Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyka przyczepności prętów GFRP i BFRP do betonu z dodatkiem zeolitu i metakaolinitu

Urbański Marek, Woyciechowski Piotr, Szmigiera Elżbieta, Adamczewski Grzegorz, Sosnowska Edyta

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 11-12

121--127

PL

Porównano zależności przyczepność-poślizg oraz mechanizmy zniszczenia dla betonu z dodatkami zeolitu i metakaolinitu w obecności prętów GFRP, BFRP i stalowych. Przyczepność prętów GFRP do betonu z dodatkiem metakaolinitu była o 50% większa niż do betonu zwykłego, natomiast przyczepność do betonu z zeolitem podobna. W przypadku prętów BFRP stwierdzono wzrost przyczepności o 7% dla betonu z metakaolinitem. Pręty BFRP miały większą przyczepność w stosunku do zbrojenia stalowego. Zmiana przyczepności prętów GFRP i BFRP była stopniowa, a poślizg był kilkukrotnie większy niż prętów stalowych.

EN

Bond stress-slip relationship and failure mechanisms for concrete with additions of zeolite and metakaolin in the presence of GFRP, BFRP and steel bars were compared. The bond strength of GFRP bars to concrete with the addition of metakaolin was 50% higher than to ordinary concrete, while the bond strength to concrete with zeolite was similar. In the case of BFRP bars, an increase in bond strength by 7% was found for concrete with metakaolin. BFRP bars had greater bond strength to steel reinforcement. The change in the bond stress of the GFRP and BFRP bars was gradual and the slip was several times greater than that of the steel bars.

2

Wpływ metakaolinitu i zeolitu na przyczepność prętów BFRP i GFRP do betonu

Krassowska Julita, Wolka Paweł

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 10

6--10

PL

Celem przeprowadzonych badań jest ustalenie, w jaki sposób obecność metakaolinitu i zeolitu wpływa na przyczepność prętów zbrojeniowych do betonu oraz na jego wybrane właściwości mechaniczne. Próbki do badań przygotowano zgodnie z obowiązującą procedurą testu belkowego wg [1]. Otrzymane wyniki pozwoliły na analizę porównawczą próbek referencyjnych oraz zawierających metakaolinit i zeolit. Badania wykazały, że wprowadzenie do betonu aktywnego dodatku pucolanowego w postaci metakaolinitu i zeolitu powoduje zwiększenie wartości naprężeń przyczepności o ok. 20% w przypadku prętów szklanych GFRP i 15% bazaltowych BFRP, przede wszystkim w fazie zniszczenia.

EN

The aim of the conducted research is to determine how the presence of metakaolinite and zeolite affects the adhesion of reinforcing bars to concrete and selected mechanical properties. Test samples were prepared in accordance with the applicable beam test procedure according to [1]. The obtained results allowed for a comparative analysis of the reference samples and those with metakaolinite and zeolite. The research showed that the introduction of an active pozzolanic additive in the form of metakaolinite and zeolite into concrete leads to an improvement in adhesion stress values of approximately 20% for GFRP glass bars and 15% for BFRP basalt bars, especially during the failure phase.

3

Metakaolinit jako dodatek do betonu

Pietras Maria, Konkol Janusz

Izolacje

|

2019

|

R. 24, nr 7/8

100--103

PL

Dodatki do betonu w obecnych czasach stały się integralnym jego składnikiem. Ciągłe poszukiwanie materiałów alternatywnych, mogących częściowo zastępować cement, doprowadziło do stosowania dostępnych dodatków mineralnych. W artykule przedstawiono metakaolinit, jego właściwości i zastosowanie w przemyśle budowlanym.

EN

Concrete additives have contemporarily become its integral part. The constant search for alternative materials that could partially replace cement led to the application of available minerlal additives. The article presents metakaolin, its properties and application in the construction industry.

4

Wpływ wybranych dodatków mineralnych na konsystencję i wytrzymałość zaprawy wapiennej

Brzyski P.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 6

68--70

5

Wpływ wieku na wytrzymałość na ściskanie betonu modyfikowanego dodatkiem metakaolinitu

