Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Trwałość betonu w konstrukcji w świetle wymagań normowych klas ekspozycji

Gruszczyński Maciej, Lenart Małgorzata

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 11-12

34--38

PL

Założona trwałość betonu według normy PN-EN 206 wynosi 50 lat. Jest to okres, w którym można bezproblemowo eksploatować konstrukcję betonową/żelbetową bez większych remontów, a jedynie stosując jej bieżącą konserwację. Uwzględniając ten założony okres trwałości, klasy ekspozycji, wyspecyfikowane w PN-EN 206 oraz w krajowym uzupełnieniu PN-B-06265, przedstawiają wymagania w stosunku do składu betonu, jak i jego właściwości. W artykule omówiono wymagania materiałowe określone w poszczególnych klasach ekspozycji, skupiając się na klasie ekspozycji XF związanej ze znakozmiennym oddziaływaniem środowiska.

EN

The assumed durability of concrete according to the PN-EN 206 standard is 50 years. This is the period during which the concrete or reinforced concrete structure can be used without any problems, without major renovations and only with ongoing maintenance. Taking into account this durability period, the exposure classes specified in PN-EN 206 and in the national supplement PN-B-06265 present the requirements for the composition of concrete and its properties. The article discusses the material requirements specified in individual exposure classes focusing on the XF exposure class related to freezing and thawing environmental influences.

2

The effect of air-entraining agent on the properties of mortars

Blikharskyy Zinoviy, Markiv Taras, Sobol Khrystyna, Turba Yurii, Selejdak Jacek

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 3

147--156

EN

The effect of the air-entraining agent on properties of mortar mixtures as well as on the compressive strength of hardened mortars was the objective of this study. Such mortars contain a certain amount of evenly spread closed air-voids pores with dimensions of 0.02-0.05 mm. On the one hand, the presence of a large volume of such air bubbles results in the reduction of mechanical properties of mortar. On the other hand, the use of this technological approach improves rheological properties of mortar mixture. The effect of the air entrainment on the flow, density, volume of entrained air of mortar mixture and compressive strength of hardened mortar was established. Obtained results show substantial increasing in the mortar flow at cement to sand ratio 1:2 by 1.8 times. The further decrease of C:S ratio results in a slight increase of the flow and even negligible its decrease at C:S = 1:4 compared to the reference mortar. The increase of the volume of entrained air results in the decrease of the density and compressive strength of mortar, but improve the resistance to freezing/thawing cycles. The results of this study can be a guide for mortar mix design to choose the most appropriate mix proportion to produce economically efficient mortars.

PL

Celem badań był wpływ domieszki napowietrzającej na właściwości mieszanek zaprawowych oraz wytrzymałość na ściskanie zapraw. Zaprawy takie zawierają pewną ilość równomierne rozprowadzonych, zamkniętych porów powietrznych o wymiarach 0,02-0,05 mm. Z jednej strony, obecność dużej ilości takich pęcherzyków powietrza powoduje obniżenie właściwości mechanicznych zaprawy. Z drugiej strony, zastosowanie tego podejścia technologicznego poprawia właściwości reologiczne mieszanki zaprawy. Określono wpływ domieszki napowietrzającej na urabialność, gęstość, objętość wprowadzonego powietrza oraz wytrzymałość na ściskanie zaprawy. Uzyskane wyniki wskazują na znaczny, 1,8-krotny wzrost rozpływu zaprawy przy stosunku cementu do piasku 1:2. Dalsze zmniejszanie stosunku C:S powoduje niewielki wzrost urabialności, a nawet znikomy jego spadek przy C:S = 1:4 w porównaniu do zaprawy wzorcowej. Wzrost objętości wprowadzonego powietrza powoduje zmniejszenie gęstości i wytrzymałości na ściskanie zaprawy, ale poprawia mrozoodporność. Wyniki badań mogą być wskazówką przy projektowaniu zapraw, aby wybrać najbardziej odpowiednie proporcje mieszanki w celu wytworzenia ekonomicznie efektywnych zapraw.

3

Influence of cyclic frozen and defrost on mechanical properties of polytetrafluoroethylene (PTFE)-coated woven fabrics

Ambroziak Andrzej, Kłosowski Paweł

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

91--104

EN

This research aims to determine the influence of the cyclic process of freezing and defrosting on the mechanical properties of the chosen glass fibres and PTFE-coated woven fabrics. The specimens were subjected to freezing at about -20°C for 4 h and thawing by full immersion into the water at about +20°C for 4 h. The fabric samples after 25 and 50 frozen cycles were air-dried at room temperature for one week and then subjected to uniaxial tensile tests. The same tests have been performed on a reference group of specimens, which were not exposed to temperature change. The authors determined the tensile strength, and longitudinal stiffnesses resulting from performed tests. Although the investigated coated woven fabrics expressed a reduction in the tensile strength in water soaking conditions, the performed frozen cycles don’t show a significant decrease in strength under uniaxial tensile tests.

