Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie mielonej stłuczki szklanej w przemysłowej produkcji betonowych elementów prefabrykowanych

Gołek Łukasz, Szudek Wojciech, Łój Grzegorz

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 2

118--133

PL

W pracy zweryfikowano w warunkach przemysłowych możliwość zastosowania mielonej stłuczki szklanej jako składnika spoiwa do produkcji betonowych elementów prefabrykowanych. Wpływ stłuczki na właściwości świeżych i stwardniałych betonów porównano do popiołu lotnego krzemionkowego. Ponadto zbadano możliwość zamiany części kruszywa naturalnego kruszywem betonowym z recyklingu oraz keramzytem. Wytrzymałość na ściskanie betonów, w których 25% cementu zastąpiono mieloną odpadową stłuczką szklaną była nawet o 20% większa od elementów, w których zastosowano analogiczne zastąpienie cementu popiołem lotnym krzemionkowym. W trakcie trwającego 56 dni badania nie stwierdzono spadków wytrzymałości, które mogłyby świadczyć o wystąpieniu szkodliwych efektów reakcji krzemionki z wodorotlenkami sodu i potasu. Zastąpienie połowy naturalnego kruszywa gruzem betonowym z recyklingu pozwoliło zmniejszyć współczynnik przewodzenia ciepła ścian o około 10%, nie wpływając przy tym negatywnie na wytrzymałość na ściskanie gotowych elementów prefabrykowanych. Zanotowano jednak pogorszenie konsystencji betonu po 30 minutach od zmieszania z wodą. Zastąpienie żwiru o uziarnieniu 2÷8 mm analogiczną frakcją keramzytu spowodowało zmniejszenie współczynnika przewodzenia ciepła o około 18%, przy zadowalającej wytrzymałości. Stwierdzono, że mielona stłuczka szklana może z powodzeniem zastępować popiół lotny krzemionkowy, w produkcji betonowych elementów prefabrykowanych.

EN

In the study, a field trial was carried out to evaluate the applicability of ground waste glass cullet as a binder component, in the industrial production of precast concrete elements. The influence of glass cullet addition on the properties of fresh and hardened concretes was compared to siliceous fly ash. Moreover, the effects of a partial substitution of the natural aggregate with recycled concrete and expanded clay aggregate were determined. The compressive strength of concretes, in which 25% of cement was substituted with ground waste glass cullet, was even 20% higher compared to elements with an analogous addition of siliceous fly ash. Over 56 days, no drops in strength related to the harmful effects of the alkali-silica reaction were observed. Replacing half of the natural aggregate with graded recycled concrete aggregate, allowed to lower the thermal conductivity of the walls by approx. 10%, with no negative impact on the compressive strength of precast elements. However, a decrease in the consistency of fresh mix was observed after 30 minutes. Replacing the 2÷8 mm gravel with the same fraction of expanded clay resulted in an approx. 18% decrease in thermal conductivity, while maintaining satisfactory mechanical properties. It was concluded that ground waste glass cullet can be successfully used as a fly ash replacement in the production of precast concrete elements.

2

Wpływ temperatury na długoterminowe właściwości zapraw zawierających odpadowe szkło i mielony granulowany żużel wielkopiecowy

Szydłowski Jakub, Szudek Wojciech, Gołek Łukasz

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 4

264--278

PL

W artykule przedstawiono wyniki dwuletnich badań właściwości zapraw zawierających mielone szkło, którym zastąpiono 15 lub 30% mas cementu. Zaprawy ze szkłem porównano z analogicznymi zaprawami z dodatkiem granulowanego żużla wielkopiecowego, które dojrzewały w różnych temperaturach. Ponadto, po dwuletnim okresie dojrzewania zaprawy poddano autoklawizacji. Zmierzono wytrzymałość na ściskanie próbek, a w części z nich wykonano analizy rentgenograficzne oraz oznaczono zawartość wodorotlenku wapnia, metodą termograwimetryczną. Wyniki potwierdzają, że dodatek mielonego szkła, jako substytutu cementu, może zastąpić granulowany żużel wielkopiecowy. Ponadto nie stwierdzono spadku wytrzymałości, po procesie autoklawizacji dla zapraw z 15% dodatkiem szkła. Dane zebrane w pracy potwierdzają, że właściwości pucolanowe mielonego szkła pozwalają na jego zastosowanie do częściowej substytucji cementu. Badania pokazują również zdolność zapraw, z dodatkiem mielonego szkła, do utrzymywania stałego poziomu wytrzymałości w długim okresie, a nawet po autoklawizacji próbek dwuletnich.