Konkol J., Musiał K.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 4

287--296

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na ściskanie betonów modyfikowanych dodatkiem metakaolinitu po 2, 3, 7, 14, 28 i 56 dniach dojrzewania. Dodatek metakaolinitu użyto jako częściowy substytut cementu, dokonując wymiany 10% masy cementu na metakaolinit. Udział ten uznawany jest za optymalny z uwagi na inne niż wytrzymałość na ściskanie właściwości betonu, w tym trwałość betonu modyfikowanego metakaolinitem. Badania przeprowadzono także dla betonu tła, betonu bez dodatku metakaolinitu. Betony wykonano przy założeniu stałego stosunku woda/spoiwo, względnie woda/cement wynoszącego 0,45 oraz przy użyciu cementu portlandzkiego CEM I 32,5R, piasku kwarcowego frakcji do 2 mm oraz grysu bazaltowego frakcji do 16 mm. W celu uzyskania pożądanej konsystencji mieszanki betonowej zastosowano upłynniacz na bazie estrów polikarboksylowych. Uzyskane rezultaty badań potwierdziły wysoką aktywność pucolanową metakaolinitu już we wczesnym okresie dojrzewania betonu. W okresie między 3 a 7 dniem dojrzewania stwierdzono wolniejszy przyrost wytrzymałości na ściskanie w betonie niemodyfikowanym metakaolinitem, podczas gdy w betonie, w którym 10% masy cementu zastąpiono metakaolinitem uwidocznił się znaczący przyrost wytrzymałości na ściskanie. Po 2 dniach dojrzewania wytrzymałość na ściskanie betonu tła była nieznacznie wyższa od wytrzymałości na ściskanie betonu modyfikowanego. Korzystny wpływ dodatku metakaolinitu wynikający z jego wysokiej aktywności pucolanowej, jak również z uszczelniającego charakteru tego dodatku obserwowano jest zwłaszcza w okresie między 3 a 14 dniem dojrzewania. W tym okresie obserwowano znaczny przyrost wytrzymałości na ściskanie betonu modyfikowanego w porównaniu z wytrzymałością na ściskanie betonu tła. Po 7 i 14 dniach dojrzewania stwierdzono odpowiednio prawie 25% i 21% wzrost wytrzymałości na ściskanie na skutek użycia metakaolinitu.

EN

This paper presents the results of the compressive strength test of metakaolinite-modified concretes. The investigations were conducted after 2, 3, 7, 14, 28 and 56 days of concrete curing. The addition of metakaolinite was used as an equivalent of cement, replacing 10% by weight of cement with metakaolinite. This share is considered optimal due to other than the compressive strength of concrete properties, including durability of metakaolinite-modified concrete. Tests were also performed for the concrete without addition of metakaolinite. Concrete was made with the assumption of a constant ratio of water / binder or the water / cement ratio equal to 0.45. Portland cement CEM I 32.5R, up to 2 mm sand, up to 16 mm basalt and metakaolinite were used in the investigations. In order to obtain the desired consistency of the concrete mix, plasticizer based on esters of polycarboxylic acids was used. The results of the research confirmed the high pozzolanic activity of metakaolinite in early concrete curing. After two days of concrete curing the compressive strength of the concrete without metakaolinite was slightly higher than the compressive strength of modified concrete. In the case of metakaolinite-modified concrete it was found that the biggest increment of the compressive strength occurs in the period between 3 and 14 days of concrete curing in relation to the results of the compressive strength of concrete based only on Portland cement. After 7 and 14 days of concrete curing nearly 25% and 21% increases in compressive strength due to the use of metakaolinite were reported.

6

Optymalizacja składu betonów z dodatkiem metakaolinitu

Konkol J., Prokopski G.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 4

297--304

PL

W artykule przedstawiono wyniki optymalizacji składu betonu modyfikowanego dodatkiem prażonego kaolinitu (metakaolinitu), użytego jako częściowy substytut cementu. Optymalizację przeprowadzono przy użyciu programu STATISTICA w oparciu o wyniki badań betonów o zróżnicowanym składzie, zdeterminowanym udziałem dodatku metakaolinitu do 15% masy spoiwa oraz stosunkiem woda/spoiwo od 0,35 do 0,54. Badania wykonano według centralnego kompozycyjnego planu doświadczenia, przewidującego wykonanie badań dziewięciu mieszanek betonowych o zróżnicowanym składzie. Jako kryteria optymalizacji przyjęto: maksimum wytrzymałości na ściskanie fc po 28, 90 i 180 dniach dojrzewania betonu, maksimum krytycznego współczynnika intensywności naprężeń KIcS i maksimum współczynnika sprężystości podłużnej E po 28 i 180 dniach dojrzewania betonu, minimum objętości porów powietrznych w betonie A oraz minimalny wymiar fraktalny określony metodą cięciwy DC i metodą pudełkową DBC. Objętość porów powietrznych określono na podstawie analizy płaskich przekrojów betonu metodami stereologicznymi. Analizie fraktalnej poddano uzyskane w badaniu odporności na pękanie powierzchnie przełomów betonów. Optymalizację przeprowadzono dla trzech wariantów I, II i III. Uzyskane wyniki potwierdziły występowanie ścisłej zależności między właściwościami a strukturą betonów, w tym betonów z dodatkiem metakaolinitu. Wykazano także, że ze względu na przyjęte kryteria optymalizacji celowe jest projektowanie betonów przy założeniu względnie niskiego stosunku woda/spoiwo oraz względnie dużego udziału dodatku metakaolinitu.

