Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Waste mineral powders as a components of polymer-cement composites

Jaworska B., Sokołowska J. J., Łukowski P., Jaworski J.

Archives of Civil Engineering

|

2015

|

Vol. 61, nr 4

199--210

EN

The introduction of the sustainable development elements in the construction industry leads to finding new ways of using waste minerals that are difficult in storage and recycling. Coal combustion products have been already introduced into building materials as a part of cement or concrete but they have been thought insufficiently compatible with the polymer-cement binders [7]. The paper presents results of the mechanical properties of polymer-cement composites containing two types of mineral additives: waste perlite powder that is generated during the perlite expanding process, and calcium fly ash which is the byproduct of burning coal in conventional furnaces. Mechanical tests of polymer-cement composites modified with wastes were carried out after 28 and 90 days of curing. As a part of preliminary study specific surface area and particle size distribution of mineral wastes were determined.

PL

Przedmiotem badań było określenie wpływu zawartości odpadowych pyłów mineralnych na wybrane właściwości mechaniczne kompozytów polimerowo-cementowych. Szukanie nowych sposobów na zagospodarowanie odpadów mineralnych stanowi element strategii zrównoważonego rozwoju w budownictwie. Wprowadzenie odpadów przemysłowych do materiałów budowlanych pozwala zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych wydzielających się podczas produkcji cementu czy betonu. Jako przedmiot badań przyjęto polimerowo-cementowe zaprawy, zawierające kopolimer styrenowo-akrylowy, modyfikowane odpadowym pyłem perlitowym (uboczny produkt procesu ekspandacji perlitu), oraz produktem ubocznym spalania węgla brunatnego, popiołem lotnym wapiennym. Zawartość odpadowych pyłów mineralnych zmieniała się w przedziale 5-25% masy cementu. Badano wytrzymałość na zginanie i ściskanie zapraw po 28 i 90 dniach dojrzewania próbek w warunkach mieszanych, wodno-powietrznych. Zastosowano taki sposób przechowywania próbek, aby zapewnić odpowiednie warunki dla hydratacji cementu (warunki mokre), przy jednoczesnych odpowiednich warunkach do uformowania ciągłej błony polimerowej (warunki suche). Zbadano również powierzchnię właściwą i uziarnienie wybranych dodatków mineralnych. Wyniki badań granulometrycznych dla popiołu lotnego wapiennego oraz odpadowego pyłu perlitowego porównano z wynikami dla metakaolinitu, jednego z najefektowniejszych dodatków mineralnych do betonu. Analiza granulometryczna wykazała, że największymi rozmiarami ziaren charakteryzował się popiół lotny wapienny, który jako jedyny posiadał ziarna przekraczające 67 μm. Odpadowy pył perlitowy charakteryzowały ziarna o średnim rozmiarze zbliżonym do rozmiaru ziaren metakaolinitu, ale ich powierzchnia właściwa była prawie 5 razy mniejsza. Wszystkie badane dodatki mineralne posiadały ziarna o średnicy z przedziału 4 μm ÷ 45 μm (Rys. 1), przez co spełniają rolę mikrowypełniacza pustych przestrzeni między ziarnami cementu, jednak zwiększona porowatość odpadowego pyłu perlitowego, czy występowanie ziaren popiołu lotnego wapiennego o rozmiarach większych od 45 μm, wpływają na pogorszenie urabialności mieszanek polimerowo-cementowych.

2

Continuity threshold of the polymer phase in polymer-cement composites

Łukowski P.

Archives of Civil Engineering

|

2008

|

Vol. 54, nr 3

559-571

EN

Polymer-cement composites (PCC) are quick developing and largely used group of the building materials. The problem of the quantitative definition of continuity threshold of the polymer phase in the composite is one of the problems involved with PCC. The subject of the paper is verification and justification of the continuity threshold of the polymer phase in polymer-cement composites. Analysis of experimental data concerning changes of various PCC properties along with content of polymer, as well as SEM photographs shows that the threshold can be found at the level close to 5% of polymer w/w cement content. Theoretical calculations have been carried out using sterical considerations and percolation theory. The results obtained have confirmed the possibility of the threshold value being equal to 6% of polymer. Good consistence between theoretical and experimental values is confirmation of the models used. Performed computer simulations point also to the geometrical aspects as more significant for polymer film creation than the chemical nature of the polymer. In spite of a number of limitations, the proposed course of consideration is promising way to justify the continuity threshold of the polymer phase in the polymer-cement composites. Application of the percolation theory seems to be effective method for analysis of the microstructure of the building composites.

