Publikacje

Streszczenie:

Redukcja emisji dwutlenku węgla przez branżę cementową, popularyzacja cementów niskoklinkierowych a także wykorzystanie materiałów odpadowych w produkcji materiałów budowlanych przyczyniają się do zwiększonego stosowania dodatków mineralnych. Z uwagi na ich zróżnicowane właściwości, a także możliwość zastosowania kombinacji kilku dodatków jednocześnie ważne jest określenie ich wpływu na parametry zapraw
i betonów. W artykule dokonano oceny działania wybranych dodatków mineralnych - mączki chalcedonitowej oraz zeolitu. W pierwszym etapie badań określono skład chemiczny, gęstość właściwą, powierzchnię właściwą, wykonano analizę składu ziarnowego poszczególnych surowców oraz przeprowadzono badanie aktywności pucolanowej każdego z zastosowanych dodatków chemiczną metodą Chapelle’a. Drugim - zasadniczym
celem przeprowadzonych badań było porównanie działania mączki chalcedonitowej oraz zeolitu jako częściowego zamiennika cementu w zaprawach, a także ocena ich współdziałania w ustalonych proporcjach względem cementu. Do badań przygotowano zaprawę referencyjną (bez modyfikacji) oraz wytypowano 3 rodzaje zapraw, w których spoiwo cementowe zastępowano w 20% wagowo jednym z dodatków lub kombinacją obydwu
składników w ilości po 10% każdy. Na podstawie parametrów technologicznych: czasu wiązania, konsystencji oraz wytrzymałości na ściskanie po 2, 28 i 90 dniach dojrzewania dokonano oceny działania mączki chalcedonitowej i zeolitu jako częściowego zamiennika cementu. Badania uzupełniono o termiczną analizę różnicową DTA/TG zaczynów po 3, 28 i 126 dniach hydratacji. Uzyskane wyniki potwierdzają możliwość zastosowania obydwu dodatków jako zamienników cementu w zaprawach, z tym, że ich działanie jest zróżnicowane. Analizując wyniki czasu wiązania, każdy z dodatków wpłynął na skrócenie początku i końca czasu wiązania, ale nieznacznemu wydłużeniu uległ czas wiązania modyfikowanych zaczynów. Zarówno mączka chalcedonitowa, jak i zeolit wpłynęły na zmniejszenie płynności zapraw. Najmniejszy rozpływ uzyskano stosując 20% zeolitu. Biorąc pod uwagę wytrzymałość na ściskanie po 28 i 90 dniach dojrzewania, zbliżone wyniki w porównaniu do zaprawy wzorcowej, odnotowano w przypadku receptur zawierających
20% zeolitu oraz jednocześnie 10% mączki chalcedonitowej i 10% zeolitu. Artykuł stanowi fragment szerszego opracowania dotyczącego oceny możliwości zastosowania mączki chalcedonitowej i zeolitu w zaprawach cementowych.