EN

This paper presents the results of optimization of composition of the concretes modified with calcined kaolin (metakaolinite). The analysis was performed according to the results of investigations base of central composite design of experiment. The amount of metakaolinite used as used as an equivalent of cement varied from 2% to 15% of the mass of binder. Water/binder ratios (w/b) in the mixes were in the range of 0.35 to 0.54. On the basis of multi-criteria analysis, the optimal compositions of concrete mixes were established for the adopted criteria optimization. The optimization criteria were: maximal compressive strength fcafter 28, 90 and 180 days of concrete curing, maximal value of critical stress intensity factor KIcS(maximal fracture toughness) and maximal elastic modulus E after 28 and 180 days of concrete curing, minimal porosity of hardened concrete and minimal value of fractal dimension (divider method DC and box counting method DBC). The optimal solutions were obtained for water/binder ratio below 0.37 and amount of metakaolinite 15% of the mass of binder. The optimum composition is as follows: 388.4 kg of cement, 67.8 kg of metakaolinite, 169.5 l of water, 742.8 kg of sand and 1218.3 kg of basalt.

7

Modyfikacja spoiwa wapiennego gipsem oraz metakaolinitem

Brzyski P., Świderczuk K.

Budownictwo i Architektura

|

2016

|

Vol. 15, nr 3

125--134

PL

Wapno od tysięcy lat wykorzystywane jest jako materiał budowlany. W dzisiejszych czasach, z uwagi na jego niską wytrzymałość mechaniczną i małą odporność na warunki atmosferyczne zmniejszono lub nawet zaniechano jego wykorzystanie w budownictwie. Ten naturalny budulec korzystnie wpływa na mikroklimat wewnątrz budynków, a dzięki zasadowemu odczynowi zapobiega powstawaniu pleśni. Stosowanie wapna jako zamiennika tradycyjnych materiałów, do których można zaliczyć np. cement przyniesie korzyści nie tylko ekologiczne ale i ekonomiczne. W pracy opisano badania własne podstawowych właściwości fizyko-mechanicznych modyfikowanych spoiw wapiennych. W celu podwyższenia niekorzystnych parametrów wapna, zmodyfikowano spoiwo zmienną ilością gipsu w ilościach 10 %, 15 %, 20 % masy spoiwa oraz różną zawartością wody poprzez wskaźnik woda/spoiwo W/S: 0,65, 0,7, 0,75 dla mieszanki z 15 % zawartością gipsu. W wszystkich recepturach zastosowano stałą ilość metakaolinitu równą 10 % masy spoiwa. Przeprowadzono test wytrzymałości na zginanie i ściskanie po 7 dniach oraz badania gęstości, porowatości i nasiąkliwości spoiw. Przy wzroście zawartości gipsu odnotowano wzrost parametrów wytrzymałościowych i spadek nasiąkliwości przy niewielkich zmianach porowatości. Dużo większe różnice zaobserwowano przy modyfikacji W/S: wraz z jego spadkiem wzrastała wytrzymałość spadała nasiąkliwość i porowatość.

EN

Lime is used as a building material for thousands of years. Nowadays, due to its low mechanical strength and low resistance to weather conditions it is reduced or even discontinued its use in the construction industry. This natural building material has a positive effect on the microclimate inside buildings, and through alkaline nature, prevents the formation of mold. The use of lime as a replacement for traditional materials, like cement will bring not only environmental but also economic benefits. This paper describes the own study of basic physical and mechanical properties of modified lime binder. In order to improve the unfavorable performance of lime binder it was modified by variable quantity of gypsum in an amount of 10%, 15%, 20% by mass, and different water content by ratio water/binder 0.65, 0.7, 0.75 for a mixture which contains 15% of gypsum. In all formulations a constant amount of metakaolinite equal to 10% by weight of the binder was used. In the studies, after 7 days of maturation, a flexural and compressive strength test were performed. Also the density, porosity and water absorption of binder were examined. With an increase in the content of gypsum was an increase of strength parameters and a decrease in water absorption with minor changes in porosity. Much bigger differences were observed after the modification of water/binder ratio - with its decline the strength increased and the water absorption and porosity decreased.

8

Metakaolinit jako pucolanowy dodatek do betonu - przegląd stanu wiedzy

Małaszkiewicz D.

Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2015

|

Vol. 6, no. 2

81--94

PL

Mineralne dodatki do betonu stały się integralnym jego składnikiem. Zastępują one częściowo cement portlandzki, którego produkcja jest energochłonna i uciążliwa dla środowiska naturalnego. Wykorzystywane są materiały naturalne, odpady przemysłowe, produkty uboczne pochodzące z różnych gałęzi przemysłu lub inne materiały, których wyprodukowanie pochłania mniej energii niż produkcja cementu. W ostatnich latach odnotowuje się coraz większe zainteresowanie wykorzystaniem kalcynowanej gliny w postaci metakaolinitu (ang. metakaolin) jako pucolanowego dodatku do zapraw i betonów, który pozwala na poprawę parametrów mechanicznych i trwałość kompozytów cementowych. W artykule przedstawiono przegląd stanu wiedzy nad zastosowaniem metakaolinitu jako częściowego zamiennika cementu, szczególnie przydatnego w zaprawach i betonach narażonych na agresywne działanie środowiska. Badania świadczą o tym, że metakaolinit może być efektywnym dodatkiem poprawiającym mikrostrukturę, a tym samym trwałość betonu.

