wiertniczej spowodowało wydłużenie czasu początku wiązania do 4 godzin, a końca wiązania do 6 godzin. Kolejne ilości dodanej płuczki wiertniczej wydłużały czasy wiązania i przy dodatku 40% płuczki wiertniczej uzyskano czas początku wiązania wynoszący 11 godzin i czas końca wiązania aż 14 godzin. Dodatek buforu również powodował wydłużenie czasu wiązania, jednak zmiany czasu nie były tak wyraźne. Badania skażenia zaczynu cementowego przez płuczkę wiertniczą wykazały, że zwiększenie ilości procentowej płuczki w wiążącym zaczynie wpływa na pogorszenie parametrów reologicznych zaczynu. W drugim etapie zbadano kompatybilność zaczynu cementowego i płuczki wiertniczej. Podczas prowadzenia badań użyto płuczki polimerowo-potasowej jako płuczki bazowej, następnie zbadano dodatek płuczki glikolowej oraz krzemianowej. Na podstawie badań zauważalne jest obniżenie lepkości plastycznej oraz podniesienie się wartości granicy płynięcia wraz ze wzrostem skażenia zaczynu wszystkimi płuczkami wiertniczymi.

EN

The article presents the results of investigation of the effects of cement slurry contamination with drilling mud and spacer fluid on the setting time and the testing of cement slurry compatibility with various types of drilling mud. The studies showing the setting of cement slurry contaminated with drilling mud and spacer fluid were aimed at determining the impact of residues from inaccurately removed spacers or preflushes on the parameters of cement stone and tightness of cement sheath. In order to carry out the tests, mixtures of cement slurry selected on the basis of the borehole data and the addition of mud and spacer fluid were prepared. The tests were divided into two stages. The first one consisted in the preliminary testing of the setting time of cement slurry with the addition of drilling mud and spacer fluid using the Vicat apparatus in quantities: 10%, 20%, 30%, and 40%. The setting time of “clean” cement slurry used in sealing of the 13⅜” casing column was as follows: initial setting time (IST) – 2 hours and 45 minutes, final setting time – 4 hours (FST). Contamination of the cement slurry with 10% of drilling mud resulted in the elongation of the initial setting time to 4 hours, and the final setting time to 6 hours. Subsequent quantities of added drilling mud prolonged setting times and when 40% of the drilling mud was added, the initial setting time amounted 11 hours, while final setting time – to 14 hours. Addition of the spacer fluid also resulted in a longer setting time, but the time changes were not as pronounced. Investigations on the contamination of cement slurry with a drilling mud showed that the increase in the percentage of mud in the binding slurry results in the deterioration of the rheological parameters of the cement slurry. In the second stage, the compatibility of cement slurry and drilling mud was examined. During the studies, a polymer – potassium mud was used as a base mud, then the addition of glycol mud and silicate mud was examined. The studies show a decrease in plastic viscosity and an increase in the yield point concurrent with an increase in cement slurry contamination with all drilling muds.

9

Effect of heat treatment parameters on mechanical properties of medium carbon steel

Blaoui M. M., Zemri M., Brahami A.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

909--918

EN

Engineering materials, mostly steel, are heat treated under controlled sequence of heating and cooling to alter their physical and mechanical properties to meet desired engineering applications. This paper presents a study of the influence of austenitization temperature, cooling rate, holding time and heating rate during the heat treatment on microstructure and mechanical properties (tensile strength, yield strength, elongation and hardness) of the C45 steel. Specimens undergoing di erent heat treatment lead to various mechanical properties which were determined using standard methods. Microstructural evolution was investigated by scanning electron microscopy (SEM). The results revealed that microstructure and hardenability of the C45 steel depends on cooling rate, austenitization temperature, holding time and heating rate.

10

Beton zawierający cement wapniowo-siarczanoglinianowy (CSA)

Batog M., Synowiec K., Dziuk D., Iler M. M.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 10

5--8

PL

W artykule omówiono właściwości cementu wapniowo-siarczanoglinianowego CSA oraz przedstawiono wpływ tego rodzaju cementu na właściwości mieszanki betonowej i stwardniałego betonu. Zastosowanie cementu CSA jako składnika betonu pozwala osiągać bardzo dużą wytrzymałość wczesną, nawet 25 MPa po 6,5 h twardnienia. Kluczowym aspektem w praktycznym zastosowaniu cementu CSA w betonie jest kontrola czasu wiązania mieszanki betonowej przez zastosowanie odpowiednich domieszek opóźniających. Trwałość kompozytów wykonanych z zastosowaniem cementów CSA jest porównywalna do tych z cementu portlandzkiego. Charakteryzują się one bardzo dobrą mrozoodpornością (bez i w obecności środków odladzających), a także małą przenikalnością chlorków i ograniczoną karbonatyzacją.

