Book

Betony ultrawysokowartościowe – właściwości technologie, zastosowania

Authors:

Abstract and Figures

Książka jest pracą zbiorową przygotowaną przez pracowników Politechniki Poznańskiej i Politechniki Szczecińskiej, związanych bezpośrednio z badaniami naukowymi nad współczesnymi modyfikacjami właściwości betonu. Źródłem wiedzy autorów są prace własne, studia literaturowe i informacje pozyskane przez współpracę z ośrodkami zagranicznymi specjalizującymi się w nowoczesnych technologiach budowlanych. Praca jest monografią poświęconą betonom ultrawysokowartościowym, a jej przesłanie ma przybliżyć polskiemu czytelnikowi stan badań i światowych realizacji obiektów z nowego materiału konstrukcyjnego. Treści pracy są ukazane historycznie z wyraźnym zaakcentowaniem etapów modyfikacji właściwości betonu, począwszy od modyfikacji naturalnych, przez efekty oddziaływań domieszek chemicznych, na dodatkach włókien i proszków reaktywnych skończywszy. Zasadnicza część pracy dotyczy genezy i zbadanych dotychczas właściwości betonów ultrawysokowartościowych - UHPC. Mimo iż betony te po raz pierwszy wyprodukowano i zastosowano dopiero pod koniec XX wieku, przekraczając magiczną wręcz wytrzymałość 150 MPa, stanowiącą górne ograniczenie betonów wysokiej wytrzymałości, to w ciągu minionych 10 lat powstało wiele odmian tego materiału, począwszy od rozwiązań firmowych, którym jest Ductal, po rozwiązania indywidualne wykonane w wielu krajach. W ciągu tego okresu zmieniła się także koncepcja materiałowa betonu, zaczęto bowiem stopniowo odstępować od pierwotnej idei betonu z proszkiem reaktywnym, drobnym kruszywem i włóknami stalowymi, idąc w kierunku betonu o grubszym kruszywie mineralnym lub kruszywie stalowym. Następne modyfikacje i dodatkowe procesy obróbkowe (obróbka termiczna, wysokie ciśnienie) pozwoliły przesunąć początkową wartość wytrzymałości z 200 MPa do 800 MPa. Autorzy przedstawili także przykłady zastosowań betonu UPHC, od historycznej już kładki w Sherbroock z 1998 roku po rozwiązania europejskie, amerykańskie i wschodnioazjatyckie oraz wskazali na zupełnie nowe możliwości użycia go do napraw i wzmocnień istniejących konstrukcji. SPIS TREŚCI: 1. Wstęp 7 2. Modyfikacje właściwości betonu 9 2.1. Kierunki modyfikacji 9 2.2. Modyfikacje "naturalne" mieszanki betonowej 10 2.3. Modyfikacje właściwości poprzez stosowanie domieszek i dodatków 13 2.3.1. Domieszki uplastyczniające i upłynniające 18 2.3.2. Pył krzemionkowy 24 2.3.3. Dodatek włókien 27 2.3.4. Dodatek polimerów 30 3. Betony wysokowartościowe - BWW i SCC 33 3.1. Dane ogólne 33 3.2. Kryteria podziału betonów wysokiej wytrzymałości 36 3.3. Rodzaje betonów wysokowartościowych 38 3.4. Skład betonów wysokowartościowych 40 4. Zasady projektowania betonów wysokowartościowych 43 4.1. Betony BWW 43 4.2. Betony SCC 47 5. Charakterystyka betonów ultrawysokowartościowych 59 5.1. Dane ogólne 59 5.2. Składniki mieszanki betonowej 70 5.2.1. Cement 70 5.2.2. Superplastyfikatory 71 5.2.3. Dodatki 72 5.2.4. Kruszywo 74 5.2.5. Włókna 75 5.3. Technologia produkcji 78 5.3.1. Ustalanie receptury mieszanki betonowej 78 5.3.2. Przykładowe receptury 80 5.3.3. Urabialność i konsystencja mieszanki UHPC 83 5.3.4. Mieszanie i zagęszczanie 85 5.3.5. Pielęgnacja i obróbka cieplna 86 6. Właściwości fizyczne, mechaniczne i odkształcalność betonów ultrawysokowartościowych 89 6.1. Właściwości fizyczne 89 6.2. Wytrzymałość na ściskanie 89 6.3. Wykres naprężenie-odkształcenie (o-s) przy jednoosiowym ściskaniu 95 6.4. Moduł sprężystości 96 6.5. Wytrzymałość na rozciąganie 97 6.6. Wytrzymałość na ściskanie i na zginanie według badań własnych 101 6.7. Zestawienie tabelaryczne właściwości mechanicznych różnych UHPC 114 6.8. Odkształcalność betonów ultrawysokowartościowych 116 6.8.1. Pełzanie 116 6.8.2. Skurcz 120 6.8.3 Współczynnik Poissona 125 7. Wyznaczniki trwałości betonów ultrawysokowartościowych 127 7.1. Przepuszczalność i dyfuzja 127 7.2. Zawartość portlandytu 130 7.3. Porowatość i wodoszczelność 131 7.4. Karbonatyzacja 134 7.5. Odporność na siarczany 135 7.6. Inne przyczyny 136 7.7. Mrozoodporność 138 7.8. Odporność ogniowa 140 7.9. Odporność abrazyjna 145 8. Zastosowania UHPC przy wzmacnianiu konstrukcji z betonu zwykłego 147 Literatura 153
Content may be subject to copyright.