EN

Mineral additions have become an integral part of concrete technology. They are a partial replacement of Portland cement, the manufacture of which requires high energy consumption and is environmental damaging. These may be naturally occurring materials, industrial wastes, by-products or materials requiring less energy to manufacture. The utilization of calcined clay, in the form of metakaolin, as pozzolanic addition for mortars and concretes has received considerable attention in recent years. It improves mechanical performance and exhibits considerable enhancement in durability properties. This paper presents an overview of the work carried out on the use of metakaolin as partial replacement of cement particularly useful in mortars and concretes subjected to hazardous environment. The literature demonstrates that metakaolin is an effective addition which causes improvement in the pore structure and hence the durability.

9

The influence of the age of concretes with fbc fly ash or metakaolinite additives on their strength properties

Konkol J., Prokopski G.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2014

|

Vol. 13, no. 1

49--67

PL

W artykule określono wpływ wieku betonów modyfikowanych dodatkiem aktywowanego popiołu fluidalnego (FL) lub metakaolinitu (MK) na ich wytrzymałość na ściskanie fc, odporność na pękanie KlcS oraz moduł sprężystości podłużnej E. Dodatki zastosowano jako równoważniki części cementu. Porównano skuteczność działania obu dodatków jako zamiennika części cementu. Badania przeprowadzono po 28, 90 i 180 dniach dojrzewania. Podano zależności funkcyjne umożliwiające określenie badanych właściwości mechanicznych betonów (fc, KlcS i E) po 28, 90 i 180 dniach twardnienia. Wykazano statystycznie istotny wpływ zmiany składu betonu oraz jego wieku na badane właściwości mechaniczne (fc, KlcS i E). Stwierdzono wzrost wartości wszystkich badanych parametrów (fc, KlcS i E) w miarę zmniejszenia stosunku woda/spoiwo oraz zróżnicowany wpływ zmiany udziału dodatku w zależności od wieku betonu. Największy przyrost wartości badanych parametrów uzyskano po pierwszych 28 dniach dojrzewania w stosunku do wyników otrzymanych dla betonu 90- i 180-dniowego. Zaproponowano model umożliwiający przewidywanie wytrzymałości na ściskanie fc w zależności od składu i wieku betonu modyfikowanego popiołem fluidalnym aktywowanym mechanicznie lub metakaolinitem.

EN

An influence ofthe age of concretes modified with addition of activated fluidized bed combustion (FBC) fly ash (fluidal ash - FL) or metakaolinite (MK) on their compressive strength fc, fracture toughness KlcS and Young's modulus E is determined in the paper. The additives were used as equivalents of part of cement. The performance effectiveness of both additives as substitutes of part of concrete is compared. The investigations were conducted after 28, 90 and 180 days of concrete curing. The functions for calculation of investigated mechanical properties of concretes (fc, KlcS and E) after 28, 90 and 180 days of hardening are given. Statistically significant influence of the concrete age and the change of its composition on the investigated mechanical properties (fc, KlcS and E) was shown. An increase in all the investigated parameters values (fc, KlcS and E) with the decrease in the water/binder ratio and diversified influence of the additive content change with respect to the age of the concrete was observed. It was found that the biggest increment of the values of investigated parameters occurs after 28 days of curing in relation to the results of 90 and 180 days concrete. A model enabling prediction of compressive strength fc of the concrete modified by mechanically activated FCB fly ash or metakaolinite with respect to its composition and age, was created.

10

Wpływ aktywowanego termicznie łupku karbońskiego na jakość autoklawizowanych tworzyw wapienno-piaskowych

Pytel Z.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 4

412--420

PL

Artykuł zawiera wyniki badań laboratoryjnych, polegających na otrzymywaniu tworzyw wapienno-piaskowych z mieszaniny surowcowej, składającej się z piasku kwarcowego pochodzenia naturalnego oraz wapna palonego, modyfikowanej zmienną ilością oraz postacią łupku karbońskiego. Łupek karboński był bowiem wprowadzany do podstawowego zestawu surowcowego, w którym wymienione surowce występują w proporcjach wagowych odpowiednio 92:8, co odpowiada stosunkowi molowemu C/S = 0,09 w stanie naturalnym oraz po obróbce termicznej, przeprowadzonej w zmiennych warunkach odnośnie temperatury i czasu jej trwania. Efektywność wykorzystania tego rodzaju dodatku mineralnego, wykazującego właściwości pucolanowe, była oceniana w oparciu o wynik analizy porównawczej, obejmującej podstawowe cechy użytkowe zasadniczo dwóch rodzajów tworzyw, tj. tworzywa referencyjnego, uzyskanego bez udziału wspomnianego łupku karbońskiego oraz kilku serii tworzyw eksperymentalnych otrzymanych z różnym ilościowym i jakościowym jego udziałem. Charakterystykę uzyskanych tworzyw autoklawizowanych uzupełniają również wyniki badań w zakresie struktury oraz wybranych elementów mikrostruktury, przeprowadzonych metodami XRD, DTA, TG, IR oraz SEM.