PL

Artykuł opisuje badania tkanin technicznych wykonanych z włókana szklanego i powlekanych politertafluroetylenem (PTFE) (ang. PTFE-coated woven fabric), które mają na celu określenie wpływu cyklicznych procesów zamrażania i rozmrażania na właściwości mechaniczne wybranych tkanin Próbki tkanin technicznych zostały poddane zamrażaniu w temperaturze około -20°C przez 4 godziny i rozmrażaniu przez całkowite zanurzenie w wodzie w temperaturze około +20°C przez 4 godziny. Próbki tkanin technicznych po 25 i 50 cyklach zamrażania suszono na powietrzu w temperaturze pokojowej przez tydzień, a następnie poddano próbom jednoosiowego rozciągania. Na podstawie testów jednoosiowego rozciągania określono wytrzymałość na rozciąganie i moduły sztywności. Pomimo, iż w badanych tkaninach powlekanych następuje spadek wytrzymałości na rozciąganie w warunkach ich namoczenia w wodzie, to wykonane cykle zamrażania nie wykazują znacznego spadku wytrzymałości w próbach jednoosiowego rozciągania.

4

Carbonation of concrete cover of reinforcement as a cause of loss of durability of structures

Kłos Kaja, Adamczewski Grzegorz, Woyciechowski Piotr, Łukowski Paweł

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

119--129

EN

The article discusses the physical and chemical mechanisms of the carbonation phenomenon itself, as well as points out the synergistic effect of frost destruction and concrete carbonation on reinforced concrete elements. Examples of structural damage from engineering practice in the diagnosis of reinforced concrete structures are presented. Two cases of frost and carbonation damage of precast reinforced concrete elements are analyzed. It was noted that the most common cause of damage to concrete structures is the lack of frost resistance. Carbonation of concrete leads to deprivation of the protective properties of the concrete lagging against the reinforcing steel. The examples cited include precast elements that, for technical reasons, had a relatively small lagging thickness. The first one relates to the thin walled elevation elements, which are exploited during 60 years and the second relates to the energetic poles with very advanced concrete corrosion damage. The examples given of corrosion of concrete and reinforcement of elements indicate that synergistic environmental interactions can intensify the destruction of elements.

PL

W artykule omówiono mechanizmy fizyczne i chemiczne samego zjawiska karbonatyzacji, jak również zwrócono uwagę na synergiczne działanie destrukcji mrozowej i karbonatyzacji betonu na elementy żelbetowe. Przedstawiono przykłady uszkodzeń strukturalnych z praktyki inżynierskiej w zakresie diagnostyki konstrukcji żelbetowych. Przeanalizowano dwa przypadki uszkodzeń mrozowych i karbonatyzacyjnych prefabrykatów żelbetowych. Zauważono, że najczęstszą przyczyną uszkodzeń konstrukcji betonowych jest brak mrozoodporności. Karbonatyzacja betonu prowadzi do pozbawienia właściwości ochronnych otuliny betonowej względem stali zbrojeniowej. Przytoczone przykłady dotyczą elementów prefabrykowanych, które ze względów technicznych miały stosunkowo niewielką grubość otuliny. Pierwszy z nich dotyczy cienkościennych elementów elewacji, eksploatowanych w okresie 60 lat, a drugi dotyczy słupów energetycznych z bardzo zaawansowanymi uszkodzeniami korozyjnymi betonu. Podane przykłady korozji betonu i zbrojenia elementów wskazują, że synergiczne oddziaływania środowiskowe mogą intensyfikować destrukcję elementów.

5

Wpływ napowietrzenia na odporność na karbonatyzację zapraw i trwałość mrozową betonów z cementów modyfikowanych TiO2

Marczewska Julia, Piasta Wojciech

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 9-10

149--153

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań karbonatyzacji zapraw napowietrzonych i nienapowietrzonych oraz wyniki badań napowietrzonych betonów poddanych zamrażaniu/rozmrażaniu w roztworze 3% NaCl. Badania przeprowadzono, stosując innowacyjne cementy portlandzki biały i portlandzki żużlowy zawierające dwutlenek tytanu. Największą trwałość w obu środowiskach wykazała zaprawa z innowacyjnego cementu białego CEM I 52,5R. Ponadto na podstawie wyników badań stwierdzono, że napowietrzenie zapraw znacząco przyspiesza ich karbonatyzację.

EN

The article presents the results of tests on the carbonation of air-entrained and non-aerated mortars as well as the results of tests of air-entrained concretes subjected to freezing/thawing in a 3% NaCl solution. The research was carried out with the use of innovative white Portland and slag Portland cements containing titanium dioxide. The mortar made of the innovative white cement CEM I 52.5R showed the greatest durability in both environments. Moreover, based on the tests results, it was found that air entrainment of the mortars significantly accelerates their carbonation.

