Pages: 264 – 278
Tytuł: Badania rozmieszczenia cząstek dodatków mineralnych w cementach dwuskładnikowych
Title: Particles spasing of supplementary cementitious materials in binary blended cements
Guillermina Marchetti*, Antonela Di Salvo Barsi, Viviana Rahhal, Edgardo F. Irassar
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2021.26.5.1
| Streszczenie | Abstract |
| Zbadano wpływ dodatku wapiennego [DW], dolomitowego [DD], metaillitu [MI] i prażonej gliny illitowej [GP] na gęstość mikrostruktury zaczynów z cementów dwuskładnikowych, pod względem grubości warstwy wody [GWW] i optymalnego zapotrzebowania na wodę [OZW]. Przeanalizowano wpływ tych uzupełniających materiałów cementowych [UMC] na rozpływ zaczynów i zapraw cementowych oraz omówiono wytrzymałość zapraw na ściskanie. Wyniki wykazują, że wpływ dodatków UMC na gęstość mikrostruktury zaczynów jest ściśle związany z rozkładem wielkości ziaren. Optymalna zawartość UMC zapewnia wieloskładnikowym cementom maksymalną gęstość mikrostruktury zaczynów. Wpływ na rozpływ zaczynów zależy nie tylko od gęstości mikrostruktury, ale także od powierzchni ziaren, a zastosowanie wymienionych UMC zwiększa wytrzymałość zapraw na ściskanie. | The effect of limestone filler [LF], dolomite filler [DF], metakaolin [MK], and metaillite [MI] additives on the packing density of the binary blended cements were studied using of the water film thickness [WFT] and the optimal water demand [OWD]. The influence of these supplementary cementitious materials [SCM] on the flowability of cement pastes and mortars was analyzed and the compressive strength of mortars was discussed. The results indicate that the incorporation of these SCM on the packing density is highly related to the particle size distribution and the optimal addition of SCM to the blended cements, assures maximum packing density. The effects on flowability not only depend on packing density but of the surface area of particles and the addition of SCM enhance the compressive strength of the mortars. |
Pages: 379 – 387
Tytuł: „Milczenie Form” – uwolniona materia betonowa w rzeźbie
Title: “The Silence of Forms” – liberated concrete matter in a sculpture
Michał Banaszek
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2021.26.5.2
| Streszczenie | Abstract |
| Zastosowanie betonu w sztukach wizualnych, chociaż nie tak szerokie jak w budownictwie, odzwierciedla różnorodne postawy twórcze i oczekiwania wobec tego materiału. Przykłady jego wykorzystania napotkamy przede wszystkim w przestrzeni publicznej, będącej niejako naturalnym środowiskiem tego architektonicznego tworzywa. W dziełach rzeźbiarskich o mniejszej skali, prezentowanych w galeriach sztuki beton jest z kolei tworzywem stosunkowo mało popularnym. Rzeźba jest szerokim obszarem, zaanektowanym z jednej strony przez tradycyjne tworzywa, takie jak brąz, kamień, ceramika, z drugiej strony otwartym na eksperymenty przestrzenne i materiałowe. W artykule opisano autorskie próby twórczego wykorzystania betonu w rzeźbie: zastosowaną metodę, osiągnięte wyniki i nasuwające się wnioski. Celem tego artystycznego projektu było umowne odejście od typowo architektonicznej funkcji betonu na rzecz ukazania formy niestabilnej i zarazem próbą wydobycia ekspresyjnych właściwości tego tworzywa. W wyniku podjętych działań powstał cykl prac zatytułowany “Milczenie Form”, który został zaprezentowany w całości oraz fragmentarycznie na kilku wystawach artystycznych w latach 2019-2021. | Although the application of concrete in the visual arts is not as wide as in the construction industry, it reflects diverse artistic attitudes and expectations regarding this material. We come across its use mostly in public space, being a natural space for concrete. When it comes to small-scale sculptures exhibited in art galleries, concrete is not found that often. Sculpture is a vast field dominated from one hand by traditional materials such as bronze, stone, ceramics, but also open to spatial and material experiments. The articles presents a number of concrete use cases in the creative way: its method, the output, and the conclusions. The aim of the project was to depart from the typical architectural function of concrete and to present it as the flexible one that enables one to take advantage of its expressive features. As a result, a set of works called “The Silence of Forms” was created, which was fully or partially presented in some art exhibitions in the years 2019-2021. |