EN

The study summarises the results of laboratory testing of sand-lime materials, that were made of component mix of natural silica sand and burnt lime, and modified by adding variable amounts of carbon shale. This shale was added to the standard component mix containing lime and sand in the molar ratio CaO/SiO2 = 0,09. The carbon shale was in the natural form or followed thermal treatment at various temperatures and times of exposure. It displayed the required pozzolanic activity. The effectiveness of the use of this additive was estimated basing on the results of comparative analysis covering the basic functional parameters of two types of products: the reference sample (with no shale added) and several experimentally obtained sand-lime products differing in their qualitative and quantitative composition. Specification of thus obtained autoclaved materials is provided, alongside the results of structural and microstructure testing by the XRD, DTA, TG, IR and SEM methods.

11

Wybrane właściwości betonów modyfikowanych zmiennym udziałem dodatku metakaolinitu

Konkol J., Pyra M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 3/II

287--296

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań betonów wykonanych na cemencie CEM I 32,5R, kruszywie grubym granitowy i o zróżnicowanym udziale dodatku metakaolinitu MK, zastosowanego jako substytut cementu. Dodatek metakaolinitu użyto w ilości 5, 10, 15, 20 i 25% masy spoiwa, tj. odpowiednio od 5,3 do 33,4% masy cementu. Wykazano znaczący wpływ zmiany udziału metakaolinitu na badane cechy betonów, tj.: wytrzymałość na ściskanie, nasiąkliwość i wodoprzepuszczalność. Zwiększenie udziału metakaolinitu od 5 do 15% m. s. skutkowało wzrostem wytrzymałości na ściskanie betonów. Wzrost wytrzymałości betonu z 15% udziałem metakaolinitu w stosunku do betonu referencyjnego wyniósł ponad 23%. Dalsze zastąpienie cementu dodatkiem MK nie wpłynęło na zmianę wytrzymałości na ściskanie, co potwierdził wynik testu równości średnich. Podobne relacje obserwowano w przypadku badań nasiąkliwości betonów. Nasiąkliwość betonu z 15% udziałem MK wyniosła 2,3%, co było znaczną poprawą w stosunku do betonu referencyjnego bez dodatku, dla którego uzyskano nasiąkliwość wynoszącą 4%. Dalszy wzrost udziału dodatku metakaolinitu z 15 do 25% spowodował nieznaczne zmniejszenie nasiąkliwości do 2,1%. Wyniki badań wodoprzepuszczalności wykazały ciągłą poprawę szczelności betonu na skutek zwiększenia udziału metakaolinitu. Najmniejszą głębokość penetracji wody pod ciśnieniem, wynoszącą 10 mm, uzyskano w przypadku betonu o 25% udziale MK. Za optymalny udział dodatku metakaolinitu, ze względu na badane właściwości, uznano udział 15% m. s. Na podstawie przeprowadzonej analizy statystycznej podano zależności funkcyjne opisujące zmianę wytrzymałości na ściskanie od zmiennego udziału dodatku metakaolinitu.

EN

The paper presents the results of the study performed on concretes made of cement CEM I 32,5 R, coarse granite aggregate and diverse content addition metakaolinite MK, used as a substitute for cement. Metakaolinite additive was used in an amount of 5, 10, 15, 20 and 25% by weight of the binder. It has been shown that the change in the metakaolinite content has a significant influence on the test characteristics of concrete, i.e. compressive strength, water absorption and water permeability. Increasing the content of metakaolinite from 5% to 15% resulted in an increase of the compressive strength of concrete. The increase in strength of concrete with a 15% metakaolinite content relative to the reference concrete was more than 23%. Further replacement of cement did not affect the change in compressive strength. Similar relationships were observed for studies of absorption of concrete. Water absorption of concrete with 15% of the MK was 2.3%, which was a significant improvement compared to the reference concrete without the addition. A further increase of the additive caused a slight decrease to 2.1% water absorption. The results of permeability studies showed continuous improvement in concrete tightness as a result of increasing the content of metakaolinite. The optimal content of metakaolinite addition in relation to the properties investigated was the content of 15% by weight of the binder. On the basis of statistical analysis functional dependencies describing the change in the compressive strength in relation to the varying content of metakaolinite addition were presented.

12

Wpływ metakaolinitu na proces hydratacji cementu

Lis P.

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2014

|

nr 1

56--59

13

Wpływ wieku betonów modyfikowanych dodatkiem metakaolinitu na ich wytrzymałość

Konkol J.