6

Badanie wybranych właściwości betonu z popiołem lotnym ze współspalania biomasy drzewnej i węgla kamiennego

Langier Bogdan, Halbiniak Jacek, Major Maciej, Major Izabela

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 12

131--135

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu dodatku popiołu lotnego uzyskanego ze współspalania biomasy drzewnej oraz węgla kamiennego na wybrane właściwości betonów. Przeprowadzono analizę właściwości modyfikowanych mieszanek betonowych obejmujących konsystencję oraz zawartość powietrza. Badania stwardniałego betonu obejmowały określenie gęstości, wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach, nasiąkliwości, głębokości penetracji wody pod ciśnieniem oraz mrozoodporność po 150 cyklach zamrażania i rozmrażania. Na podstawie badań stwierdzono, że stosowanie popiołu lotnego ze współspalania węgla z biomasą drzewną pozwala na uzyskanie betonów mrozoodpornych.

EN

The paper presents an analysis of the effect of the addition of fly ash obtained from the co-combustion of wood biomass with hard coal on selected properties of concrete. The properties of modified concrete mixtures were tested, including consistency and air content. For the hardened concrete, the tests included the determination of density, compressive strength after 28 days, water absorption, depth of water penetration under pressure and frost resistance after 150 cycles of freezing and thawing. Based on the research, it was found that the use of fly ash from the co-combustion of coal with wood biomass allows to obtain frost-resistant concretes.

7

Modyfikacja betonu dodatkiem SAP - wybrane aspekty trwałości

Woyciechowski Piotr, Sokołowska Joanna Julia, Kalinowski Maciej

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 9-10

406--409

PL

Modyfikacja betonu polimerem superabsorpcyjnym (SAP), który po nasyceniu wodą zarobową stanowi środek pielęgnacji wewnętrznej, jest stosunkowo nowym rozwiązaniem w technologii betonu. Z uwagi na stosunkowo niedługi czas stosowania polimerów SAP jako komponentu betonu wpływ takiej modyfikacji na trwałość betonu nie został jeszcze jednoznacznie rozpoznany. W niniejszym artykule podjęto próbę syntetycznej oceny efektów obecności polimerów superabsorpcyjnych, zastosowanych w funkcji nośników wody i środków pielęgnacji wewnętrznej betonu, na wybrane właściwości betonu, które znacząco determinują jego trwałość. Analizowano wpływ SAP na skurcz autogeniczny betonu, mrozoodporność betonu oraz odporność betonu na karbonatyzację, tj. cechy istotne z punktu widzenia warunków eksploatacji betonu w Polsce.

EN

The modification of concrete with superabsorbent polymers (SAP), which, after saturation with water, as considered a means of internal curing, is a relatively new approach in concrete technology. The presence of this type of polymer in the concrete composition results in the modification of the microstructure of the cement matrix (formation of additional quasi-pores), and thus - may have a significant impact on the technical properties and durability of concrete. The influence of such modification on the durability of concrete has not yet been unequivocally recognized. This article attempts to synthetically evaluate the effects of the presence of superabsorbent polymers, used as water carriers and internal concrete curing agents, on selected properties of concrete, which significantly determine its durability. The impact of SAP on concrete autogenous shrinkage, freeze/thaw resistance and resistance to carbonation, i.e. features significant from the point of view of concrete exploitation conditions in Poland, was analyzed.

8

Durability of paving concrete produced in a laboratory setting and obtained in field at expressway construction site

Kubissa Wojciech, Dąbrowski Mariusz, Chojnacki Bartłomiej, Glinicki Michał A.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2021

|

Vol. 20, no. 4

397--412

EN

The article describes an experimental study of the properties of concrete designed for the construction of the bottom layer of two-layered road pavement with the exposed aggregate surface. Two types of materials were studied: industrially-produced concrete placed on a highway trial section using slip form technology and concrete produced in a laboratory setting, containing CEM II/A-V and CEM II/A-S Portland cement. The tested mixes contained granite or limestone coarse aggregate. The following basic performance properties were studied: compressive strength and split tensile strength, air void characteristics, freeze-thaw resistance, water absorption rate and chloride penetration. The mechanical properties and freeze-thaw resistance results obtained on the laboratory specimens were similar to those obtained on the cores drilled from the pavement. Despite the observed changes in the air void system parameters, mineral admixtures to Portland cements did not reduce the freeze-thaw resistance of concrete. The compressive strength was higher by up to 19% and sorptivity decreased by up to 22% in concrete containing cement with mineral admixtures.