EN

In the herby paper the properties of calcium sulphoaluminate cement CSA and its impact on the properties of fresh and hardened concrete are explored. Application of CSA cement as a component of concrete allows to achieve very high early strengths, even 25 MPa after 6,5 hours of hardening. Key aspect in the practical application of CSA cement in concrete is the control of setting time of concrete mix by the use proper retarding admixtures. The composites prepared in this experimentation containing CSA cement have shown comparable durability to those made of Portland cement. They are characterized by very good frost resistance (without and in the presence of de-icing agents), as well as low permeability of chloride ions and low carbonation depth.

11

Przygotowanie lekkich pianobetonów o gęstości pozornej mniejszej niż 200 kg·m-3

Kuzielová E., Žemlička M., Bača L., Pach L.

Cement Wapno Beton

|

2018

|

R. 21/83, nr 5

369--378

PL

Praca dotyczy przygotowania lekkich pianobetonów z wykorzystaniem metody wstępnego spieniania. Trwałość pianobetonów o gęstości mniejszej niż 200 kg m-3 uzyskano zmniejszając stężenie środka spieniającego do 50% – 25% powszechnie stosowanego stężenia. Wyniki doświadczalne potwierdziły, że opóźniający hydratację cementu wpływ środka spieniającego można zrównoważyć zmniejszając jego stężenie. Taka metoda wraz z zastosowaniem szybkotwardniejącego cementu o dużej klasie wytrzymałości, zapewniała dobrą trwałość pianobetonów oraz ich wystarczającą wytrzymałość na ściskanie. Dzięki temu otrzymane pianobetony mogą być stosowane w praktyce.

EN

Present study deals with preparation of lightweight foam concretes using pre-formed foaming method. Stability of foam concretes with final bulk densities lower than 200 kg m-3 was attained by decreasing of FN1 concentration from 50% up to 25%, of the commonly used value. The experimental results have confirmed that retardation effect of foaming agent on cement hydration can be successfully suppressed by the decreasing of its concentration. This method together with the application of rapid hardening cement, belonging to higher strength class, ensured the good stability of prepared foam concretes and their sufficient compressive strength which makes them applicable in practice.

12

Właściwości betonu z cementem wapniowo-siarczanoglinianowym (CSA)

Batog M., Synowiec K., Dziuk D.

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2018

|

nr 4

54--55

13

Wpływ cynku na właściwości cementów powszechnego użytku

Tkocz A., Duszak B., Kalarus D.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2017

|

R. 10, nr 28

76--87

PL

W pracy omówiono wyniki badań dotyczących wpływu cynku na właściwości cementów. Celem artykułu było wyjaśnienie niektórych ważnych problemów związanych ze zwiększonym dodatkiem cynku, a także różnic wynikających z dodawania związków cynku bezpośrednio do cementu oraz do zestawu surowcowego do produkcji klinkieru portlandzkiego. Omówiono także wpływ cynkano-glinianów wapnia, które powstają w klinkierze ze zwiększoną zawartością cynku w składzie surowcowym, na właściwości cementów. Przedstawiono również opis ostatnich badań dotyczących granicznej zawartości cynku (dodawanego wraz z surowcami), po przekroczeniu której następuje gwałtowne pogorszenie właściwości cementu.

EN

In the paper the results of recent studies of the zinc influence on cement properties are presented. The aim of this work was clarification of some important issues associated with higher zinc content, and also the explanation of the differences, which result from the way of zinc introduction i.e. addition of zinc compounds directly to cement and to the raw mix to Portland clinker production. The influence of zinc phases, which form in clinker with higher zinc content in raw mix, on cement properties was also discussed. Description of recent studies concerning the limit zinc content (added with raw materials), which exceeding causes rapid deterioration of cement properties.

14

Wpływ redyspergowalnych proszków polimerowych na czas wiązania zapraw cementowych

Kulesza M., Dębski D.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 11

138--140

PL

Redyspergowalne proszki polimerowe są powszechnie stosowanym w budownictwie dodatkiem chemicznym modyfikującym parametry zapraw budowlanych. Celem badań było porównanie wpływu dwóch wybranych proszków polimerowych różniących się budową chemiczną, na czas wiązania zaprawy cementowej. Analizowano szybkość propagacji fali ultradźwiękowej w twardniejącej zaprawie. Przeprowadzone badania pokazały, iż obecność redyspergowalnych proszków polimerowych w zaprawie powoduje opóźnienie wiązania cementu portlandzkiego – opóźnienie to jest proporcjonalne do ilości dodatku w zaprawie. Na podstawie analizy wyników zaproponowano uproszczony mechanizm tego opóźnienia.