Magazyn Autostrady

|

2013

|

Nr 6

52--58

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań betonów modyfikowanych dodatkiem metakaolinitu (MK). Przeprowadzono badania wytrzymałościowe: wytrzymałości na ściskanie oraz odporności na pękanie, określając krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIc S. Badania zaprogramowano według planu centralnego kompozycyjnego rotalno-quasi-uniformalnego, przyjmując jako zmienne niezależne stosunek woda/spoiwo oraz udział dodatku metakaolinitu w stosunku do masy cementu. Wytrzymałość na ściskanie fc oraz krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIc S określono po 28, 90 i 180 dniach dojrzewania betonu. Podano uzyskane zależności funkcyjne umożliwiające określenie badanych właściwości mechanicznych (fc i KIc S) po 28, 90 i 180 dniach twardnienia w zależności od stosunku woda/spoiwo w/s oraz udziału metakaolinitu w stosunku do masy spoiwa MK/s. Wykazano statystycznie istotny wpływ zmiany zarówno składu betonu, jak również jego wieku na wzrost badanych właściwości mechanicznych (fc i KIc S).

EN

In the paper the results of experiments on concrete with metakaolinite addition were presented. The following properties were measured: compressive strength fc and the critical stress intensity factor KIcS after 28, 90 and 180 days of concrete hardening. There was observed a statistically significant effect of changing both the composition of concrete and its age on the growth of the mechanical properties (fc and KIc S). Increasing the ratio of water/binder always resulted in a decrease of compressive strength and the critical stress intensity factor. An increased share of MK, however, caused an increase of both mechanical properties (fc and KIc S). The results of investigations and analysis prove that there are important statistical dependencies between the variables used in experiments and concrete compressive strength and fracture toughness. The increased compressive strength fc is accompanied by a simultaneous increase of the critical stress intensity factor KIc S.

14

Wykorzystanie geometrii fraktalnej do określenia odporności na pękanie betonu modyfikowanego metakaolinitem

Konkol J.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 3

177--184

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań betonów z dodatkiem metakaolinitu (MK), jako częściowego substytutu cementu. Przeprowadzono badania wytrzymałościowe i fraktalne po 180 dniach dojrzewania, określając: wytrzymałość na ściskanie fc, odporności na pękanie (krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIcS) i wymiar fraktalny. Badania zaprogramowano według kompozycyjnego centralnego planu eksperymentu, przyjmując jako zmienne niezależne stosunek woda/spoiwo oraz udział dodatku w stosunku do masy spoiwa. Na podstawie uzyskanych wyników badań i przeprowadzonych analiz wykazano statystycznie istotny związek morfologii przełomu oraz składu betonów z odpornością na pękanie.

EN

The aim of the paper is to present the results of experiments on concretes after 180 days of hardening with metakaolinite addition. Measurements of compressive strength fc, critical stress intensity factor KIcS and fractal dimension Dm were performed. The plan included nine measurement points. Water/binder ratios ranging from 0.35 to 0.54, and the metakaolinite additives in the amount ranging from 2.1 to 14.9 % relative to the mass of binder were used as independent variables. Statistically significant correlations were given. The proposed solutions can be used in designing the concrete with metakaolinite, which enables the prediction of KIcS after 180 days of hardening concrete with no need for destructive tests.

15

Wykorzystanie parametrów fraktalnych i stereologicznych do opisu odporności na pękanie betonów modyfikowanych wybranymi dodatkami typu II

Konkol J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 3/III

223-232

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań betonów modyfikowanych trzema dodatkami: pyłem krzemionkowym (PK), popiołem fluidalnym (PF) i metakaolinitem (MK). Przeprowadzono badania wytrzymałościowe: wytrzymałości na ściskanie oraz odporności na pękanie, określając krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIcS, jak również badania stereologiczne i fraktalne. Badania zaprogramowano według trzech oddzielnych planów eksperymentu, przyjmując jako zmienne niezależne stosunek woda/spoiwo oraz udział dodatku w stosunku do masy spoiwa. Na podstawie uzyskanych wyników badań i przeprowadzonych analiz wykazano statystycznie istotny związek morfologii przełomu oraz składu betonów z odpornością na pękanie. Stwierdzono brak istotnego wpływu rodzaju zastosowanego dodatku na uzyskane zależności.

EN

In the paper the results of experiments on concretes with silica fume, fluidal ash and metakaolinite addition were presented. The following were measured: compressive strength fc and the critical stress intensity factor KIcS , fractal dimension DBC and stereological parameters of coarse aggregates and pores (SVK and SVP). The plan included ten measurement points. The ratios of water/binder, ranging from 0.353 to 0.537, and the amount of the additives (fluidal ash or metakaolinite), ranging from 2.1 to 14.9 % relative to the mass of binder were used as independent variables. In the case of silica fume the range of variation from 1.7 to 10.2 % by mass of binder was adopted. Statistically significant correlations were given. In the case of the additives used there was found a dependence only on the amount of additive and not the type. The solutions proposed can be used in designing concrete with silica fume, fluidal ash or metakaolinite. They enable the prediction of mechanical properties (fc and KIcS) without the need for destructive tests.

16

Metakaolinit i popiół fluidalny jako alternatywne w stosunku do pyłów krzemionkowych dodatki mineralne do betonu

Konkol J.