EN

The paper presents new and unique results of two-year examinations of mortars containing ground glass, as a substitute for 15 or 30% by mass of ordinary Portland cement in comparison with the properties of mortars with the analogous addition of ground granulated blast furnace slag, in different temperatures. Moreover, after a two-year curing period, the mortars were autoclaved. Samples were subjected to compressive strength measurements, XRD analysis and the determination of calcium hydroxide content, by means of thermogravimetric analysis. The results confirm that as an additive, glass powder, thanks to its pozzolanic properties, can compete with common SCMs like granulated blast furnace slag. Additionally, a reduction in strength was not observed after the autoclaving process, for the mortars with 15% glass addition. The data collected in the paper confirms that the pozzolanic properties of ground glass allows its use as an additive. It also shows the ability of these mortars to maintain a constant level of strength in the long term and even after the autoclaving of two-year-old samples.

3

Wpływ dodatku mielonej stłuczki szklanej na wytrzymałość oraz mikrostrukturę zaczynów i zapraw z cementu portlandzkiego

Gołek Łukasz, Szudek Wojciech, Błądek Monika, Cięciwa Monika

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 6

480--494

PL

W pracy zbadano wpływ dodatku 5% oraz 35% masowych mielonej stłuczki szklanej na wytrzymałość i mikrostrukturę zapraw i zaczynów z cementu portlandzkiego. Potwierdzono pucolanowe właściwości dodatku, przejawiające się zmniejszeniem wczesnej wytrzymałości na ściskanie kompozytów cementowych względem próbki wzorcowej oraz jej zwiększeniem po dłuższych okresach dojrzewania. Zastąpienie części klinkieru portlandzkiego w cemencie mieloną stłuczką szklaną spowodowało zmniejszenie ciepła hydratacji. Stwierdzono, że powierzchnia właściwa stłuczki szklanej ma duży wpływ na jej aktywność – początek reakcji pucolanowej w przypadku szkła o powierzchni właściwej 5000 cm2/g wystąpił już po 7 dniach, podczas gdy dla stłuczki zmielonej do 3000 cm2/g reakcja ta zachodziła bardzo powoli. Na przestrzeni roku nie zaobserwowano negatywnych efektów reakcji alkalia-krzemionka, wskazane jest jednak przeprowadzenie dłuższych badań. W świetle uzyskanych wyników istnieje możliwość potencjalnego wykorzystania stłuczki szklanej jako składnika głównego cementu, bez negatywnego wpływu na jego właściwości.

EN

The paper presents a study on the influence of ground waste glass cullet, introduced as a component of Portland cements in the amounts of 5% and 35% by mass, on the properties of pastes and mortars. The pozzolanic nature of the additive was confirmed – the long-term compressive strength of cement composites has increased, compared to the reference sample. However, a decrease in the early compressive strength was observed. Replacing part of the Portland clinker with ground waste glass cullet resulted in the reduction of the heat of hydration. It was determined that the degree of grinding has a significant impact on the activity of waste glass cullet – in the case of the cullet ground to 5000 cm2/g, the beginning of the pozzolanic reaction was observed after 7 days, whereas for the cullet ground to 3000 cm2/g, the reaction was severely delayed. In the course of one year, no negative impact of the alkali-silica reaction on the strength and microstructure of mortars and pastes was observed, however, a longer study needs to be conducted to verify the results. The research proves that waste glass cullet can be potentially used as a main component of Portland cements, with no adverse effects on the properties of the composites.

4

Synthesis and characterization of TiO2 thin film on fly ash cenospheres

Szołdra Paulina, Pichór Waldemar, Cholewa-Kowalska Katarzyna, Adamczyk Anna, Szudek Wojciech

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 2

71--75

EN

Titanium dioxide (TiO2) thin films obtained on quartz glass and fly ash cenospheres were studied. Titanium(IV) butoxide (Ti(OBu)4), diethanoloamine (DEA), ethanol and deionized water were used as the starting materials. A layer of TiO2 nanoparticles was coated on the surface of the substrates using the sol-gel method. The thickness of the TiO2 coatings and the influence of the annealing temperature on the formation of TiO2 crystallites were studied. The dried gels were treated for 90 min in the temperature range of 400÷640°C to obtain crystallized anatase and rutile. Additional nanopowder TiO2 samples were prepared and their crystallinity was determined using X-ray diffraction (XRD). It was successfully shown that the anatase crystalline phase is formed when the TiO2 gel is heated to 480°C, while the rutile phase is obtained at 640°C. Changes in film thickness were studied using an atomic force microscope (AFM). The profound effect of gel viscosity on the thickness of the film was noticed. UV-Vis absorption spectroscopy, performed on the sample treated at 480°C (containing anatase phase only), showed strong ultraviolet light absorption below 400 nm. The estimated band-gap value was 3.2 eV. Transmission scanning microscopy (TEM) examination of the powders revealed agglomerated nanoparticles. A uniform, continuous layer on the surface of the treated microspheres was observed under a scanning electron microscope (SEM). The study shows that the annealing temperature has a profound effect on the phase composition and crystallite size of the sol-gel synthesized TiO2 nanopowders.