Pages: 388 – 401
Tytuł: Właściwości mechaniczne betonu z kruszywem ze spiekanych popiołów lotnych
Title: Mechanical and durability properties of sintered fly ash aggregate concrete
S. Siva Chandran*, K. Chinnaraju
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2021.26.5.3
| Streszczenie | Abstract |
| Ochrona zasobów naturalnych i efektywne zarządzanie odpadami, które mogą szkodzić naszemu środowisku, stanowi nie lada wyzwanie. Niniejsza praca poświęcona jest badaniu różnych właściwości betonu klasy M30, w którym kruszywo grube zostało całkowicie zastąpione dostępnym na rynku kruszywem ze spiekanego popiołu lotnego. Okazało się, że kruszywo to spełnia wymagania wytrzymałości docelowe betonu. W celu dalszej poprawy odporności na pękanie i wytrzymałości na rozciąganie zastosowano włókna bazaltowe. Dodatek włókien poprawił właściwości mechaniczne o około 3-4%. Badanie przepuszczalności chlorków przyspieszoną metodą i absorpcji wody wykazało, że trwałość betonu z kruszywa ze spiekanego popiołu lotnego mieści się w granicach normy. | Conservation of natural resources and effective management of waste materials that can harm our environment is a challenging phenomenon. This paper is focused to study the different properties of M30 grade concrete where the coarse aggregate has been completely replaced by commercially available sintered fly ash aggregate and it has proved to meet the target strength. To further improve the crack resisting behavior and tensile strength,basalt fibers was incorporated. The incorporation of fibers has improved the mechanical properties to around 3-4%. The RCPT and water absorption test has proved that the durability properties of sintered fly ash aggregate are within the standard specified. |
Pages: 402 – 412
Tytuł: Wykorzystanie odpadu szkła samochodowego do produkcji epoksydowego polimerobetonu
Title: The application of automotive glass waste in the production of epoxy polymer concrete
Jakub Smoleń*, Berk Değirmenci, Berke Doğuş Tekeli2, Bartłomiej Nowacki
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2021.26.5.4
| Streszczenie | Abstract |
| W pracy przedstawiono badania obejmujące przygotowanie kruszywa ze stłuczki przednich szyb samochodowych. Dodanie tego kruszywa – zmieszanego w różnych proporcjach z drobnym piaskiem kwarcowym, jako fazy wzmacniającej polimerobeton, na osnowie żywicy epoksydowej. Zbadano otrzymane kompozyty stosując próbę zginania i ściskania oraz odporność na uderzenia, metodą Charpy’ego. Oznaczono porowatość, nasiąkliwość i gęstość pozorną tych materiałów. Przeprowadzone badania wykazały, że zastosowanie mielonych szyb samochodowych w polimerobetonie jest dobrą metodą wykorzystania tych odpadów. Największą wytrzymałość na ściskanie uzyskały kompozyty zawierające 20% objętościowych mielonych szyb samochodowych, która wyniosła 101 MPa. Jest to wytrzymałość blisko 7 razy większa od tradycyjnego betonu, który osiąga około 15 MPa. Największą wytrzymałość na zginanie miał kompozyt zawierający 35% obj. szkła. Próbki polimerobetonu nie wykazały dużej odporności na uderzenie: 5,85 – 10,13 kJ/m2. Odporność na uderzenie wzrastała wraz ze wzrostem zawartości szkła. Największą wytrzymałość uzyskał kompozyt zawierający 50% obj. szkła. Z próbek polimerobetonów najlepsze właściwości wykazała mieszanina o składzie 35% piasku, 35% mielonego szkła i 30% żywicy epoksydowej. Otwarta porowatość tradycyjnego betonu wynosi 15,91%, a polimerobetonu była mniejsza od 0,38%. Duża różnica w porowatości otwartej i w absorpcji wody, uzyskana dla tradycyjnego betonu i polimerobetonu, pozwalała przypuszczać, że ten ostatni będzie miał lepszą