Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Strength and durability characteristics of concretes with crushed side window glass as partial aggregate substitution

Langier Bogdan, Katzer Jacek, Major Maciej, Halbiniak Jacek, Major Izabela

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

5--21

EN

Taking into account the numerous previous attempts to use waste glass for concrete production, an approach was proposed based solely on car side window glass waste. Only side window waste emerging during the production of car side windows was used during the research program. In this way, all key properties of the waste glass were under control (purity, granulometric properties, etc.). Two types of concretes with crushed side window glass, playing the role of coarse aggregate, were created. Concretes were differentiated by the amount of added crushed side window glass, which replaced 10-50% of the natural aggregate. Created concretes were thoroughly tested in the state of both a fresh mix and hardened composite. Consistency and air content of fresh mixes were tested. Slump was ranging from 15 mm to 20 mm and air content was ranging from 2.5% to 3.1%. Hardened composites were used to test apparent density, compressive strength, water absorption, water-tightness and resistance to freeze-thaw cycles. It was proven that concrete with side window glass as partial aggregate substitution is characterized by satisfactory mechanical properties (compressive strength after 28 days of curing was ranging from 51.9 MPa to 54.7 MPa), enabling its application as ordinary structural concrete. Properties of both fresh concrete mixes and hardened concretes based on crushed side window glass are similar to a reference concrete. It was proved that it is possible to replace up to 50% of natural coarse aggregate by crushed side window glass. Possible applications of the concretes in question were proposed. Experience gained during the research program is likely to be useful for tests of using crushed side window glass sourced from decommissioned cars and trucks. Areas where future research is needed are indicated.

PL

Biorąc pod uwagę liczne dotychczasowe próby wykorzystania szkła odpadowego do produkcji betonu, zaproponowano podejście oparte wyłącznie na odpadach otrzymywanych z szyb samochodowych. W programie badawczym wykorzystano wyłącznie odpady pochodzące z szyb bocznych powstające podczas utylizacji samochodów. W ten sposób wszystkie kluczowe właściwości szkła odpadowego były pod kontrolą (czystość, właściwości granulometryczne, itp.). Powstały dwa rodzaje betonów z tłuczoną szybą samochodową, pełniącą rolę grubego kruszywa. Betony różnicowano ilością dodanego kruszonego szkła, które zastępowało 10-50% kruszywa naturalnego. Powstałe betony zostały przebadane zarówno na etapie świeżej mieszanki betonowej, jak też związanego już betonu. Zbadano konsystencję i zawartość powietrza w świeżych mieszankach. Opad wahał się od 15 mm do 20 mm, a zawartość powietrza wahała się od 2,5% do 3,1%. Betony związane zastosowano do badania gęstości pozornej, wytrzymałości na ściskanie, nasiąkliwości, wodoszczelności i odporności na cykle zamrażania-rozmrażania. Wykazano, że beton z częściowym zastąpieniem kruszywa potłuczonymi bocznymi szybami samochodowymi charakteryzuje się zadawalającymi właściwościami mechanicznymi (wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach wiązania wahała się od 51,9 MPa do 54,7 MPa), umożliwiającymi zastosowanie go jako zwykłego betonu konstrukcyjnego. Zarówno mieszanki betonowe, jak również betony, powstające na bazie bocznych szyb samochodowych mają właściwości zbliżone do betonu referencyjnego. Wykazano, że możliwe jest zastąpienie do 50% naturalnego kruszywa gruboziarnistego kruszonym szkłem pochodzącym z bocznych szyb samochodowych. Zaproponowano możliwe zastosowania omawianych betonów. Doświadczenia zdobyte podczas realizacji programu badawczego mogą być przydatne do testów dotyczących wykorzystania tłuczonych szyb bocznych pochodzących z wycofanych z eksploatacji samochodów osobowych i ciężarowych. Wskazano również obszary, w których potrzebne są dalsze badania.

