PL215644B1 - Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego - Google Patents

Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego

Info

Publication number
PL215644B1
PL215644B1 PL390206A PL39020610A PL215644B1 PL 215644 B1 PL215644 B1 PL 215644B1 PL 390206 A PL390206 A PL 390206A PL 39020610 A PL39020610 A PL 39020610A PL 215644 B1 PL215644 B1 PL 215644B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
agent
fly ash
concrete
tightness
durability
Prior art date
Application number
PL390206A
Other languages
English (en)
Other versions
PL390206A1 (pl
Inventor
Jan Malolepszy
Jan Deja
Artur Łagosz
Radosław Mróz
Jacek Śliwiński
Tomasz Tracz
Stanisław Kańka
Adam Zybura
Katarzyna Domagała
Lech Czarnecki
Piotr Woyciechowski
Wojciech Radomski
Przemysław Mossakowski
Andrzej M. Brandt
Michał Antoni Glinicki
Maria Marks
Daria Jóźwiak-Niedźwiedzka
Maciej Sobczak
Original Assignee
Akad Gorniczo Hutnicza
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akad Gorniczo Hutnicza filed Critical Akad Gorniczo Hutnicza
Priority to PL390206A priority Critical patent/PL215644B1/pl
Publication of PL390206A1 publication Critical patent/PL390206A1/pl
Publication of PL215644B1 publication Critical patent/PL215644B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)