Inżynieria i Budownictwo

|

2012

|

R. 68, nr 9

503-507

PL

Podano wyniki badań betonów z dodatkiem pyłu krzemionkowego, popiołu fluidalnego i metakaolinitu. Określono: konsystencję mieszanki betonowej, wytrzymałość na ściskanie fc i krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIcS. Stwierdzono, że dodatki metakaolinitu lub popiołu fluidalnego mogą być stosowane jako substytut cementu lub pyłu krzemionkowego.

EN

In the paper the results of experiments on concretes with silica fume, fluidal ash and metakaolinite addition were presented. The following were measured: consistency of mix concrete, compressive strength fc and the critical stress intensity factor KlcS. The results of investigations and analysis prove that additives of metakaolinite or fluidal ash can be used as substitute for cement or silica fume.

17

Wpływ obecności hydrogranatów z szeregu C3AS3 - C3AH6 na właściwości autoklawizowanych tworzyw wapiennopiaskowych

Pytel Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2011

|

z. 58, nr 3/III

331-342

PL

Referat zawiera wyniki badań tworzyw wapienno-piaskowych otrzymanych z udziałem metakaolinitu (AS2). Modyfikacja podstawowego zestawu surowcowego przeznaczonego do otrzymywania tworzyw wapienno-piaskowych z dodatkiem metakaolintu, miała na celu zapewnienie możliwości tworzenia się hydrogranatów należących do szeregu C3AS3 - C3AH6 oraz ocenę ich wpływu na właściwości wytrzymałościowe omawianych tworzyw silikatowych. Skład poszczególnych elementów tego szeregu zmienia się zgodnie z ogólnym wzorem Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x, dla wartości x z przedziału (0,0 - 3,0). Charakterystyka uzyskanych tworzyw wapienno-piaskowych obejmuje ich podstawowe cechy użytkowe oraz skład mineralogiczny tworzących się produktów syntezy, który określono w oparciu o wyniki badań XRD, DTA, TG, IR, oraz SEM + EDAX. Z dotychczas uzyskanych rezultatów badań wynika, że w analizowanych układach najczęściej powstaje niskokrzemowy hydrogranat zbliżony składem do C3AH6, który współistnieje z innymi produktami syntezy zaliczanymi do grupy uwodnionych krzemianów wapniowych, reprezentowanych zasadniczo przez amorficzną fazę C-S-H oraz tobermoryt (C5S6H5). Tworzenie się tego typu hydrogranatu, a tym samym jego obecność wśród końcowych produktów syntezy, nie wpływa w sposób istotny na cechy wytrzymałościowe tworzyw wapienno-piaskowych otrzymanych z udziałem metakaolinitu.

EN

The paper presents the results of investigations on the properties of autoclaved sand-lime materials prepared with the addition of metakaolinite (AS2). The aim of metakaolinite introduction into the raw material mix was to enable the formation of hydrogarnets of the C3AS3 - C3AH6 series. The composition of hydrogarnets synthesized during experiments was of the formula Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x, with "x" of the range 0.0 - 3.0. The influence of hydrogarnet formation on the mechanical properties of autoclaved sand-lime bricks was investigated. Characterization of materials synthesized covered basic technical properties as well as mineralogical composition of the products of synthesis. The methods used in order to investigate the mineralogical composition were XRD, DTA, TG, IR and SEM + EDAX. The obtained results indicate that in the investigated system the most commonly formed hydrogarnet is the one with low silica content, like to C3AH6. It coexists with other products, mainly hydrated calcium silicates: C-S-H phase and tobermorite (C5S6H5). The formation of the mentioned hydrogarnet and its presence in the material structure does not influence significantly the strength of autoclaved sand-lime materials produced with the addition of metakaolinite.

18

Morfologia przełomu oraz odporność na pękanie betonów modyfikowanych dodatkiem popiołu fluidalnego lub metakaolinitu

Konkol J., Prokopski G.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2011

|

z. 58, nr 3/III

321-330

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań betonów z dodatkami pylastymi w postaci popiołów fluidalnych lub metakaolinitu uwzględnianymi po stronie spoiwa. Przeprowadzono badania fraktograficzne określając wymiar fraktalny metodą pudełkową DBC (box counting method), badania stereologiczne kruszywa grubego i porów w betonie oraz badania wytrzymałości na ściskanie i odporności na pękanie. Badania przeprowadzono na podstawie planu centralnego kompozycyjnego przyjmując jako zmienne stosunek woda/spoiwo oraz udział dodatku w stosunku do masy cementu. Podano zależności pozwalające na podstawie przyjętych zmiennych określić krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIcS oraz wymiar fraktalny DBC. Wykazano również związek między wymiarem fraktalnym DBC, opisującym morfologię powierzchni przełomu, a krytycznym współczynnikiem intensywności naprężeń KlcS.

EN

The results of experiments on concrets with fluidal fly ash addition and metakaolinite were presented, Two approaches were followed: fractographical, i.e. determination of the fractal dimension using box counting method DBC, and stereo logical tests of coarse aggregate and pores in concrete, as well as fracture toughness tests. The correlations that allow determination of the critical coefficient stress intensity factor KlcS and fractal dimension DBC based on the tested variable ratio water/binder and the amounts of addition were found. A relationship between the fractal dimension DBC, which describes the fracture surface morphology and the critical coefficient of the stress intensity factor KlcS was demonstrated.