PL

W pracy przedstawiono badania doświadczalne właściwości betonu projektowanego na dolną warstwę nawierzchni drogowej. Porównano właściwości betonu dolnej warstwy w nawierzchni dwuwarstwowej z eksponowanym kruszywem, wbudowanego na odcinku próbnym drogi ekspresowej, z właściwościami betonu wykonanego w laboratorium z użyciem cementów typu CEM II/A-V i CEM II/A-S. Zakres badań objął mieszanki betonowe zawierające kruszywo granitowe i wapienne. Przeanalizowano podstawowe właściwości techniczne betonu: wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie przy rozłupywaniu, charakterystykę porów powietrznych, mrozoodporność, szybkość absorpcji wody i głębokość penetracji jonów chlorkowych. Próbki laboratoryjne i próbki-odwierty z nawierzchni wykazały zbliżone właściwości mechaniczne i odporność na działanie cyklicznego zamrażania i rozmrażania. Stosowanie cementów portlandzkich z dodatkami mineralnymi nie pogorszyło mrozoodporności betonu pomimo zaobserwowanych zmian w charakterystyce porów. Stwierdzono zwiększenie do 19% wytrzymałości na ściskanie oraz zmniejszenie do 22% sorpcyjności betonu.

9

„Zielony” beton mostowy

Górak Piotr, Gaudy Jarosław, Wójcik Andrzej

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 9

42--46

PL

W artykule zaprezentowano wyniki prac nad „zielonymi” betonami mostowymi w aspekcie możliwości redukcji ich śladu węglowego pochodzącego od/z cementu. Cementy z dodatkami mineralnymi są doskonałym przykładem świadomego „zielonego” rozwoju technologii betonu w kierunku zmniejszenia emisyjności procesu wykonywania konstrukcji betonowych. Niestety tego typu cementy w budownictwie mostowym i drogowym wciąż pozostają zakładnikami archaicznych przyzwyczajeń i opinii, stając się spoiwami drugiego wyboru w porównaniu z cementami portlandzkimi „czystymi”. W artykule przedstawiono różne podejścia do rozwiązań materiałowych z betonu w przypadku typowej konstrukcji mostowej, biorąc pod uwagę właściwości betonu jako warunek konieczny do akceptacji rozwiązania oraz obliczając potencjał zmniejszenia śladu węglowego typowych rozwiązań materiałowych.

EN

In this article presented research results about „green” bridge concretes in aspect of possibilities of CO2 reduction. Composite cements with mineral additives are perfect example of „green” development of concrete technology towards decreasing emissions of construction process. Unfortunately composite cements in bridge and road construction in Poland still remain prisoner archaic habits and bad opinions and still remain as a cements second choice. I this article presented different approaches to materials solution for concrete used in typical bridge construction. Necessary condition for this type of solution were good properties of new „green” bridge concrete and scientifically potential decrease of carbon footprint.

10

Wpływ mielonego szkła z recyklingu na wytrzymałość i trwałość betonów o niskiej klasie wytrzymałości

Jurczak Robert, Szmatuła Filip, Rudnicki Tomasz, Korentz Jacek

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 11

41--46

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu dodatku stłuczki szklanej na właściwości betonu klasy C12/15, który stosuje się na drogach krajowych do wykonywania ław przy układaniu korytek ściekowych i krawężników. Mielone szkło dodawano bez zmniejszania ilości cementu. Jako zmienne niezależne przyjęto stosunek woda/cement oraz dodatek mielonego szkła wyrażony jako masowy stosunek jego zawartości do masy cementu. Przyjęty program badawczy obejmował głównie określenie wytrzymałości betonu na ściskanie, nasiąkliwości i odporności na działanie mrozu po 25 i 100 cyklach zamrażania i rozmrażania. Określono również charakterystykę porów powietrznych w stwardniałym betonie. Uzyskane wyniki badań potwierdziły korzystny wpływ dodatku mielonej stłuczki szklanej na zwiększenie wytrzymałości i trwałości betonu.

EN

This paper presents an analysis of the effect of the addition of cullet on the properties of concrete of class C12/15, which is used on national roads to make footings for laying gutters and kerbs. Ground glass was added without reducing the amount of cement. The water/cement ratio and the addition of ground glass expressed as the mass ratio of its content to that of cement were adopted as independent variables. The research programme mainly involved determining the compressive strength of the concrete, water absorption and frost resistance after 25 and 100 freeze-thaw cycles. The characteristics of air pores in hardened concrete were also determined. The results obtained showed a beneficial effect of the addition of ground cullet on increasing the strength and durability of concrete.

11

Preparaty na bazie biodegradowalnych komponentów do hydrofobizacji cegły ceramicznej

Barnat-Hunek Danuta

Izolacje

|

2021

|

R. 26, nr 7/8

76,78--83

PL

Badania zaprezentowane w artykule polegały na wytworzeniu innowacyjnych środków hydrofobizujących i sprawdzeniu ich skuteczności na powierzchni cegieł ceramicznych. Materiałami wyjściowymi były Bioeco-Baza pochodząca z olejów naturalnych, silany rozpuszczalne w wodzie, żywica metylosilikonowa, gliceryna oraz/lub woda wodociągowa. Preparaty wodne (6, 10) charakteryzują się właściwościami ekotoksykologicznymi i zmniejszającymi wpływ lotnych związków organicznych (LZO) na środowisko, gdyż składają się wyłącznie z komponentów biodegradowalnych.