mrozoodporność. Wyniki badań wyraźnie wykazują znacznie lepsze właściwości mechaniczne polimerobetonu od betonu tradycyjnego. | In this paper, the production of aggregate from car windshield cullet and the use of this aggregate, in various compositions with fine quartz sand, as the reinforcing phase of the epoxy matrix polymer concrete were used and the obtained samples were tested. The bending and compressive strength, Charpy’s impact resistance tests were performed on the obtained composites. The porosity, water absorption, and density were also determined. The tests performed have shown that the application of car windshield cullet in polymer concrete, seems to be a good way to recycle this waste. The highest compressive strength, equal to 101 MPa, was obtained by composites containing 20 vol% of milled glass. It is nearly 7 times higher than the value of traditional concrete tested simultaneously, which has about 15 MPa. The highest flexural strength was noted for the composite containing 35 vol% of the glass. Polymer concrete samples did not show high impact resistance, which was in the range of 5.85 – 10.13 kJ/m2. However, it increases with increasing glass content and the highest value was obtained for the composite containing 50% of the glass volume. Among the polymer concrete samples, the best properties were obtained for the mixture of 35% sand, 35% ground glass and 30% epoxy resin. Open porosity of traditional concrete is 15.9%, and for polymer concrete it was lower than 0.38%. The large difference in open porosity and water absorption for traditional concrete and polymer concrete, allow us to conclude that the latter will have higher frost resistance. The test results clearly show the significantly better mechanical properties of polymer concrete than of traditional concrete. |
Pages: 413 – 430
Tytuł: Współczesne wyzwania nauki i techniki – wybrane refleksje
Title: Contemporary challenges of science and technology – selected reflections
Kazimierz Furtak
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2021.26.5.5
| Streszczenie | Abstract |
| Współczesnych wyzwań nauki i techniki nie można rozpatrywać w oderwaniu od przeszłości oraz zmian, które miały miejsce w ciągu wieków. Następowały one odmiennie w różnych okresach dziejów ludzkości i w różnych obszarach działalności człowieka, również w obszarze techniki. Zmiany dotyczyły także budownictwa i materiałów budowlanych. Wymienione zmiany są stymulowane między innymi przez naukę, ale także zmiany te determinują i stymulują rozwój nauki. Rezultatem lawinowego przyrostu wiedzy i postępu technicznego jest rosnąca świadomość społeczna narastających i nowych problemów, koniecznych do rozwiązania. Są to problemy nie tylko techniczne, ale także społeczne. Na obecnym etapie rozwoju cywilizacyjnego muszą być rozwiązywane łącznie. Uwzględniane też muszą być przy tym oddziaływania środowiskowe i energetyczne. Szczególną uwagę zwrócono na rozwój materiałów i wyrobów budowlanych, a także zagadnienia technologiczne, w tym wykorzystanie technologii 3D w budownictwie. Są one wpisane w szeroko pojmowany rozwój cywilizacyjny. W budownictwie jest miejsce na tradycyjne materiały i technologie oraz ich nowe odmiany, a przede wszystkim na nowe generacje materiałów. Podkreślono konieczność korzystania przy tym z osiągnięć spoza budownictwa. | Modern challenges of science and technology should not be considered in isolation from the past and changes that have taken place over the centuries. They have occurred in different ways in various periods of human history and in various spheres of human activity, including technology. The changes also concern construction and construction materials. All changes have been stimulated by, inter alia, science and they, in turn, have determined and stimulated the development of science. The soaring growth in science and technological development result in a rising social awareness of increasing and new issues both technological and social that must be addressed. At the present stage of civilisation development, they cannot be solved separately. The environmental and energy impacts must also be included. Special attention was focused on construction materials and products, as well as technological aspects including the application of 3D printing technology in construction. They all belong to the development of civilisation in a broad sense. In construction, there is room for traditional materials and technologies and their new versions with the primacy, however, of new generation materials. The need to apply the achievements in disciplines other than construction has been emphasised. |