2

Właściwości alkalicznie aktywowanych wałowanych betonów żużlowych wytwarzanych z kruszyw odpadowych

Gök Saadet Gökçe, Kilic Ismail, Sengul Ozkan

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 4

352--363

PL

Zużycie energii i emisja dwutlenku węgla podczas produkcji cementu powoduje potrzebę poszukiwania alternatywnych materiałów budowlanych. Istnieje coraz większe zapotrzebowanie na bardziej przyjazne dla środowiska, bardziej ekonomiczne, trwałe i wytrzymałe materiały. Badania nad recyklingiem odpadów w budownictwie przyczyniają się do zaspokojenia tej potrzeby. W tych badaniach opracowano nowy materiał, który umożliwia ponowne wykorzystanie odpadów, przy użyciu znanych technik. Beton wałowany zagęszczony walcem, aktywowany alkaliami, został wyprodukowany z recyklingu gruboziarnistych kruszyw i zbadano właściwości mechaniczne tego materiału. Celem tych doświadczeń było uzyskanie materiału konstrukcyjnego składającego się z odpadów lub produktów ubocznych. Stosowano zmielony granulowany żużel wielkopiecowy aktywowany krzemianem sodu i 10 – molowym roztworem wodorotlenku sodu. Stosunek Na2SiO3/NaOH w roztworze aktywatora wynosił 2,5. Grube kruszywa uzyskano z odpadów betonu wałowanego i wyprodukowano materiał przyjazny dla środowiska, bez użycia cementu. Ponieważ beton wałowany jest wytwarzany z bardzo gęstą konsystencją w porównaniu do betonu konwencjonalnego, ilość zastosowanego aktywatora jest niewielka, co zapewnia korzyści środowiskowe i ekonomiczne. Wytrzymałość na ściskanie kostkowych próbek betonu wałowanego zbadano po 7 i 28 dniach. Mieszanki wykonane z żużla wielkopiecowego aktywowanego alkaliami uzyskane w tych badaniach i zagęszczonego w trakcie wałowania, osiągnęły wytrzymałość na ściskanie większą od betonu z cementu portlandzkiego. Określono również gęstość, całkowitą absorpcję wody, prędkość impulsu ultradźwiękowego i moduł sprężystości tego betonu.

EN

The energy consumption and the release of carbon dioxide during cement production require the search for alternative building materials. There is an increasing need for more environmentally friendly, more economical, durable and high-strength materials. Studies on recycling of waste materials in construction contribute to meeting this need. In this study, a new material that allows reuse of wastes was produced using known materials and techniques. Alkali-activated roller compacted concrete [AARCC] was produced with recycled coarse aggregates and the mechanical properties of this material were investigated. In this experimental study, the objective was to produce an alternative construction material composed of waste or by-products. Ground granulated blast furnace slag [GGBFS] was activated with a sodium silicate [Na2SiO3] and 10 M sodium hydroxide [NaOH] solution. The Na2SiO3/NaOH ratio was 2.5 in the activator solution. The coarse aggregates were obtained from roller compacted concrete (RCC) wastes and an environmentally friendly material was produced without using any cement. As a roller compacted concrete is produced with a very dry consistency compared to conventional concrete, the amount of activator used is low, which provides environmental and economic benefits. The compressive strengths of the cube RCC specimens were determined at the ages of 7 and 28 days. Using the mix proportions designed in this study, it was found that the compressive strengths of alkali-activated RCCs were higher than roller compacted Portland cement concrete having high dosage of cement. Unit mass, total water absorption, ultrasonic pulse velocity [UPV], and modulus of elasticity of alkali-activated RCCs were also determined.

3

Fibrokompozyt z kruszywem odpadowym jako pełnowartościowy materiał konstrukcyjny

Głodkowska Wiesława, Kobaka Janusz, Laskowska-Bury Joanna

Przegląd Budowlany

|

2020

|

R. 91, nr 7-8

38--47

PL

W artykule poruszono problem zagospodarowania zalegających na terenie Pomorza piasków, powstających jako odpad poprodukcyjny w procesie hydroklasyfikacji. Jednym ze sposobów na jego rozwiązanie jest zastosowanie kruszywa odpadowego do wytwarzania konstrukcyjnych kompozytów ze zbrojeniem rozproszonym. Autorzy zaprezentowali wyniki badań wybranych właściwości kompozytów drobnokruszywowych o różnej zawartości włókien stalowych. Przeprowadzone badania pozwoliły dobrać taką ilość włókien, przy której fibrokompozyt wykazuje najlepsze właściwości i spełnia wymagania stawiane materiałom konstrukcyjnym. Stwarza to możliwość wykorzystania zalegających hałd piasku odpadowego, rozwiązując tym samym częściowo problem kosztownej rekultywacji terenów wyrobisk kopalnianych.