Abstract

Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego, charakteryzuje się tym, że stanowi go fluidalny popiół lotny ze spalania węgla, zawierający wagowo: 5-30% tlenku wapnia, 30-50% krzemionki, 15-30% tlenku glinu, 4-10% tlenków żelaza, 3-9% trójtlenku siarki, 0-4% niespalonego węgla, przy czym suma składników SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 wynosi powyżej 55%, z dodatkiem plastyfikatora w ilości 0-10% wagowych w stosunku do zawartości fluidalnego popiołu lotnego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego, który znajduje zastosowanie w budownictwie komunikacyjnym, hydrotechnicznym, przemysłowym, podziemnym i miejskim. Środek ten jest przeznaczony do modyfikacji betonu, który wytwarzany jest z cementu portlandzkiego CEM I wg PN-EN-197-1: 2002 oraz kruszywa wg PN-EN 12620: 2004.
Jako środki uszczelniające beton stosuje się: glinkę kaolinową, bentonit, popioły lotne z kotłów pyłowych, krzemionkę aktywną, mączki mineralne i pucolany, a także substancje hydrofobowe: sole butylowe, wapniowe i amonowe kwasów tłuszczowych oraz silikony, zwłaszcza oleje i żywice silikonowe, które wprowadza się do zaczynu cementowego.
Z polskiego opisu patentowego nr 182321 znana jest domieszka uszczelniająca do betonu, zawierająca lignosulfonian sodowo-wapniowy lub sodowy w ilości 0-20% masowych oraz rozdrobniony 2 do powierzchni właściwej 300 m2/kg według Blaine'a odpad powstający przy odsiarczaniu gazów spalinowych w złożach fluidalnych cyrkulujących. Materiał ten znajduje zastosowanie przy produkcji betonów o zwiększonej szczelności, stosowanych zwłaszcza w budownictwie hydrotechnicznym oraz budowlach podziemnych i górnictwie.
Istotą wynalazku jest środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego, który stanowi fluidalny popiół lotny ze spalania węgla, zawierający wagowo: 5 - 30% tlenku wapnia, 30 - 50% krzemionki, 15 - 30% tlenku glinu, 4 - 10% tlenków żelaza, 3 - 9% trójtlenku siarki, 0 - 4% niespalonego węgla, przy czym suma składników SiO2 + AI2O3 + Fe2O3 wynosi powyżej 55%, z dodatkiem plastyfikatora w ilości 0 - 10% wagowych w stosunku do zawartości fluidalnego popiołu lotnego.
Środek według wynalazku stosuje się w ilości od 10% do 45% masy cementu na etapie sporządzania mieszanki betonowej, która ma zastosowanie w betonach konstrukcyjnych, w szczególności w betonach o podwyższonej szczelności i odporności na agresywne oddziaływanie ciekłych mediów agresywnych. Powyższy środek uzyskuje się poprzez mechaniczną selekcję surowego fluidalnego popiołu lotnego w celu uzyskania założonego składu, a kombinacja z domieszką plastyfikatora decyduje o skuteczności jego działania. Działanie domieszki ma charakter uplastyczniająco-opóźniający, a jej występowanie w składzie środka pozwala zniwelować wzrost wodożądności spoiwa, na skutek nieregularnych, kanciastych kształtów fluidalnego popiołu lotnego oraz pozwala opóźnić jego wiązanie, przedłużając czas tworzenia się ettringitu w dojrzewającym betonie, przy czym spoiwo stanowi mieszanina środka z cementem. Wysoki udział fazy amorficznej w popiole fluidalnym korzystnie wpływa na proces formowania mikrostruktury betonu poprzez wzrost udziału porów żelowych i zmniejszenie udziału porów kapilarnych. Skład chemiczny dodawanego popiołu zapewnia powstanie w dojrzewającym betonie większych ilości uwodnionych krzemianów wapnia oraz hydrogranatów, korzystnie wpływając na odporność matrycy na działanie czynników korozyjnych.
Efektem technicznym wynikającym z zastosowania środka do betonu według wynalazku jest redukcja głębokości wnikania wody oraz prędkości wnikania jonów agresywnych w beton, w szczególności jonów chlorkowych, jak również możliwość uzyskania odporności chemicznej betonu na oddziaływanie środowiska siarczanowego. Skuteczność stosowania środka zwiększającego trwałość i szczelność betonu według wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I.
Środek sporządzono w dwóch wariantach: na bazie fluidalnego popiołu lotnego powstałego ze spalania węgla kamiennego K oraz węgla brunatnego T. Badaniom poddano zaprawy, zawierające środek z dodatkiem plastyfikatora, zawierającego lignosulfonian magnezu - oznaczenie próbek K30 i T30, jak również zaprawy bez udziału plastyfikatora - oznaczenie próbek K20 i T20, a także zaprawy nie posiadające w swoim składzie środka - oznaczenie próbek C0. Skład fluidalnego popiołu lotnego stosowanego do przygotowania środka zwiększającego trwałość i szczelność zamieszczono w tabeli 1.
T a b e l a 1
Skład chemiczny fluidalnego popiołu lotnego Fluidalny popiół lotny ze spalania węgla kamiennego, K Fluidalny popiół lotny ze spalania węgla brunatnego, T
[% wag.] [% wag.]
1 2 3
CaO 5,84 15,95
PL 215 644 B1 cd. tabeli 1
1 2 3
SiO2 47,18 36,47
A12O3 25,62 28,40
Fe2O3 6,80 4,40
SO3 3,62 3,80
C 1,60 0,15
SO2 + AI2O3 + Fe2O3 79,60 69,27