Pages: 431 – 443
Title: Experimental and numerical study of fiber reinforced concrete beams in four-point bending
R. Tuğrul Erdem
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2021.26.5.6
| Streszczenie | Abstract |
| W niniejszej pracy zbadano zachowanie się beleczek betonowych z włóknami i bez nich. W części doświadczalnej wykonano łącznie 16 próbek beleczek o różnych wymiarach przekroju. 12 próbek zostało wzmocnionych włóknami syntetycznymi, które nadają betonowi twardość, udarność i wytrzymałość zmęczeniową. Stosunek masowy włókien w próbkach wynosi od 0% do 0.20%. Próbki poddawane są próbie czteropunktowego zginania w celu uzyskania maksymalnych wartości obciążenia i przemieszczenia, aż do osiągnięcia stanu zniszczenia. Następnie próbki belek są modelowane w programie do analizy elementów skończonych Abacus. Ze względu na porównanie wartości doświadczalnych i numerycznych oraz rozkładów naprężeń w próbkach widać, że analiza numeryczna może być rozwiązaniem przy badaniu zachowania się beleczek o różnych wymiarach w zginaniu czteropunktowym. | In this study, the behavior of concrete beams with and without fiber was investigated. In the experimental part, a total of 16 beam specimens were manufactured having different section sizes. 12 specimens were reinforced with synthetic fibers, that provide toughness, impact, and fatigue strength to concrete. The fiber ratios of the samples varied between 0% and 0.20% by mass. The samples were subjected to a four-point bending test to obtain the maximum load and displacement values, until they reached the failure modes. Subsequently, the beam samples were modelled in the Abacus finite element analysis software. Due to the comparison of experimental and numerical values and stress distributions of the specimens, it is seen that numerical analysis could be an option when investigating the behavior of beams with different dimensions in four-point bending. |
Pages: 444 – 451
Tytuł: Innowacyjne technologie w przemyśle cementowym
Title: Innovative technologies in the cement industry
Bożena Środa
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2021.26.5.7
| Streszczenie | Abstract |
| W artykule omówiono kilka projektów badawczych, dotyczących technologii wychwytywania, składowania lub zagospodarowania CO2 [CCS/U – Carbon Capture and Storage/Usage] w przemyśle cementowym. Technologia redukcji emisji CO2 poprzez jego wychwycenie z gazów odlotowych w instalacji pieca cementowego ma największy potencjał do zmniejszenia emisji, ale jednocześnie wymaga dużych nakładów inwestycyjnych i dodatkowej infrastruktury do przesyłu wychwyconego CO2 oraz wiąże się ze zwiększonym zapotrzebowaniem na energię elektryczną w cementowni. W artykule przedstawiono realizowane projekty badawcze, w których wykorzystano różne rozwiązania zarówno wychwytywania CO2, jak i dalszego jego zagospodarowania. | The paper discusses several research projects on CO2 capture, storage or usage [CCS/U] technologies in the cement industry. The technology of reducing CO2 emissions by capturing it from flue gases in a cement kiln installation has the greatest reduction potential, but at the same time requires large investments and additional infrastructure for the transfer of captured CO2, and is associated with an increased demand for electricity in the cement plant. The article presents the research projects carried out in which various solutions for both CO2 capture and its further usage were used. |