... Wykorzystywanie dodatków mineralnych do produkcji spoiw i betonów jest popularną praktyką [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]. Najczęściej w tym celu stosowane są granulowane żużle wielkopiecowe, popioły lotne oraz pył krzemionkowy. ...
... Najczęściej w tym celu stosowane są granulowane żużle wielkopiecowe, popioły lotne oraz pył krzemionkowy. Spośród nich pył krzemionkowy odgrywa znaczącą rolę, gdyż jest on kluczowym składnikiem pozwalającym na wykonywanie betonów bardzo-i ultrawysokowartościowych [2][3][4][5]11]. ...
... Od chwili jego pierwszego zastosowania w latach 50 nastąpił gwałtowny rozwój betonu, pod względem wytrzymałości na ściskanie jaką może on osiągnąć [3][4][5]12]. Korzystny wpływ pyłu krzemionkowego na właściwości mechaniczne betonu związany jest z jego specyficznymi cechami. Posiada on bardzo drobne ziarna, dzięki czemu posiada powierzchnię właściwą mieszczącą się w granicach od 13 000 do 20 000 m 2 /kg [2]. ...
Conference Paper
This article describes the effect of 30 and 50% presence of silica fume in a binder on the hydration process and its result: phase transitions and microstructure. The binders were made of CEM I cement with the silica fume addition. The hydration kinetics was determined by the micro-calorimetric method. The phase transitions were followed by analyzing the phase composition of paste with different hydration times by X-ray dif-fractometry and thermogravimetry method. The microstructure was examined usingscanning electron microscopy. Based on the present study, it was found that due to a high content of silica dust, after 28 days of hydration, the microstructure and phase composition of pastes may be significantly differ than characteristic for other cement pastes. The pozzolanic reaction and the carbonation process are responsible for this. The influence of significant amounts of microsilica on the rate of phase changes occurring during the hydration was also confirmed. FULL TEXT: https://www.dnibetonu.com/wp-content/pdfs/2018/czapik_wolniewicz.pdf
... Wybór metody projektowania analityczno-doświadczalnego składu mieszanki kompozytu cementowo-szklanego podbudowany został szczegółowym przeglądem literatury oraz publikacji naukowych dotyczących metodyki projektowania składu mieszanek betonowych wieloskładnikowych, m.in. betony wysokiej wytrzymałości, betony wysokowartościowe, BWW/HPC, BBWW/VHPC oraz BUWW/UHPC [17][18][19][20]. Dokonano analizy współczesnych metod projektowania mieszanek betonu lekkiego konstrukcyjnego (metoda objętościowa oraz jej modyfikacja, metoda Chandra i Berntssonalogarytmiczne równanie wytrzymałości, metoda Chena) uwzględniających możliwość zastosowania lekkich kruszyw odpadowych [21][22][23][24][25][26][27]. ...
... Badania doświadczalne autorów rozdziału wykazały spadki wytrzymałości w zakresie rozciągania przy zginaniu i rozłupywaniu (rys. [12][13][14][15][16][17]. Przyczyną spadków wytrzymałości stanowiły aglomeracje włókien tekstylnych utrudniających etap zagęszczania (odpowietrzenia) mieszanki cementowo-szklanej. ...