EN

Redispersible polymer powders are chemical additives commonly used in construction to modify the properties of mortars. The aim of the study was to compare the influence of two selected redispersible polymer powders of different chemical nature on setting time of cementitious mortar. Setting time was assessed throught the analysis of the propagation velocity of the ultrasonic wave in hardening mortar. Conducted research has shown that the presence of redispersible polymer powders in mortars can cause the setting time retardation of Portland cement – the retardation correlates with the amount of additive in mortar. The simplifed mechanism of this retardation is proposed based on the analysis of experimental results.

15

Application of TRIZ methodology in diffusion welding system optimization

Ravinder-Reddy N., Satynarayana V. V., Prashanthi M., Suguna N.

Management Systems in Production Engineering

|

2017

|

nr 4 (25)

237--240

EN

Welding is tremendously used in metal joining processes in the manufacturing process. In recent years, diffusion welding method has significantly increased the quality of a weld. Nevertheless, diffusion welding has some extent short research and application progress. Therefore, diffusion welding has a lack of relevant information, concerned with the joining of thick and thin materials with or without interlayers, on welding design such as fixture, parameters selection and integrated design. This article intends to combine innovative methods in the application of diffusion welding design. This will help to decrease trial and error or failure risks in the welding process being guided by the theory of inventive problem solving (TRIZ) design method. This article hopes to provide welding design personnel with innovative design ideas under research and for practical application.

PL

Spawanie jest powszechnie stosowane w procesach produkcyjnych w procesie łączenia metali. W ostatnich latach metoda spawania dyfuzyjnego znacznie zwiększyła jakość spoiny. Niemniej jednak, metoda spawania dyfuzyjnego jest mało zgłębiona badawczo i krótko stosowana. Dlatego spawanie dyfuzyjne pozbawione jest istotnych informacji, związanych z łączeniem grubych i cienkich materiałów z warstwami pośrednimi lub bez ich udziału, w konstrukcji spawalniczej, takich jak mocowanie/oprawa, wybór parametrów i zintegrowana konstrukcja. Niniejszy artykuł ma na celu połączyć innowacyjne metody w zastosowaniu spawania dyfuzyjnego konstrukcji. Pomoże to zmniejszyć ryzyko prób i błędów lub niepowodzeń w procesie spawania, kierując się teorią metody rozwiązywania problemów (TRIZ). Artykuł ten ma na celu uzbrojenie personelu projektującego konstrukcje spawalnicze w innowacyjne pomysły projektowe w obszarze badań i praktycznych zastosowań.

16

Badania początkowego okresu hydratacji spoiw żużlowo-alkalicznych

He J., Cai J., He J.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 21/83, nr 6

507--516

PL

W pracy badano, za pomocą pomiarów ciepła hydratacji oraz czasu wiązania zaczynów, wpływ rodzaju, składu i ilości aktywatora na proces hydratacji alkalicznie aktywowanego mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego. W przypadku aktywatora w postaci szkła wodnego dla modułów krzemianowych w zakresie 0,8 – 2,0 czas wiązania zaczynów wydłużał się nieznacznie wraz ze zwiększaniem się modułu krzemianowego. Dla modułów mniejszych od 0,8 i większych od 2,0 czas wiązania znacznie się wydłużał. Wraz ze wzrostem modułu krzemianowego szkła wodnego wydłużał się również okres indukcji na krzywych szybkości wydzielania ciepła. Zwiększenie zawartości aktywatora z 3% do 6% Na2Oeq przy stałym module powodowało skrócenie czasu wiązania. W przypadku aktywacji NaOH, zależność ta była odwrotna. Dla spoiw aktywowanych NaOH wydzielanie ciepła hydratacji było bardziej intensywne, ciepło całkowite większe a okres indukcji krótszy niż w przypadku spoiw aktywowanych szkłem wodnym. Zwiększenie zawartości Na2O w aktywatorze powodowało zwiększenie całkowitego ciepła hydratacji niezależnie od rodzaju użytego aktywatora.

EN

In present work, heat of hydration and setting times measurements were used to investigate the influence of type, composition and amount of activator on the hydration process of alkali activated ground granulated blast furnace slag. In case of water glass used as an activator, for modulus within the range 0.8 - 2.0 setting time of pastes was increasing gradually. For water glass modulus values below 0.8 and over 2.0 significant increase of setting time was noted. Also duration of induction period on heat evolution curve was increasing with increase of modulus. Increasing activator amount expressed as Na2Oeq content from 3% to 6% at constant water glass modulus resulted in setting time shortening. In case of NaOH activated pastes, the reverse relationship was noted. For NaOH activated pastes, heat of hydration evolution was more intense, total amount of heat was higher and induction period was shorter comparing to pastes activated with water glass. Increase of Na2Oeq content within the system resulted in total amount of heat evolved increase independently of activator type.