EN

The study presented in the article consisted in the production of innovative hydrophobizing agents and checking their effectiveness on the surface of ceramic bricks. The starting materials were Bioeco-Base derived from natural oils, watersoluble silanes, methyl silicone resin, glycerin and/or tap water. Aqueous preparations (6, 10) are characterized by ecotoxicological properties; they also reduce the impact of volatile organic compounds (VOCs) on the environment, as they consist of biodegradable components only.

12

Implementation of innovative technologies for the improvement of concrete properties for freezing and thawing processes

Falkowski Krzysztof

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2021

|

Nr 3

50--62

EN

For over a hundred years, concrete has been a well-known building material and is widely used in construction. Its properties have convinced construction engineers, architects, contractors and investors, which is why it is currently difficult to find a building completed without the use of this material. However, the influence of atmospheric conditions and other environmental influences means that over time they leave more and more visible signs of progressive destruction even on the best building material of the century. Taking into account the problems related to aeration and surface hydrophobization, the aim of the work was to demonstrate that by using an admixture in the form of an anionic bitumen emulsion and a superplasticizer based on polycarboxylate ethers, it is possible to obtain hard-to-wet concretes with a favorable porosity structure and increased resistance to environmental influences. For static calculations and dimensioning, an original calculation model of the pavement made of concrete with dispersed reinforcement in the form of fibers was used, which made it possible to eliminate the reinforcement in the form of bars. Laboratory tests with the use of concrete samples taken during concreting carried out after 28 days of maturation confirmed the high compressive strength.

13

Projektowanie i wykonawstwo betonu hydrotechnicznego w Polsce – cz. I

Jawański Witold, Wiśniewski Maciej

Inżynier Budownictwa

|

2021

|

nr 3

68--72

PL

Brak odrębnej, kompleksowej normalizacji betonu hydrotechnicznego w Polsce może prowadzić do projektowania, badań i wykonawstwa konstrukcji w sposób niegwarantujący odpowiedniej trwałości betonu. Wymagana trwałość budowli wodnych, takich jak zapory, jazy i śluzy, powinna wynosić co najmniej 80-100 lat i z takim zamysłem już ponad 30 lat temu przygotowano projekt odpowiedniej normy branżowej, który niestety nie został wdrożony. Przestarzałe wytyczne i odwoływanie się do norm na beton zwykły mogą prowadzić do wykonania konstrukcji z materiału o znacznie mniejszej trwałości.

EN

The lack of a separate, complex standardization of concrete for dams in Poland may result in designing, testing and erecting without achieving required durability. The expected durability of structures like dams, weirs and locks should be of 80-100 years at least. For this reason, over 30 years ago, a special branch standard was prepared but unfortunately not introduced. Outdated guidelines and frequent referring to standards for common concrete result nowadays frequently in significantly lower durability of such concrete.

14

Niezmielony żużel granulowany jako zamiennik kruszywa naturalnego w produkcji betonu

Krispel Stefan, Zeitlhofer Helga, Peyerl Martin

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 3

185--203

PL

W celu oceny przydatności niemielonego żużla granulowanego do produkcji betonu, jako częściowego zamiennika kruszywa drobnego, zastępującego piasek, przeprowadzono szczegółowe badania wpływu tego dodatku na właściwości świeżego i stwardniałego betonu. Badania te objęły wytrzymałość na ściskanie, oznaczenie modułu sprężystości, ocenę trwałości przez oznaczenie odporności na zamrażanie i rozmrażanie, wpływ na właściwości betonów, dojrzewających w warunkach zimowych, to jest przechowywanie w temperaturze +10°C i letnich, w temperaturze 20°C. Następnie zbadanie odporności na działanie chlorków i na karbonatyzację, w końcu ocena odporności na ługowanie przy użyciu metody kwasowej. Długotrwałymi badaniami objęto także reakcję krzemionki z wodorotlenkami sodu i potasu. W końcu przeprowadzono badania na dużą skalę, w rzeczywistych warunkach konstrukcyjnych, w austriackiej fabryce prefabrykatów. W tych warunkach doświadczenia dotyczyły głównie długotrwałych pomiarów rozwoju wytrzymałości elementów prefabrykowanych. W celu oceny przydatności niezmielonego żużla granulowanego, jako częściowego zamiennika kruszywa drobnego, wyprodukowano i oceniono betony z dwoma różnymi zawartościami żużla granulowanego – 10% i 15% masowych. Do badań stosowano niezmielone żużle granulowane, pochodzące z dwóch austriackich zakładów produkcyjnych – w Górnej Austrii i Styrii. Wykorzystano świeże i stare żużle granulowane z obu lokalizacji, ponieważ już składowane żużle mogą być również wykorzystywane, jako surowiec do produkcji betonu. Przedstawione w pracy wyniki wskazują na możliwość zastąpienia kruszywa naturalnego o frakcji < 4 mm, niezmielonym żużlem granulowanym, bez negatywnego wpływu na właściwości betonu.