Przygotowano spoiwa zawierające w swoim składzie wagowo: 30% popiołu ze spalania węgla kamiennego K lub brunatnego T oraz 70% cementu portlandzkiego CEM I, przy czym do spoiw dodano również plastyfikator w ilości 2% wagowych w stosunku do zawartości cementu, a spoiwa odpowiednio oznaczono K30 i T30. Ze spoiw wykonano zaprawy zgodnie z procedurą zawartą w normie PN-B-19707:2003/Az1:2006 „Cement - Cement specjalny - Skład, wymagania i kryteria zgodności” poprzez zmieszanie w określonych proporcjach spoiwa, piasku normowego oraz wody zarobowej, przy czym zaprawy oznaczono identycznie jak spoiwa. Następnie przygotowano spoiwa zawierające w swoim składzie wagowo: 20% popiołu ze spalania węgla kamiennego K lub brunatnego T oraz 80% cementu portlandzkiego CEM I, które oznaczono odpowiednio K20 i T20. Ze spoiw wykonano zaprawy zgodnie z procedurą zawartą w normie PN-B-19707:2003/Az1:2006 poprzez zmieszanie w określonych proporcjach spoiwa, piasku normowego oraz wody zarobowej, które oznaczono identycznie jak spoiwa, a także zaprawę, zawierającą jako spoiwo tylko cement portlandzki CEM I, którą oznaczono C0.
Na próbkach, wykonanych z tych zapraw wykonano badania odporności na oddziaływanie 2środowiska siarczanowego z zastosowaniem dwóch środowisk: Na2SO4 i MgSO4 o stężeniu SO42- = 3
16,0 g/dm3, przy czym badania przeprowadzono zgodnie z normą PN-B-19707:2003/Az1:2006. Procedura badań obejmowała pomiary zmian liniowych próbek przechowywanych w środowisku korozyjnym w stosunku do zmian liniowych próbek dojrzewających w wodzie co 28 dni przez okres 52 tygodni. Wyniki badań podlegają ocenie wg kryterium zawartego w normie przedmiotowej, tj. sprawdzano, czy zmiany liniowe próbek po 52 tygodniach ekspozycji w środowisku siarczanowym nie przekraczają wartości 5 mm/m w stosunku do próbek przechowywanych w wodzie. Takie kryterium jest stawiane dla cementów specjalnych o wysokiej odporności na siarczany. Wyniki badań wskazują, że wprowadzenie środka, będącego przedmiotem wynalazku powoduje uzyskanie zaprawy i w konsekwencji betonu odpornego na oddziaływanie środowiska siarczanowego. Uzyskane wartości względnych zmian liniowych zapraw z dodatkiem środka zwiększającego trwałość i szczelność spełniają po 52 tygodniach kryteria przewidziane w normie PN-B-19707:2003/Az1:2006 dla cementów o wysokiej odporności na siarczany, tzn. nie przekraczają wartości krytycznej przyjmowanej jako 0,5%, tj. 5,0 mm/m. Wyniki zmian liniowych będących kryterium oceny przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia względne zmiany liniowe zapraw: cementowej C0 i zapraw, zawierających fluidalny popiół lotny, pochodzący ze spalania węgla brunatnego T20 i T30, przechowywanych w środowisku Na2SO4, fig. 2 - względne zmiany liniowe zapraw: cementowej C0 i zapraw, zawierających popiół, pochodzący ze spalania węgla kamiennego K20 i K30, przechowywanych w środowisku Na2SO4, fig. 3 - względne zmiany liniowe zapraw: C0 oraz T20 i T30, przechowywanych w środowisku MgSO4, a fig. 4 - względne zmiany liniowe zapraw: C0 oraz K20 i K30 przechowywanych w środowisku MgSO4.
P r z y k ł a d II.
Przygotowano spoiwa, zawierające w swoim składzie wagowo: 15% i 30% popiołu ze spalania węgla kamiennego K lub brunatnego T oraz 85% i 70% cementu portlandzkiego CEM I, a spoiwa odpowiednio oznaczono B15K, B30K oraz B15T i B30T. Następnie sporządzono mieszanki betonowe, zawierające piasek o uziarnieniu 0-2 mm, kruszywo żwirowe o uziarnieniu 2-8 mm oraz 8-16 mm, a także spoiwa, przy wskaźniku wodno-spoiwowym wynoszącym 0,45, które oznaczono identycznie jak spoiwa. Badaniom poddano betony, zawierające środek - próbki oznaczone jako: B15K, B15T, B30K i B30T, jak również beton, nie zawierający środka - próbka oznaczona jako B0. Skład fluidalnego popiołu lotnego, stosowanego do przygotowania środka zwiększającego trwałość i szczelność zamieszczono w tabeli 2.
PL 215 644 B1
T a b e l a 2
Skład chemiczny fluidalnego popiołu lotnego Fluidalny popiół lotny ze spalania węgla kamiennego, K Fluidalny popiół lotny ze spalania węgla brunatnego, T
[% wag.] [% wag.]
CaO 9,21 19,36
SiO2 43,58 34,66
AI2O3 23,33 25,65
Fe2O3 7,47 5,05
SO3 5,09 3,90
C 1,70 0,10
SiO2 + AI2O3 + Fe2O3 74,38 65,36
Z mieszanek betonowych wykonano normowe próbki walcowe do określania wytrzymałości betonu według normy PN-EN 206-1: 2003, pielęgnując je w sposób ujęty w normie PN-EN 12390-2: 2001 przez okres 28, 90 i 180 dni. Współczynnik migracji chlorków badano wg przyspieszonej metody polegającej na określeniu współczynnika migracji chlorków przy nieustalonym ich przepływie. Betonowe próbki, wcześniej odpowiednio zaizolowano w ten sposób, aby tylko przez dwie, przeciwległe badane powierzchnie, odbywał się przepływ jonów, usytuowano w środku komory pomiarowej między miedzianymi elektrodami. W jednej z dwóch przeciwległych części komory umieszczono 10% roztwór NaCI, a w drugiej - 1,2% roztwór NaOH. Próbki poddano przepływowi prądu o napięciu w zakresie od 10 do 60 V, które dobierano zależnie od odczytu z miliamperomierza, wskazującego aktualne natężenie. Wartość współczynnika migracji chlorków wyznaczono na podstawie wielkości przyłożonego napięcia, temperatury anolitu mierzonej na początku i końcu badania oraz głębokości, na jaką wniknęły jony chlorkowe, mierzonej na osiowo rozłupanej próbce. Wyniki badania współczynnika migracji jonów chlorkowych pokazano na fig. 5. Ponadto przeprowadzono zgodnie z normą PN-88/B-06250 badania nasiąkliwości betonu, a wyniki przedstawiono na fig. 6.