17

Strength of the Bond of Structural Steel S235JR to Bronze SAE660 Produced by Casting in Pre-Mold

Zaheri M., Vahdat S. E.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 3

149--154

EN

Different methods are used for production of bronze bearings. In terms of technical specifications, the success of each of these methods depends on the bond’s strength and in terms of economic, the production method is important. In this study, the aim is to study the strength and microstructure of steel-bronze thrust bearing bond that has been produced through the casting using pre-mold. In this study, in order to bond, the raw metals are chemically washed with sulfuric acid solution for five minutes at first. Then, the molten bronze SAE660 is cast in a structural steel S235JR pre-mold. The bond’s strength has been measured using the shear test three times; the measurement of bond’s length has been done using field emission scanning electron microscope (FESEM). The results indicate that the strength of the bond is at least 94.8 MPa and bond’s length is 0.45 micrometers. Therefore, this method was successful for trust bearing application.

18

Badanie wpływu dodatku kwasu jabłkowego na właściwości cementu szkło-jonomerowego

Biernat M., Ciołek L., Jaegermann Z.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 1

7--9

PL

Kwas jabłkowy to naturalny metabolit uczestniczący w cyklu kwasów trójkarboksylowych, występujący powszechnie w przyrodzie i stosowany np. w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Należy on do grupy hydroksykwasów karboksylowych, które w stomatologii znajdują zastosowanie jako dodatki do kompozycji szkło-jonomerowych. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań, dotyczących wpływu dodatku kwasu jabłkowego na właściwości kompozycji szkło-jonomerowych uzyskiwanych przez zmieszanie płynów wiążących z komponentem proszkowym. Na potrzeby badań płyny wiążące otrzymywano na podstawie syntezowanego roztworu kopolimeru kwasu akrylowego i itakonowego, wody oraz wybranych hydroksykwasów karboksylowych: winowego, cytrynowego i jabłkowego. Ocenę właściwości uzyskanych płynów przeprowadzano przez określenie ich lepkości, gęstości i współczynnika załamania światła. Właściwości otrzymanych kompozycji szkło-jonomerowych określano przez pomiar czasu wiązania oraz wytrzymałości na ściskanie. Wyniki badań pokazują, że dodatek kwasu jabłkowego powoduje zmniejszenie lepkości płynu wiążącego i wydłużenie czasu wiązania kompozycji szkło-jonomerowej w większym stopniu aniżeli kwas winowy i cytrynowy oraz zwiększa wytrzymałość cementu na ściskanie. Informacje te mogą stanowić podstawę do podjęcia dalszych badań w celu opracowania materiałów do nowych zastosowań.

EN

Malic acid is a natural metabolite that is a part of the tricarboxylic acid cycle, which is common in nature and is used for example, in food and pharmaceutical industry. Malic acid belongs to a group of carboxylic hydroxyacids which are also used in stomatology as additives to glass-ionomer compositions. This paper presents the results of the research on the influence of addition of malic acid on properties of glass-ionomer compositions, which were obtained through mixing of glass-ionomer setting liquid with glass-ionomer powder component. For the research needs, glass-ionomer setting liquid was obtained based on synthesized copolymer solution of acrylic and itaconic acid, water and selected carboxylic hydroxyacids: tartaric acid, citric acid and malic acid. The evaluation of properties of obtained liquids was performed by determination of their viscosity, density and refraction index. Properties of the obtained glassionomer compositions were determined by measuring of their setting time and compressive strength. The results of the research show that addition of malic acid causes a decrease of viscosity of glass-ionomer setting liquid and an increase of setting time of glass-ionomer composition, in much higher degree than in case of addition of tartaric or citric acid, and it increases a compressive strength of cement. This information can be a basis for taking on further research on developing materials for new applications.

19

Effect of the addition of ash from the incineration of sewage sludge on the properties of cement slurries

Latosińska J., Lech M., Paluch A., Galarczyk Ł.