EN

In order to evaluate the usefulness of unground granulated slag for the concrete production, as the partial replacement of fine aggregate – namely sand, the detailed studies of the influence of this addition on the properties of the fresh and hardened concrete were conducted. These studies included the compression strength and the modulus of elasticity determination, as well as the evaluation of durability by the determination of frost resistance. The evaluation of the properties of concretes hardened under winter conditions, at +10°C and summer conditions at +20°C. These studies also covered the resistance to chloride attack and carbonization. The long-lasting examination covered also the ASR. At the end, under real construction conditions in the Austrian prefabrication plant, the unground granulated slag was examined. Under these conditions especially the long-lasting measurements of the strength development of the precast elements were verified. In order to evaluate the usefulness of the unground granulated slag, as partial replacement of fine aggregate, the concretes with the additions of slag of 10% and 15% were produced and examined. For this evaluation, the slags of two Austrian plants from Upper Austria and Styria were used. The old and fresh slags from these two plants were used because the old slags can also be adopted for concrete production. Presented in the paper results are confirming that the natural aggregate of the fraction < 4 mm can be successfully replaced by unground granulated slag, without any negative influence on the properties of concrete.

15

Właściwości nawierzchni betonowej autostrady A18 po 82 latach eksploatacji

Korentz Jacek, Jurczak Robert, Szmatuła Filip, Rudnicki Tomasz

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2021

|

nr 4

68--71

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań trwałościowych oraz ocenę cech mechaniczno-fizycznych nawierzchni betonowej autostrady A18 wykonanej w 1938 roku. Po 82 latach eksploatacji w trudnych warunkach obciążenia ruchem nawierzchnia jest sukcesywnie poddawana recyklingowi poprzez przekruszenie istniejącego betonu i ponowne jego wykorzystanie w warstwach konstrukcji nawierzchni remontowanej autostrady. Przyjęty program badawczy obejmował głównie określenie rzeczywistej wytrzymałości betonu na ściskanie i rozciąganie przy rozłupywaniu, nasiąkliwości i odporności na działanie mrozu po 150 cyklach zamrażania i odmrażania. W artykule przedstawiono również ocenę petrograficzną kruszyw. Uzyskane wyniki badań betonu po ponad 80 latach eksploatacji nawierzchni autostrady A18 spełniają najwyższe wymagania stawiane obecnie nowym nawierzchniom drogowym. Wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie betonu określona na podstawie badań próbek z odwiertów przekracza 60 MPa i 5 MPa odpowiednio. Nasiąkliwość betonu z dolnej warstwy nawierzchni jest poniżej 4%, a jego mrozoodporność spełnia wymagania dla stopnia mrozoodporności F150.

EN

This paper presents the results of durability tests and an evaluation of the mechanical and physical properties of the concrete pavement of the A18 motorway made in 1938. After 82 years of operation in difficult traffic load conditions, the pavement has been successively recycled by crushing the existing concrete and reusing it in the pavement structure layers of the motorway undergoing rehabilitation. The research programme adopted mainly involved the determination of the actual compressive and splitting tensile strength of the concrete, the water absorption and frost resistance after 150 cycles of freezing and deicing. The paper also presents a petrographic evaluation of the aggregates. The concrete test results obtained after more than 80 years of operation of the A18 motorway meet the highest requirements currently set for new road surfaces. The compressive and tensile strengths of concrete determined from tests on specimens from boreholes exceed 60MPa and 5MPa respectively. The concrete’s water absorption for the lower layer is below 4%, and its frost resistance meets the requirements for frost grade F150.

16

Ocena przydatności betonu wałowanego do wykonywania nawierzchni dróg lokalnych

Przybylski Patryk

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2021

|

nr 2

44--46

17

Capillary water absorption in mixtures of cohesive soils stabilized with cement and hydrophobic agent

Węgliński Szymon

Budownictwo i Architektura

|

2021

|

Vol. 20, no 2

15--28

EN

The paper presents the results of tests on capillary water absorption of mixtures from cohesive soils - clayey sand and sandy clay - stabilized with cement and the addition of a hydrophobic binder. Studies have shown that the appropriate addition of diamidoamine lactate allows to limit the penetration of water inside the stabilized samples, which increases their frost resistance. The mixtures with the additive showed lower capillary water absorption compared to the mixtures stabilized only with cement, especially in the first few hours after soaking with water.

PL

W pracy przestawiono wyniki badań kapilarnej absorpcji wody mieszanek z gruntów spoistych – piasku gliniastego i gliny piaszczystej – stabilizowanych cementem i dodatkiem środka hydrofobizującego. Badania wykazały, że odpowiedni dodatek mleczanu diamidoaminy pozwala na ograniczenie wnikania wody wewnątrz stabilizowanych próbek, co wiąże się ze zwiększeniem ich mrozoodporności. Mieszanki z dodatkiem wykazały niższą kapilarną absorpcję wody w porównaniu do mieszanek stabilizowanych wyłącznie cementem, szczególnie w zakresie pierwszych kilku godzin po nasączeniu wodą.