EN

In the paper a problem of waste sand deposits located in Polish Pomerania region was raised. These deposits an excavation by-product were obtained during the process called aggregate hydroclassification. One of the examples how to resolve this problem is application of waste sand for the production of steel fibre reinforced composites. The authors introduced their tests results based on selected properties of fine aggregate composites containing different fibre volume fractions. The research tests conducted on these type of composites have allowed to choose such a fibre volume fraction, at which fibre composite exhibits the best properties and meets the requirements of construction materials. The results of the research tests could create a good opportunity for the use of the waste sand and could partially solve the problem of expensive reclamation of former mine areas.

4

Możliwości wykorzystania betonów lekkich na kruszywie odpadowym w kontekście właściwości wytrzymałościowych

Kostrzewski Wojciech, Sybis Marta, Mądrawski Jacek, Laks Ireneusz

Przegląd Budowlany

|

2019

|

R. 90, nr 9

73--75

PL

W pracy przedstawiono analizę możliwości wykorzystania betonów lekkich zawierających odpadowe kruszywa lekkie do wykonania elementów konstrukcyjnych budynku (stropu) oraz ich wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne. Przedstawiono wyniki obliczeń obciążenia stropów oraz współczynnika przenikania ciepła przegród budowlanych wykonanych z omawianych w pracy betonów lekkich. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń oceniono wpływ poszczególnych parametrów na wytrzymałość i izolacyjność cieplną ścian i stropów. Beton wykonany na kruszywie pollytag miał najniższą gęstość oraz współczynnik przewodzenia ciepła.

EN

The work presents the possibility of using lightweight concrete made of waste lightweight aggregates for constructions elements (floor loading ) as well as their physical and mechanical properties. It includes results of calculations concerning floor loading and heat transfer coefficient of building elements made of the presented lightweight concretes. Calculations provided the basis for assessing the impact of particular parameters on compressive strength and thermal insulation of walls and floors. The paper additionally describes concretes made of waste aggregates in the form of lytag (Pollytag) and slag. Based on the research, it was found that concrete containing Pollytag had the lowest density value and thermal conductivity coefficient.

5

Analiza wybranych wytrzymałości fibrokompozytów na bazie drobnego kruszywa odpadowego

Głodkowska Wiesława, Domski Jacek, Laskowska-Bury Joanna, Kobaka Janusz, Ziarkiewicz Marek, Lehmann Marek

Przegląd Budowlany

|

2019

|

R. 90, nr 7-8

66--69

PL

Prezentowany artykuł dotyczy analizy drobnokruszywowych fibrokompozytów o objętościowej zawartości włókien w przedziale od 0,42 do 2,5%. Przeprowadzono analizę statystyczną wyników badań wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie przy rozłupywaniu oraz wytrzymałości resztkowych wybranych fibrokompozytów. Na podstawie przeprowadzonej analizy zaproponowano krzywą opisującą zmianę wytrzymałości na ściskanie w funkcji wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu. Przeanalizowano również zależność pomiędzy siłą obciążającą a szerokością rozwarcia rysy (CMOD). Na jej podstawie możliwe było określenie wytrzymałości resztkowych. Zgodnie z Model Code 2010 określono klasy fibrokompozytów oraz ustalono, czy możliwa jest częściowa redukcja zbrojenia konwencjonalnego poprzez zastosowanie fibrokompozytu drobnokruszywowego.

EN

The presented article concerns analysis of fine aggregate fibrous composites of volumetric content of fibres in the range from 0,42 to 2,5%. In case of these composites, the statistical analysis also included compression strength and tension strength at splitting, and residual strength. On the basis of this analysis the curve were proposed describing value changes in compression strength in function of tension strength at splitting. There was also analysed an interdependence between loading force and crack mode opening displacement (CMOD). On its basis it was possible to determine residual strength and to establish, according to Model Code 2010, fibrous composite classes and also whether it was possible to partially replace ordinary reinforcement with fine aggregate fibrous composites.

6

Wykorzystanie kruszyw odpadowych i z recyklingu w kompozytach cementowych

Rucińska T.

Kruszywa : produkcja - transport - zastosowanie

|

2018

|

Nr 3

32--34

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania kruszyw pozyskanych z osadów ściekowych w technologii produkcji kompozytów cementowych. Dotychczasowe badania w zakresie cech technicznych produktów cementowych, w których składzie uwzględniono kruszywa odpadowe i z recyklingu, wskazują na ich przydatność. Stanowią one alternatywę w odniesieniu do kruszyw naturalnych, a przede wszystkim pozwalają na znaczące ograniczenie ich wydobycia, co w konsekwencji pozwala wypełnić, sformułowane po raz pierwszy w 1987 r. przez Światową Komisję ds. Środowiska i Rozwoju w raporcie „Nasza wspólna przyszłość” zasady zrównoważonego rozwoju.