PL

Kompozyty polimerowo-cementowe (PCC, Polymer-Cement Composites) stanowią szybko rozwijającą się grupę materiałów budowlanych o rosnącym zastosowaniu. Zagadnienie ilościowego określenia progu ciągłości fazy polimerowej w kompozycie PCC jest jednym z problemów, które nie zostały jeszcze ostatecznie rozstrzygnięte. Przedmiotem niniejszej pracy jest weryfikacja i uzasadnienie tego progu. Analiza danych doświadczalnych, dotyczących zmian właściwości kompozytów polimerowo-cementowych wraz ze zmianą zawartości polimeru, jak również fotografii mikroskopowych wskazuje, że poszukiwana wartość progowa może być bliska 5% zawartości polimeru w stosunku do masy cementu. W celu teoretycznego uzasadnienia tej wartości przeprowadzono rozważania i obliczenia z zastosowaniem analizy aspektów geometrycznych oraz teorii perkolacji. Uzyskane wyniki potwierdziły, że próg ciągłości fazy polimerowej w PCC wynosi około 6% w stosunku do masy cementu. Tak dobra zgodność stanowi potwierdzenie adekwatności przyjętego modelu. Przeprowadzone symulacje komputerowe wskazują także, że aspekty geometryczne mogą mieć większe znaczenie dla formowania się ciągłej warstwy polimeru, niż jego natura chemiczna. Pomimo licznych ograniczeń, zaproponowany tok rozważań można uznać za obiecujący sposób uzasadnienia progu ciągłości fazy polimerowej w PCC, a zastosowanie teorii perkolacji wydaje się być efektywną metodą analizy mikrostruktury kompozytów budowlanych.

3

Zastosowanie spoiw i kompozytów polimerowo-cementowych w budownictwie

Łukowski P.

Inżynieria i Budownictwo

|

2007

|

R. 63, nr 12

653-655

PL

Omówiono podstawowe obszary zastosowań kompozytów polimerowo-cementowych. Kompozyty te są wykorzystywane głównie do napraw i ochrony konstrukcji przed korozją, a także w nawierzchniach drogowych i mostowych, posadzkach przemysłowych i elementach prefabrykowanych. Charakteryzują się one na ogół bardzo korzystnym stosunkiem użyteczności do kosztu materiału.

EN

The excellent performance of the polymer-cement composites is the reason of still growing use of those materials. The main area of application is repair and anti-corrosion protection of the concrete structures, road and bridge decks, industrial floors and pre-cast elements. The polymer-cement composites usually have very good benefit to cost ratio.

4

Ocena wpływu składników spoiwa polimerowo-cementowego na właściwości kompozytu

Łukowski P.

Cement Wapno Beton

|

2007

|

R. 12/74, nr 3

117-124

PL

Wpływ składników spoiwa polimerowo-cementowego to jest cementu portlandzkiego i polimeru na właściwości kompozytu pozostaje od lat zagadnieniem dyskusyjnym. Do rozstrzygnięcia tego problemu wykorzystano model materiałowy kompozytu polimerowo-cementowego, opracowany na podstawie badań przeprowadzonych z zastosowaniem statystycznego planowania eksperymentu. Posługując się metodami statystycznymi oceniono znaczenie poszczególnych elementów modelu materiałowego w kształtowaniu właściwości kompozytu. Wnioski dotyczą zarówno znaczenia wpływu poszczególnych składników spoiwa, jak i ich synergicznego współdziałania na właściwości kompozytów polimerowo-cementowych, i to w ujęciu ilościowym.

EN

Influence of two components of polymer-cement binder i.e. Portland cement and polymer, on composite properties is the important problem under discussion from a long time. Material model of polymer-cement composite has been applied to resolve this problem. Model has been developed on the basis of tests performed using statistical design of experiment. The statistical significance of particular elements of this material model has been evaluated with calculation of t-Student parameters, and presented using Pareto diagrams. Conclusions embraces the influence of binder's components as well as their synergic effect on composite properties. These effects, often considered as essential for PCC properties have been evaluated quantitatively.

5

Przyczepność betonopodobnych kompozytów polimerowo-cementowych do podłoża

Łukowski P.

Cement Wapno Beton

|

2005

|

R. 10/72, nr 3

142-147

PL

Omówiono wpływ dodatku polimerów na przyczepność kompozytów budowlanych do podłoża. Stwierdzono, że sposób wprowadzenia polimeru (pre-mix, post-mix) nie jest czynnikiem decydującym o skuteczności jego działania. Kompozyty polimerowo-cementowe stanowią bardzo obiecujący kierunek rozwoju inżynierii materiałów budowlanych, występuje jednak szereg problemów wymagających pełniejszego zbadania. Szczególnie interesujące obszary badań to wprowadzanie nowych rodzajów polimerów, zwłaszcza kopolimerów, opracowanie uproszczonych procesów technologicznych i wyjaśnienie wpływu polimeru na właściwości materiałów zbrojonych włóknami oraz doskonalenie metod projektowania materiałowego kompozytów PCC.

EN

The effect of addition of polymers on the adhesion of building composites to the substrate is discussed. It has been found that the from in which the polymer is introduced to the concrete mix (pre-mix, post-mix) is not a decisive factor for its effectiveness. Polymer-cement concretes are very promising direction of development for building materials engineering, however many problems are still waiting for full analysis. Following areas are considered as being of particular interest: introduction of new types of polymers, particularly co-polymers, promotion of methods allowing for simplification of the technological processes and explanation of the effect of the polymer on the properties of the fibre reinforced materials as well as improvement of the methods of material designing of PCC composites.