18

Application of fracture energy for the assessment of frost degradation of high-strength concretes

Borowska Sylwia, Kosior-Kazberuk Marta

Budownictwo i Architektura

|

2021

|

Vol. 20, no 2

57--68

PL

Znajomość parametrów mechaniki pękania pozwala na dokładniejszą ocenę degradacji mrozowej betonów wysokowytrzymałych. Betony wysokowytrzymałe pomimo szczelnej struktury, cechuje podwyższona kruchość. Występujące w strukturze betonu nieciągłości oraz szczeliny są miejscami kumulacji znacznych naprężeń. Dodatkowe naprężenia powstające w wyniku cyklicznego zamrażania i rozmrażania stymulują procesy zniszczenia materiału. Podstawowe parametry wytrzymałościowe betonu nie uwzględniają wad strukturalnych materiału i nie dają pełnego opisu podatności na zniszczenie spowodowane np. degradacją mrozową. Celem niniejszej pracy było określenie zależności pomiędzy degradacją mrozową betonów wysokowytrzymałych oraz zmianami wartości ich energii pękania, związanej z inicjacją pękania po 150, 250, 350 oraz 450 cyklach zamrażania/rozmrażania. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu próbek o wymiarach 100 x 100 x 400 mm, ze wstępnie zainicjowanymi szczelinami długości 30 mm. Wykorzystano I model obciążenia (rozciąganie przy zginaniu) w warunkach trójpunktowego zginania, opierając się na procedurze badawczej rekomendowanej przez RILEM. Badaniom poddano betony o wytrzymałości na ściskanie 90 MPa bez włókien oraz z włóknami stalowymi i mieszankę włókien stalowych oraz bazaltowych. Otrzymane wyniki pozwalają na ocenę degradacji mrozowej za pomocą energii pękania Gf oraz krytycznej szerokości rozwarcia szczeliny pierwotnej CTODc.

EN

Knowledge of fracture mechanics parameters can help for a more accurate assessment of frost degradation of high-strength concrete. High strength concretes, despite the tight structure, are characterized by increased brittleness. Cracks in the concrete structure are places of accumulation of significant stresses. Additional stresses resulting from cyclic freeze/thaw stimulate the material destruction processes. The basic strength parameters of concrete do not take into account structural defects of the material and do not give a complete description of susceptibility to damage caused by, e.g., frost degradation. This study aimed to determine the relationship between frost degradation of high-strength concretes and changes in the value of their fracture energy associated with the initiation of cracking after 150, 250, 350 and 450 freeze/thaw cycles. The research was carried out using 100 × 100 × 400 mm samples, with a pre-initiated 30 mm deep notch. The I load model under a three-point bending test was used, based on the procedure recommended by RILEM. Concrete with a compressive strength of 90 MPa with steel fibres and a mixture of steel and basalt fibers was tested. The obtained results allow for the evaluation of frost degradation using fracture energy GF and critical crack tip opening displacement CTODc.