EN

The article presents the potential of using aggregates from sewage sludge for the technology of cement composites production. The studies carried out so far on the technical characteristics of cement products including waste aggregates and recycled aggregates demonstrate their usefulness. They are an alternative to natural aggregates, and above all allow to reduce their extraction significantly, which in consequence enables to conform to the principle of sustainable development, defined for the first time in 1987 by the World Commission on Environment and Development in its report “Our Common Future”.

7

Ultrasonic quality assessment of polymer-cement concrete with PET waste as the aggregate

Sokołowska J. J., Zalegowski K.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 2

67--77

EN

Elaborating composites containing waste materials requires study of basic mechanical properties and assessment of their structure quality. The subject of investigation was PPC concrete where aggregate was substituted with PET remaining after beverages bottles grinding. Substitution was done up to 25% (by volume). Waste material was fractioned and applied in various granulations. The main goal was to indicate the influence of such modification on the composite mechanical properties and to examine composite structure quality at macro level. Since PET and quartz differ greatly in density, to perform such examination it was possible to apply the nondestructive ultrasonic method, one of the most common NDT techniques used in material science and industry. The paper presents the effects of substitution of quartz with PET on ultrasonic wave propagation in PCC. The ultrasonic test results (measurements of wave velocity) compared with results of destructive tests (flexural and compressive strength) showed great correlation.

PL

Opracowanie nowego kompozytu zawierającego komponenty odpadowe wymaga nie tylko przeprowadzenia badań jego cech technicznych, ale też oceny jakości jego struktury. Przedmiotem badań zaprezentowanych w artykule był beton polimerowo-cementowy (PCC), w którym kruszywo częściowo (do 25% objętości) zastąpiono odpadem ze zmielonych butelek PET. Odpad był frakcjonowany i dodawany do mieszanek w różnej zawartości i granulacji. Celem badań było określenie wpływu takiej modyfikacji na właściwości mechaniczne oraz makrostrukturę kompozytu. Z uwagi na dużą różnicę w gęstościach kwarcu i poli(tereftalan etylenu) możliwe było zastosowanie metody ultradźwiękowej – jednej z najpowszechniej stosowanych w badaniach i przemyśle metod nieniszczących (NDT). W artykule zaprezentowano efekty substytucji kwarcu odpadem PET na propagację fal ultradźwiękowych w betonie PCC. Analiza statystyczna wyników pomiarów prędkości fali oraz wartości wytrzymałości na zginanie, wytrzymałości na ściskanie i gęstości pozornej poszczególnych kompozytów wskazuje na ich bardzo silną korelację.