19

Wpływ metakaolinitu, jako częściowego zamiennika cementu, na właściwości zapraw wysoko-wartościowych

Pavlikova M., Brtnik T., Keppert M., Cerny R.

Cement Wapno Beton

|

2009

|

R. 14/76, nr 3

113-122

PL

Metakaolinit jest dobrym dodatkiem, który może częściowo zastępować cement portlandzki w produkcji betonu, przede wszystkim ze względu na dobre właściwości pucolanowe. Ponadto można go traktować jako składnik spoiwowy przyjazny dla środowiska gdyż jest on wytwarzany przez prażenie kaolinu, ze znacznie mniejszą emisją CO2 niż w przypadku klinkieru cementowego. Przedstawiono wpływ metakaolinitu na zaprawy o wysokich właściwościach. Badania objęły stopień zastępowania cementu portlandzkiego metakaolinitem, rodzaj cementu i dodatek superplastifikatora. W celu ustalenia korzystnego składu zapraw o wysokich właściwościach zbadano ich podstawowe właściwości fizyczne, a mianowicie gęstość nasypową, gęstość matrycy, porowatość otwartą oraz wytrzymałość na ściskanie i zginanie. Wyniki doświadczalne pokazały, że 10% dodatku jest najkorzystniejszą ilością metakaolinitu zastępującego cement. Ten dodatek powoduje zwiększenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie odpowiednio o 10% i 50% i zmniejszenie porowatości o 35%. Zastosowanie CEM l 52,5 N zamiast CEM l 42,5 R powoduje wzrost wytrzymałości na ściskanie i zginanie odpowiednio o 10% i 40%. Dodatek 1% polikarboksylanu jest także najkorzystniejszym rozwiązaniem. Większy dodatek zmniejsza porowatość zapraw lecz wzrost wytrzymałości na ściskanie i zginanie jest pomijalnie mały.

EN

Metakaolin is a good addition for partial replacement of Portland cement in the concrete production primarily because of its high pozzolanic properties. Additionaly it can be considered as an environment - friendly binder as it is produced by thermal decomposition of kaolin with much lower CO2 emission than in the case of cement clinker. The effect of metakaolin on properties of high performance mortars is presented. The degree of Portland cement replacement with metakaolin, the type of cement and the content of superplasticizer are the main factors studied in the experiments. Basic physical properties, namely bulk density, matrix density, open porosity, compressive and flexural strength are the main parameters for the choice of optimum composition of the high performance mortars. Experimental results show that the replacement of 10% of cement by metakaolin is the most profitable level for the mortars. This metakaolin addition causes the increase of compressive and flexural strength by 10% and 50% respectively and decrease the porosity of 35%. The use of CEM I 52,5 N instead of CEM I 42,5 R results in the increase of compressive and flexural strenth by 10% and 40% respectively. The addition of 1% of polycarboxylate superplasticizer reveals to be the most suitable option. A higher addition caused the porosity decrease, but for both the compressive and flexural strength its effect was negligeable.

20

Właściwości zaprawy wapiennej z dodatkiem metakaolinitu

Tesárek P., Tydlitát V., Drchalová J., Rovnaniková P., Černý R.

Cement Wapno Beton

|

2005

|

R. 10/72, nr 4

175-182

PL

Oznaczono podstawowe mechaniczne, cieplne i wilgotnościowe własności zapraw wapiennych z dodatkiem metakaolinitu i porównano je z własnościami zwykłej zaprawy wapiennej. Zbadano również wpływ hydrofobizacji na zachowanie się badanej zaprawy wapienno-kaolinitowej w warunkach wilgotnych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że badana zaprawa nadaje się do zastosowania przy rekonstrukcjach historycznych budowli. Stwierdzono również, że stosowanie jako dodatku pucolanowego metakaolinitu uzyskiwanego przez prażenie w temperaturach 800 - 900 stopni C jest korzystniejsze, niż metakaolinitu prażonego w niższych temperaturach, a hydrofobizacja badanej zaprawy przy użyciu stearynianu cynku w ilości 0-1% bardzo korzystnie wpływa zwłaszcza na zachowanie się zaprawy w warunkach działania wilgoci.

EN

Basic mechanical, thermal and hydric properties of lime plasters with metakaolin admixture have been determined and compared with the properties of common lime plaster. The effect of hydrophobization on the hydric properties of the studied melakaolin plaster using zinc stearate has been studied as well. On the basis of experiments performed it can be concluded that the analyzed plaster is suitable for an application in reconstruction of historical buildings. It has been stated furthermore that the use - as pozzolana admixture - of metakaolin obtained by burning a kaolin at temperatures of 800°-900°C is preferable to metakaolins burnt at lower temperatures and the hydrophobization of studied plasters using zinc stearate in the amount of 0-1% has an advantageous effect especially upon their mechanical and hydric properties.