Structure and Environment

|

2016

|

Vol. 8, no. 4

253--259

EN

The increase of quantity of ash from the combustion of sewage sludge will need to look for new methods of disposal. One method is to use sewage sludge ash as a partial substitute for cement. The oxide composition of the sewage sludge ash is dependent on the composition of the wastewater treatment technology and the nature of its sewage, however, always one of the main components of the ash from combustion sludge is P2O5. Phosphate ions hinder the cement hydration process, extending the beginning of time constraints. The delay binding time will decrease the temperature of hydration of the cement, which results in a slower increase of compressive strength. The paper presents the results of the effect of the addition of sewage sludge ash to cement binding time of cement slurries and their mechanical properties.

20

Wpływ dodatku kwasów karboksylowych na czas wiązania i wytrzymałość na ściskanie cementów szkło-jonomerowych

Biernat M., Ciołek L., Jaegermann Z., Pęczkowski P.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 136

2--10

PL

Cementy szkło-jonomerowe powstają w czasie utwardzania kompozycji złożonych z dwóch składników: szklanego proszku i płynu wiążącego będącego wodnym roztworem polikwasów alkenowych. Wiązanie cementu polega na reakcji kwasowo-zasadowej, gdy jony pierwiastków metalicznych uwalniane z powierzchni szkła wiążą się z polianionami pochodzącymi z polikwasu. Z uwagi na szybki przebieg tej reakcji do płynu wiążącego dodawane są różne związki, które wydłużają czas wiązania kompozycji. Są to najczęściej hydroksykwasy karboksylowe zdolne do kompleksowania jonów uwalnianych ze szkła. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu dodatku wybranych hydroksykwasów karboksylowych (winowego, cytrynowego i jabłkowego) oraz kwasu szczawiowego na właściwości kompozycji szkło-jonomerowych. Na potrzeby badań płyny wiążące otrzymywano na podstawie syntezowanego w ICiMB roztworu kopolimeru kwasu akrylowego i itakonowego, wody oraz ww. kwasów karboksylowych. Właściwości kompozycji szkło-jonomerowych otrzymanych na podstawie uzyskanych płynów wiążących określano poprzez pomiar czasu wiązania, a właściwości utwardzonych cementów na podstawie wytrzymałości na ściskanie. Wyniki badań wskazują, że dodatek hydroksykwasów karboksylowych, a zwłaszcza kwasu jabłkowego, powoduje zmniejszenie lepkości płynu wiążącego, wydłużenie czasu wiązania kompozycji szkło- -jonomerowej, a także ułatwia zarabianie cementu. Niestety dodatek ten wpływa niekorzystnie na właściwości wytrzymałościowe otrzymywanych cementów, zmniejszając ich wytrzymałość na ściskanie. Dodatek do płynu wiążącego kwasu szczawiowego może powodować zmianę przebiegu procesu wiązania kompozycji szkło-jonomerowej. W zależności od rodzaju stosowanych dodatków i ich zawartości procentowej w płynie wiążącym czas wiązania kompozycji może zostać skrócony lub wydłużony nie zmieniając przy tym właściwości wytrzymałościowych cementów. Uzyskane wyniki badań wykazują, że na przebieg procesu wiązania kompozycji szkło-jonomerowych może mieć wpływ kilka czynników równocześnie, co może być istotne przy projektowaniu materiałów do nowych zastosowań.

EN

Glass-ionomer cements are created through the curing process of compositions made of two components: glass powder and a bonding liquid - an aqueous solution of polyalkenoic acids. Cement setting is based on an acid-base reaction; when ions of metal elements released from the glass surface bond with polyanions derived from the polyacid. Since the reaction is very fast, various compounds are added to the bonding liquids to extend the composition setting time. These are most often carboxylic hydroxyacids capable of complexing ions released from the glass. The work presents test results regarding the effects of the addition of selected carboxylic hydroxyacids (tartaric, citric, and malic acid) and oxalic acid on the glass-ionomer composition properties. For the purposes of the study, bonding liquids were obtained on the basis of the solution of acrylic acid-itaconic acid copolymer synthesised in the Institute of Ceramics and Building Materials (ICiMB), water and the above listed carboxylic acids. Properties of the glass-ionomer compositions obtained with the bonding liquids were determined through the setting time measurement, while the properties of the cured cements were determined on the basis of compressive strength. Test results indicate that addition of carboxylic hydroxyacids, especially malic acid, reduces the bonding liquid viscosity, extends the glass-ionomer composition setting time, and facilitates cement mixing. Unfortunately, this additive has negative influence on the strength of the cements obtained, reducing their compressive strength. The addition of oxalic acid to the bonding liquid may modify the setting process of glass-ionomer composition. Depending on the type of additives and their percentage content in the bonding liquid, the composition setting time may be reduced or extended, without changing the strength properties of the cements. Test results indicate that there may be several factors that simultaneously affect the glass-ionomer composition setting process, which may be of significance in developing materials for new applications.