Chapter
Full-text available
The topic presented in the paper concerns the determination of the impact of the use of two modifiers on the mechanical strength and thermal properties of cement-glass composites. As the main material modifiers of the internal structure of composites, affecting the change of thermal properties, they were an admixture of waste textile cord together with sodium glass meal. Textile cord fibers were obtained from the recycling processes of used motor vehicle tires added in quantities from 1% to 3% of the mass of cement binder, glass meal was obtained by implosion crushing of post-consumption glass cullet and mechanical grinding of fine fractions of sodium glass granules. The structures of composite materials have been designed with different piles of crumb groups of waste fractions of glass granules 0/2 mm, 0/4 mm and 0/8 mm. The components of composites' recipes such as low-alkaline cement binders, liquid admixtures affecting the change in rheological properties of mixtures, waste additives sealing the internal structure of cement-glass composites were characterized. The results of research concerning thermal parameters, properties of cement mixtures, mechanical strength in the field of static force impact for hardened composites, i.e. compressive strength, tensile strength at bending and splitting were presented. The methodology of designing composite mixtures is described, taking into account the possibility of introducing fibrous materials and waste granules into the composition of recipes. Keywords: waste, composite, recycling, textile cord, cement
... 2014). Przedstawione dane dotyczące ilości wytwarzanego betonu, finalnie ‒ odpadu, skłaniają ku wnioskowi, iż skala problemu związana z wyczerpywaniem naturalnych surowców, wzrostem emisji CO2 oraz samym zagospodarowaniem gruzu betonowego jest ogromna i należy podjąć wszelkie próby zapobiegania marnotrawstwu cennych materiałów odpadowych.., 2008;Aïtcin, 2000;Zdeb i Śliwiński, 2010). ...
Article
Full-text available
Wpływ stopnia wstępnego nasycenia kruszywa z recyklingu na wybrane właściwości i mikrostrukturę betonów recyklingowych. Przedstawiono zagadnienie wpływu stopnia wstępnego nasycenia kruszywa z recyklingu wynoszącego 0; 45 i 90% oraz zróżnicowanej kolejności dozowania składników na wytrzymałość na ściskanie, nasiąkliwość i współczynniki absorpcji wody betonów recyklingowych. Podano wyniki badań strefy kontaktowej między nowym zaczynem i kruszywem z recyklingu. Influence of the degree of pre-saturation of recycled aggregate on the microstructure of the concrete interfacial transition zone. The article presents the influence of the degree of pre-saturation of recycled aggregate 0, 45 and 90%, and the varied order of ingredients addition, on the compression strength, density, water absorbability and the water absorption coefficient of recycled concrete. An analysis of the contact zone between the new paste and the recycled aggregate was conducted.
Article
Chopped basalt fibre can be very beneficial to reinforce high performance concrete (HPC) and reduce its high brittleness. High performance fibre reinforced concrete (HPFRC) is an advance concrete composite with an extensive variety of structural applications. The main assets is its post-peak ductile behaviour in tension. This study aims to investigate the flexural toughness behaviour of notched and unnotched high performance basalt fibre reinforced concrete (HPBFRC) and HPC specimens in terms of load–deflection curves. Nine HPC mixtures were made with a fibre content of 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75, and 2%. Fifty four specimens with/without notch were tested under three-point bending experiments. The toughness indices and fracture energy of specimens were compared based on investigational observations. Results revealed that the fracture energy and toughness of unnotched HPBFRC specimens under three-point loading is greater than that of specimens with notch. Furthermore, an improvement of the splitting tensile strength, flexural strength, fracture energy and toughness of HPBFRC specimens is observed makes them as an appropriate choice for numerous civil engineering applications.
Article
Full-text available
Streszczenie: W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących możliwości zastosowania materiału odpadowego w postaci spoiwa recyklingowego jako częściowego zamiennika cementu w betonach drobnoziarnistych. Spoiwo to uzyskano w procesie wieloetapowego rozdrabniania próbek laboratoryjnych wykonanych z zaprawy normowej. W zaplanowanym eksperymencie rozpatrywano wpływ trzech czynników na wybrane właściwości fizyczno-mechaniczne betonów. Czynnikami tymi były: wiek spoiwa z recyklingu (1, 2, 3 miesiące), klasa cementu zastosowanego w spoiwie recyklingowym (32,5; 42,5; 52,5) oraz zawartość spoiwa recyklingowego (10, 20, 30% masy cementu). Badanymi wielkościami były: wytrzymałość na ściskanie betonu po 7, 28 i 90 dniach dojrzewania, nasiąkliwość oraz gęstość betonu. Na podstawie uzyskanych wyników badań ustalono, że w przyjętych zakresach zmienności czynników obecność spoiwa z recyklingu spowodowała znaczne pogorszenie parametrów betonu. Słowa kluczowe: betony drobnoziarniste, spoiwo recyklingowe, właściwości fizyczno-mechaniczne betonów.  Autor odpowiedzialny za korespondencję.
ResearchGate has not been able to resolve any references for this publication.