8

Impact resistant concrete elements with nonconventional reinforcement

Cichocki K., Domski J., Katzer J., Ruchwa M

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2014

|

Tom 16, cz. 2

136--136

PL

Przedmiotem monografii jest analiza doświadczalna oraz numeryczna próbek oraz elementów wykonanych z kompozytu fibrobetonowego z udziałem kruszywa odpadowego (sortowany gruz ceglany). Badania doświadczalne oraz symulacje numeryczne przeprowadzone zostały w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki pt. “Impact resistant concrete elements with nonconventional reinforcement” (2011/01/B/ST8/06579) i dotyczyły one badania własności wytrzymałościowych materiału oraz powstawiania oraz rozwoju zniszczeń w płytach z fibrobetonu obciążonych udarowo. Monografia składa się z sześciu rozdziałów, uzupełnionych o odpowiednią bibliografię. Rozdział pierwszy (Introduction) dotyczy sformułowania problemu będącego przedmiotem pracy. Uzasadniono w nim potrzebę wprowadzenia do wytwarzania elementów betonowych materiałów odpadowych, zastępujących tradycyjne kruszywo mineralne, motywując to zmniejszaniem się zasobów tych kruszyw, zwiększaniem kosztów transportu oraz względami związanymi z ochroną środowiska i krajobrazu. Wprowadzenie zbrojenia rozproszonego w postaci włókien stalowych umożliwia zdaniem autorów monografii uzyskanie materiału odpornego na obciążenia nagłe (uderzenia, wybuchy), zdolnego do przenoszenia naprężeń rozciągających powstających podczas propagacji fali w materiale. Rozdział drugi (Used materials and research programme) poświęcony jest opisowi zastosowanych w badaniach materiałów oraz założonemu programowi badań dotyczących wyznaczania podstawowych parametrów charakteryzujących materiały.W rozdziale trzecim (Mechanical properties) podano opis i rezultaty wykonanych badań podstawowych charakterystyk materiałowych fibrobetonu z udziałem kruszywa odpadowego. Rozdział czwarty (Material models for concrete under impulsive load) zawiera przegląd konstytutywnych modeli materiałowych stosowanych w analizie numerycznej ustrojów betonowych poddanych obciążeniom o charakterze nagłym (impulsowym). Skupiono się na modelach zawierających kryteria powstawiania i rozwoju zniszczeń w materiale, oraz kryterium całkowitego zniszczenia (tj. utraty możliwości przenoszenia obciążeń). Impact resistant concrete elements with nonconventional reinforcement 91 Rozdział piąty (Impact resistance of circular plates – experimental and numerical study) stanowi opis zasadniczej części badań objętych projektem, tj. testom eksperymentalnym I symulacjom numerycznym odpowiedzi dynamicznej kołowych płyt o średnicy 1,0 m i grubości 0,10 m, wykonanych z fibrobetonu z udziałem kruszywa odpadowego i obciążonych swobodnym spadkiem ciężaru 40 kg z wysokości 1,0 m. Wykonano w sumie 70 płyt w 10 wariantach różniących się rodzajem włókien oraz stopniem zbrojenia. Zbadano zależność intensywności rozwoju zniszczeń w poszczególnych płytach od ilości uderzeń, starając się doprowadzić badania do momentu całkowitej utraty nośności płyty. Na podstawie przeprowadzonych badań eksperymentalnych wykonano symulacje numeryczne przy zastosowaniu metody elementów skończonych, wykorzystując opracowany algorytm generacji losowego rozkładu włókien w objętości elementu betonowego. Analizy wykonano w środowisku systemu elementów skończonych ABAQUS/Explicit, stosując nieliniowy sprężystoplastyczny model materiałowy ze zniszczeniem dla opisu własności betonu. Wyniki symulacji numerycznych są zgodne z rezultatami uzyskanymi na drodze eksperymentalnej. Rozdział szósty (Conclusions and final remarks) zawiera krótkie podsumowanie uzyskanych rezultatów oraz uwagi dotyczące samego analizowanego zagadnienia. Monografia uzupełniona jest o krótkie notki biograficzne autorów.

9

Harnessing waste fine aggregatefor sustainable production of concrete precast elements

Katzer J., Kobaka J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2010

|

Tom 12

33-45

EN

Cement composites (concrete, mortar, plaster, slurry) are most commonly applied construction materials in the world. Focusing to the environmental pollution problem we are bearing in mind the necessity of a balanced engineering process while applying cement composites. A lot of attention is drawn to the production of cement characterized by large energy consumption (about 4GJ per ton) and a significant carbon dioxide footprint (about 1 tonne of CO2 emissions per tonne of cement). The worldwide production of cement accounts for almost 7% of total world CO2 emissions [10]. However, it is very often forgotten that the main component of cement composite is aggregate which covers from 60% to 80% of cement composite volume. Global annual production of concrete, mortar and other cement based composites consumes 20 billion tonne of different aggregate. It means that about 3 tonne of aggregate is used per person per year, which considerably influences natural environment, especially in developing countries.

PL

Niniejszy artykuł dotyczy kompozytów cementowych wykonanych na bazie kruszyw odpadowych uzyskanych w trakcie procesu hydroklasyfikacji pospółki na Pomorzu Środkowym w północnej Polsce. Na świecie mamy do czynienia z licznymi regionami o małych zasobach naturalnych kruszyw grubych, które są podstawowym surowcem służącym do produkcji betonu zwykłego. W tych regionach zamiast kruszyw grubych występują często duże złoża kruszyw drobnych takich jak piasek i pospółka. Kruszywa drobne mogą być stosowane do produkcji betonu zwykłego o przeciętnych cechach mechanicznych. Produkcja betonu w oparciu o lokalnie dostępne kruszywa drobne jest tania, co zachęca do produkcji takich betonów, zamiast betonów wykonanych w oparciu o kruszywa grube transportowane z odległych kopalń.