19

The use of granite dust as an effective filler of concrete mixtures

Prokopski Grzegorz, Huts Andriy, Marchuk Vitaliy

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 4

159--174

EN

The article presents the results of experimental studies of the influence of granite dust on the properties and durability of concrete. The use of industrial waste - granite dust, in the processing of granite into crushed stone, at the same time allows the rational use of natural resources and solve environmental problems. The possibility of improving the construction and technical properties of concrete filled with granite dust is considered. Experimental-statistical models of technological and physical-mechanical properties of concretes are presented and analyzed, ways of their improvement are shown. The complex of strength properties, water absorption, frost resistance, and durability of such concrete have been studied. The studied concrete are characterized by a more intensive set of strength and obtaining mixtures of “sticky” consistency. Due to the partial replacement of sand by granite dust, the microstructure of the cement matrix is compacted, which is the main reason for reducing porosity and increasing the durability of structures based on the proposed concrete.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych wpływu pyłu granitowego na właściwości i trwałość betonu. Badano betony wykonane z użyciem: cementu portladzkiego CEM I 42,5N, kruszywa grubego granitowego i pyłu granitowego, piasku i superplastyfikatora na bazie estrów polikarboksylowych. Badania eksperymentalne, których wyniki podano w pracy, przeprowadzono z wykorzystaniem matematycznego planowania eksperymentu, co pozwoliło na algorytmizację wykonania eksperymentów według schematu, który jest optymalny zarówno z punktu widzenia zakresu pracy eksperymentalnej, jak i wymagań statystycznych. Czynnikami zmiennymi był wskaźnik W/C (od 0,48 do 0,60) oraz zawartość pyłu granitowego (od 0 do 200 kg/m3). Zwiększenie zawartości pyłu granitowego (PG) od 0 kg/m3 do 200 kg/m3 spowodowało wzrost wytrzymałości wcześnej o 15%, 30% i 50% przy W/C, odpowiednio: 0,48, 0,54 i 0,60. W wieku 28 dni wpływ dodatku pyłu granitowego jest bardziej znaczący przy wysokich wartościach stosunku W/C. Wzrost zawartości pyłu granitowego od 0 kg/m3 do 200 kg/m3 spowodował wzrost wytrzymałości odpowiednio o 8-12% przy W/C = 0,48, o 28-32% - przy W/C = 0,54 i do 50% przy W/C = 0,48. Dodatek pyłu granitowego ma także znaczący wpływ na nasiąkliwość betonu. Zwiększenie zawartości pyłu do 200 kg/m3 spowodowało znaczne zmniejszenie nasiąkliwości z 4,8% do 3,8%, z 4,2% do 3,5% i z 3,4% do 3,0% przy wskaźnikach W/C, wynoszących odpowiednio 0,48; 0,54 i 0.60, Dodatek pyłu granitowego znacznie ogranicza (ale nie eliminuje) porowatość kapilarną strefy kontaktowej, w skutek gwałtownej zmiany całkowitej zawartosci Ca(OH)2. Dodatkowo, efekt “mikrowypełniacza”, który działa jak centrum krystalizacji, przyśpiesza początkowy etap chemicznego utwardzania. Produkty hydratacji są osadzane na małych cząsteczkach pyłu, które tworzą centra krystalizacji. Betony z dodatkiem pyłu granitowego charakteryzują się dość dużą odpornością na korozję w różnych środowiskach agresywnych, w tym na działanie kwasów. Na podstawie wyników badań wykazano, że odporność korozyjna betonu wzrasta wraz ze wzrostem dodatku pyłu granitowego. W szczególności odporność na korozję magnezową w próbkach bez pyłu po 90 dniach wynosi 0,75, natomiast z pyłem - 0,8. Niski współczynnik W/C oraz poprawa parametrów struktury porowej betonów z dodatkiem pyłu granitowego przyczynia się do wzrostu ich mrozoodporności. Dla badanych struktur betonowych mrozoodporność wynosi F200-F300. W skutek częściowego zastąpienia piasku pyłem granitowym w mieszance, następuje zagęszczenie mikrostruktury matrycy cementowej, co jest główną przyczyną zmniejszenia porowatości i zwiększenia trwałości konstrukcji wykonanych z tego betonu.

20

The effect of limit values of siliceous fly ash content on the durability of concrete structures in relation to exposure classes

Logoń Dominik

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

99--110

EN

The paper concerns the use of limit value of siliceous fly ash content in concrete structures, with the application of various types of cements - based on the current standards and taking into consideration the requirements concerning current exposure classes. The conclusions were based on a review of literature, the results of scientific research, conclusions from expert opinions and buildings and structures supervision reports. In summary, it has been concluded that the use of limit content of siliceous fly ashes may result in negative changes in the properties of composites, which should be ruled out or confirmed by appropriate tests, taking into account the precisely defined composition of concrete, cement and the applied additives and admixtures. It has been emphasised that the problem concerns composites with the increased and limit values of fly ash content, especially as regards cements with the lowered content of clinker and high content of additives and admixtures (affecting the physical and mechanical properties of cement composites). Attention has been drawn to the need to modify the exposure classes, to focus on the requirements concerning the properties of concrete and not the composition - in order to achieve the expected durability.

PL

Praca dotyczy problematyki stosowania granicznych zawartości popiołu krzemionkowego w konstrukcjach betonowych, przy zastosowaniu różnego rodzaju cementów - na podstawie obowiązujących norm, z uwzględnieniem wymagań klas ekspozycji betonu. Wnioski oparto na przeglądzie literatury [1-26], wynikach badań naukowych [13-15], wniosków z ekspertyz i nadzorów obiektów budowlanych [22]. W podsumowaniu stwierdzono, że stosowanie granicznych wartości popiołów krzemionkowych może prowadzić do niekorzystnych zmian we właściwościach kompozytów, co należy wykluczyć lub potwierdzić stosownymi badaniami, z uwzględnieniem precyzyjnie określonego składu betonu, cementu oraz stosowanych dodatków i domieszek. Podkreślono, że problem dotyczy kompozytów z podwyższoną oraz graniczną zawartość popiołu, szczególnie w odniesieniu do cementów z mniejszą zawartością klinkieru oraz dużą zawartością dodatków i domieszek (kształtujących właściwości fizyko-mechaniczne kompozytów cementowych). Zwrócono uwagę na potrzebę modyfikowania klas ekspozycji, w kierunku wymagań w zakresie właściwości betonu, a nie składu - w celu uzyskania założonej trwałości.