B I B L I O G R A F I A[1] T. Z. Błaszczyński, M. R. Król: Właściwości spoiw glinokrzemianowych na bazie lotnych popiołów wapniowych. Przegląd Budowlany 2019, nr 7-8, str. 46-55
[2] B. Środa: Beton – niskoemisyjny materiał budowlany. Materiały konferencyjne. Konferencja Dni Betonu, Wisła 2021, str. 6-13
[3] M. Ostrowski, T. Baran, P. Pichniarczyk, Betony z dużą zawartością dodatków mineralnych, wyróżniające się małą emisją CO2 w procesie produkcji ich składników, Materiały konferencyjne. Konferencja Dni Betonu, Wisła 2021, str. 625-635
[4] T. Baran, M. Ostrowski, P. Francuz: Zmniejszenie emisji CO2 związane z wykorzystaniem ubocznych produktów w przemyśle cementowym. Materiały konferencyjne. Konferencja Dni Betonu, Wisła 2021, str. 569-582
[5] T. Baran: The use of waste and industrial by-products and possibilities of reducing CO2 emission in the cement industry-industrial trials, Cement Wapno Beton 2021, 25(3), str. 169-184, doi: 10.32047/CWB.2021.26.3.1.
[6] S. Chłądzyński, A. Garbacik: Cementy wieloskładnikowe w budownictwie. Kraków 2008, Wydawnictwo Stowarzyszenia Producentów Cementu
[7] D. Małaszkiewicz: Metakaolinit jako pucolanowy dodatek do betonu – przegląd stanu wiedzy, Civil and Environmental Enginnering 2015, nr 6, str. 81-94
[8] S. Özen, M.C. Göncüoğlu, B. Liguori, B. de Gennaro, P. Cappelletti, G. D. Gatta, F. Iucola, C. Colella: A comprehensive evaluation of sedimentary zeolites from Turkey as pozzolanic addition of cementand lime-based binders, Construction and Building Materials 2016, 105, str. 46-61, doi: /10.1016/j.conbuildmat.2015.12.055
[9] P. Czapik, M. Czechowicz: Effects of natural zeolite particle size on the cement paste properties, Structure and Environment 2017, nr 9 (3), str. 180-190
[10] Kapeluszna, W. Szudek, P. Wolka, A. Zieliński: Implementation of Alternative Mineral Adidtives in Low-Emission Sustainable Cement Composites, Materials 2021, 14(21), 6423, doi: 10.3390/ma14216423
[11] M. Vyšvařil, P. Bayer, T. Žižlavský: Use of spongilites as pozzolanic additives in cement mortars. Solid State Phenomena 2021, nr 325, str. 65-70, doi: 10.4028/www.scientific.net/SSP.325.65
[12] E. Spychał, A. Kotwa: Assessment of the possibility of using chalcedonite powder as a component of mortars, Structure and Environment 2022, nr 14 (4), str. 119-125, doi: 10.30540/sae-2022-014
[13] M. Dobiszewska, O. Bagcal, A. Beycioglu, D. Goulias, F. Koksal, Błż. Płomiński, Hu. Urunveren: Utilization of rock dust as cement replacement in cement composites: An alternative approach to sustainable mortar and concrete productions, Journal of Building Engineering 2023, 69, 106180, doi: 10.1016/j.jobe.2023.106180
[14] Z. Z. Woźniak, A. Chajec, Ł. Sadowski: Effect of the partial replacement of cement with waste granite powder on the properties of fresh and hardened mortars for masonry applications. Materials 15(24):9066, 2022, doi:10.3390/ma15249066
[15] M. Dobiszewska: Kompozyty cementowe z dodatkiem pyłu bazaltowego, Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego, Bydgoszcz, 2019.
[16] P. Szaj: Zastosowanie w technologii betonu mączek mineralnych powstających przy produkcji kruszyw łamanych. Materiały Konferencyjne. Konferencja Dni Betonu, Wisła 2014
[17] M. Wieczorek, P. Pichniarczyk: Wpływ zmiennego stosunku popiołu lotnego krzemionkowego do granulowanego żużla wielkopiecowego na właściwości cementu. Materiały konferencyjne. Konferencja Dni Betonu, Wisła 2021, str. 683-696
[18] P. Czapik, M. Cebulski: The properties of cement mortar with natural zeolite and silica fume additions. Structure and Environment 2018, nr 10 (2) 2018, str. 105-113 DOI: 10.30540/sae-2018-010
[19] M. Sanytsky, T. Kropyvnytska, I. Heviuk, M. Makovijchuk: Wpływ superzeolitu na właściwości zoptymalizowanych technologicznie cementów portlandzkich wieloskładnikowych, Materiały konferencyjne. Konferencja Dni Betonu, Wisła 2021, str. 669-682
[20] S. Czarnecki, A. Chajec, S. Malazdrewicz, Ł. Sadowski: The prediction of abrasion resistance of mortars modified with granite powder and fly ash using artificial neural networks, Applied Sciences 2023, 13(6): 4011, doi: 10.3390/app13064011
[21] PN-EN 1097-7:2008 Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw. Część 7: Oznaczenie gęstości wypełniacza. Metoda piknometryczna
[22] PN-EN 196-6:2019-01 Metody badania cementu. Część 6: Oznaczenie stopnia zmielenia
[23] M. Raverdy, F. Brivot, A. M. Paillére, R. Dron: Appréciation de I’Activité Pouzzolanique des Constituents Secondaires. In: Vol. 3 of Proceedings of the 7th International Congress on the Chemistry of Cement, Paris: Éditions Septima
1980, str. 36-41.
[24] A. Bobrowski, M. Gawlicki, A. Łagosz, W. Nocuń-Wczelik: Cement. Metody badań. Wybrane kierunki stosowania. Kraków 2010, Wydawnictwo AGH
[25] M. Handke: Krystalochemia krzemianów, Kraków 2008, Wydawnictwo AGH
[26] E. Grabowska: Wpływ zeolitu na hydratację cementu i jego właściwości, Praca doktorska, Kraków 2016
[27] A. Faheem, S. A. Rizwan, T. A. Bier: Properties of self-compacting mortars using blends of limestone powder, fly ash, and zeolite powder, Construction and Building Materials, 2021 286:122788, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.122788
[28] PN-EN 1015-3:2000 Metody badan zapraw do murów. Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą stolika rozpływu)
[29] PN-EN 196-1:2016-07 Metody badania cementu. Część 1: Oznaczenie wytrzymałości
[30] PN-EN 196-3:2016-12 Metody badania cementu. Część 3: Oznaczenie czasów wiązania i stałości objętości
[31] W. Nocuń-Wczelik, P. Czapik: Badania wpływu domieszek redukujących zawartość wody i opóźniających wiązanie zaczynu cementowego. Materiały konferencyjne. Konferencja Dni Betonu, Wisła 2010, str. 263-271
[32] D. Dworzańczyk, Stanowisko do badań derywatograficznych zapraw i betonów stosowanych w budynkach inwentarskich, Aparatura badawcza i dydaktyczna, 3/2010, str. 85-91

Wpływ mączki chalcedonitowej i zeolitu na wybrane właściwości fizykochemiczne zaczynów i zapraw cementowych