PL

Badaniom poddano warstwy z dwutlenku tytanu (TiO2), które zostały osadzone na powierzchni szkła kwarcowego i mikrosfer z popiołów lotnych. Wyjściowymi substratami były butanolan tytanu(IV) (Ti(OBu)4), dietanoloamina (DEA), etanol i woda dejonizowana. Warstwy z nanocząstkami TiO2 przygotowano, wykorzystując metodę zol-żel. Zbadano grubość otrzymanych warstw oraz wpływ temperatury wypalania na powstawanie krystalitów TiO2 syntetyzowanych w zol-żelu. Wysuszone żele poddano obróbce termicznej w zakresie temperatur 400÷640°C przez 90 minut w celu uzyskania krystalicznych form anatazu i rutylu. Za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) określono skład fazowy nanoproszków TiO2. Udało się wykazać, że krystaliczny anataz otrzymywany jest podczas ogrzewania żelu w temperaturze 480°C, natomiast krystaliczna faza rutylowa w 640°C. Zmianę grubości warstwy obserwowano z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych (AFM). Zaobserwowano duży wpływ lepkości zolu na grubość otrzymywanych powłok. Przeprowadzona przy użyciu spektroskopii absorpcyjnej UV-Vis analiza próbki poddanej obróbce termicznej w 480°C (w której jedyną występującą fazą był anataz) wykazała silną absorpcję promieniowania ultrafioletowego o długości fali poniżej 400 nm. Szacowana wartość energii pasma wzbronionego wynosiła 3,2 eV. Obrazy z transmisyjnego mikroskopu skaningowego (TEM) ukazały zaglomerowane nanocząstki, a obrazy ze skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) pokazały jednorodną warstwę na mikrosferach. Wykonane badania pokazują, że temperatura wypalania ma ogromny wpływ na skład fazowy i rozmiar krystalitów nanoproszków TiO2 syntetyzowanych metodą zol-żel.

5

Wpływ impregnacji powierzchniowej wodnymi roztworami Al2(SO4)3, AlK(SO4)2 oraz ZnSiF6 na właściwości zapraw i betonów

Szudek Wojciech, Szołdra Paulina, Malata Grzegorz

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 24/86, nr 6

481--493

PL

W pracy przedstawiono badania powierzchniowej impregnacji cementowych zapraw i betonów oraz gipsu za pomocą roztworów wodnych: Al2(SO4)3, AlK(SO4)2 i ZnSiF6. Stwierdzono, że substancje te reagują ze składnikami zapraw i betonów oraz z domieszkami zawartymi w gipsie. Krystaliczne produkty tych reakcji były następujące: w przypadku siarczanu glinu i siarczanu potasowo-glinowego – gips, a dla heksafluorokrzemianu cynku – fluorki wapnia oraz fluorek wapniowo-cynkowy. Zastosowanie impregnacji powierzchniowej powoduje poprawę właściwości powierzchni, a przede wszystkim zmniejszenie porowatości kapilarnej i ograniczenie nasiąkliwości zapraw i betonów oraz gipsu. Natomiast w niewielkim stopniu wpływa na transport pary wodnej.

EN

In the paper the surface impregnation of mortars, cement concretes and gypsum with water solutions of: Al2(SO4)3, AlK(SO4)2 and ZnSiF6. The experiments have shown that these substances are reacting with the constituents of mortars, concretes and with admixtures contained in gypsum. The crystalline products of these reactions were the following: in the case of aluminum sulphate and aluminum-potassium sulphate – gypsum and for hexa-fluorine silicate – calcium fluoride and calcium-zinc fluoride. Application of surface impregnation the amelioration of surface properties is causing, and principally the decrease of capillary porosity and limitation of absorbability of mortars, concretes and gypsum. However, in minor degree is influencing of water vapor transportation.