Claims (1)

  1. Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego, znamienny tym, że stanowi go fluidalny popiół lotny ze spalania węgla, zawierający wagowo: 5 - 30% tlenku wapnia, 30 - 50% krzemionki, 15 - 30% tlenku glinu, 4 - 10% tlenków żelaza, 3 - 9% trójtlenku siarki, 0 - 4% niespalonego węgla, przy czym suma składników SiO2 + AI2O3 + Fe2O3 wynosi powyżej 55%, z dodatkiem plastyfikatora w ilości 0 - 10% wagowych w stosunku do zawartości fluidalnego popiołu lotnego.
PL390206A 2010-01-18 2010-01-18 Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego PL215644B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL390206A PL215644B1 (pl) 2010-01-18 2010-01-18 Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL390206A PL215644B1 (pl) 2010-01-18 2010-01-18 Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL390206A1 PL390206A1 (pl) 2010-09-27
PL215644B1 true PL215644B1 (pl) 2014-01-31

Family

ID=42941045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL390206A PL215644B1 (pl) 2010-01-18 2010-01-18 Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL215644B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL390206A1 (pl) 2010-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Carsana et al. Comparison of ground waste glass with other supplementary cementitious materials
Atahan et al. Improved durability of cement mortars exposed to external sulfate attack: The role of nano & micro additives
Courard et al. Limestone fillers cement based composites: Effects of blast furnace slags on fresh and hardened properties
Lollini et al. A study on the applicability of the efficiency factor of supplementary cementitious materials to durability properties
Tsivilis et al. Use of mineral admixtures to prevent thaumasite formation in limestone cement mortar
Mira et al. Effect of lime putty addition on structural and durability properties of concrete
Yildirim et al. Effect of cement type on the resistance of concrete against chloride penetration
Choi et al. Enhanced autogenous healing of ground granulated blast furnace slag blended cements and mortars
Lee et al. Compressive strength, resistance to chloride-ion penetration and freezing/thawing of slag-replaced concrete and cementless slag concrete containing desulfurization slag activator
US20120048147A1 (en) Low Shrinkage Binder System
Zhao et al. Performance and durability of self-compacting mortar with recycled sand from crushed brick
Ozyildirim et al. Resistance to chloride ion penetration of concretes containing fly ash, silica fume, or slag.
Toklu Investigation of mechanical and durability behaviour of high strength cementitious composites containing natural zeolite and blast-furnace slag
Ruiz et al. Sustainable low-cement blends featuring blast furnace slag, metakaolin and nanosilica show remarkable long-term durability against chlorides for one day curing age
JP7713335B2 (ja) セメント混和材、セメント組成物、及びコンクリート硬化体
Menéndez et al. Coal ash Portland cement mortars sulphate resistance
Bilek Development and properties of concretes with ternary binders
RU2627344C1 (ru) Бетонная смесь
KR19980044208A (ko) 고내구성 시멘트 조성물
Jóźwiak-Niedźwiedzka Effect of fluidized bed combustion fly ash on the chloride resistance and scaling resistance of concrete
PL215644B1 (pl) Środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego
Riding et al. Testing Methods to Assess the Durability of Concrete Permeability Reducing Admixtures
Afroughsabet et al. Preliminary Assessment on Durability of High Performance Fiber Reinforced Concrete with CSA Cement
Aydoğan et al. The Role of the Type of Mix Water and Ion Concentration on the Fresh State Properties
Edris et al. Influence of mineral additions on the microstructure of concrete in chloride environment