Pages: 2 – 13
Marcin Koniorczyk, Dalia Bednarska, Iman Abbasi Nattaj Omrani, Anna Masek, Stefan Cichosz
e-mail: marcin.koniorczyk@p.lodz.pl
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2022.27.1.1
| Streszczenie | Abstract |
| Wybuch pandemii COVID-19 spowodował tragiczne konsekwencje dla zdrowia publicznego oraz zwiększył produkcję odpadów medycznych, które mogą przyczyniać się do dalszego rozprzestrzeniania wirusa, zagrażać zdrowiu obywateli oraz środowisku naturalnemu. W celu ograniczenia tych problemów zaproponowano metodę przetwarzania maseczek ochronnych, w sposób umożliwiający ich powtórne użycie podczas produkcji betonu. W artykule przedstawiono wyniki badań opisujące wpływ dodatku przetworzonego odpadu medycznego na właściwości zawierającego go betonu. Wyznaczono wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie betonu sporządzonego z dodatkiem przetworzonych maseczek oraz betonu referencyjnego. Wykonano badania przepuszczalności właściwej przed i po ekspozycji na wysoką temperaturę w celu sprawdzenia, czy materiał otrzymany z recyklingu charakteryzuje się podobnymi właściwościami co stosowane włókna polipropylenowe. Dodatkowo wykonano badanie wpływu przetworzonych maseczek na ciepło hydratacji. | Alongside with all its difficulties and tragic consequences, the outbreak of the COVID-19 pandemic has also caused a drastic increase in the amount of the generated healthcare wastes. Healthcare wastes can accelerate the further spread of the virus and threaten the health of citizens and the environment. In order to deal with this lateral problem of the on-going pandemic, facemask wastes were processed and recycled in concrete materials. The objective of this research was to investigate the influences of recycled facemask products on the performance of concrete. To do so, the compressive and splitting tensile strength tests were performed to assess the mechanical behaviour of concrete with and without of the recycled facemask products. Moreover, gas permeability test was conducted on the designed samples before and after exposure to fire temperature, to verify whether the proposed addition provides a similar effect like conventional polypropylene fibres, or not. The results were supplemented with the heat of cement hydration measurements. |
Pages: 14 – 31
Sebastian Czernik, Bartosz Michałowski, Justyna Tomaszewska, Jacek Michalak
e-mail: jmichalak@atlas.com.pl
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2022.27.1.2
| Streszczenie | Abstract |
| Sektor budowlany należy do gałęzi gospodarki o istotnym wpływie na środowisko. Wykorzystuje ogromne ilości zróżnicowanych surowców, wytwarza znaczne ilości odpadów i emituje znaczne ilości gazów cieplarnianych do atmosfery. Redukcja zużycia energii i emisyjności budynków, dekarbonizacja istniejących źródeł energii oraz optymalizacja wykorzystania energii odnawialnej, a także zminimalizowanie śladu węglowego materiałów i robót budowlanych to konieczność, aby przeciwdziałać zmianom klimatycznym. To również plan minimum dla zapewnienia zrównoważonego rozwoju społecznego. Dotychczasowa polityka środowiskowa w sektorze budowlanym jest niewystarczająca a wynika to, przede wszystkim, z obecnie obowiązujących regulacji prawnych. Ocena wyrobów budowlanych w zakresie siódmego wymagania podstawowego, dotyczącego zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych, jest dobrowolna, a co za tym idzie niemal zawsze pomijana. Narzędzia do oceny jakimi są m.in. deklaracje środowiskowe III typu [Type III Environmental Product Declarations – EPDs] wyrobów budowlanych nie są powszechnie stosowane. Co więcej, dokumenty te są słabo rozpoznawalne wśród konsumentów, co świadczy o ciągle niewystarczającej świadomość ekologicznej. Dodatkowo, pojawiające się różnice wartości wskaźników oddziaływania środowiskowego określanych w deklaracjach środowiskowych III typu, wynikające ze zróżnicowanego podejścia w wyznaczaniu granic systemu czy jakości dostępnych danych generycznych, nie sprzyjają prawidłowemu rozwojowi wiedzy o wpływie materiałów budowlanych na środowisko. W niniejszej pracy przeprowadzono analizę oddziaływania środowiskowego cementu będącego składnikiem zapraw klejących, stosowanych w złożonych zestawach izolacji cieplnej ETICS. Badania prowadzono w zakresie czterech wskaźników, tj. globalnego współczynnika ocieplenia [GWP], potencjału zakwaszenie gleby i wody [AP], potencjału eutrofizacji [EP] oraz potencjał tworzenia ozonu troposferycznego [POCP]. | The construction sector is one of the branches of the economy with a significant impact on the environment. It uses a vast amount of different raw materials. Also, it produces substantial amounts of waste and emits high amounts of greenhouse gases into the atmosphere. Reducing the energy consumption and emissivity of buildings, decarbonizing existing energy sources, optimizing the use of renewable energy, and minimizing the carbon footprint of materials and construction works are imperative to counteract climate change. It is also a minimum plan for ensuring sustainable social development. The current environmental policy in the construction sector is insufficient and it results from the legal regulations currently in force. Assessment of construction products for the seventh basic requirement, sustainable use of natural resources, is voluntary and almost always neglected. Assessment tools, such as Type III Environmental Product Declarations [EPDs] for construction products, are not widely used. Moreover, these documents are poorly recognizable among consumers, proving that there is still insufficient environmental awareness. In addition, the emerging differences in environmental impact indicators values specified in environmental declarations, resulting from using differentiated approaches in setting system boundaries or the quality of available generic data, do not support the proper development of knowledge about the impact of construction products on the environment. In this work, an analysis of the environmental impact of cement, which is a component of adhesives used in the External Thermal Insulation Composite System [ETICS], was carried out. The study on four indicators, i.e., global warming potential [GWP], soil and water acidification potential [AP], eutrophication potential [EP], and tropospheric ozone formation potential [POCP], was performed. |
Pages: 32 – 44
Tytuł: Zintegrowane podejście do wyboru optymalnej serii zapraw tynkarskich do izolacji
Title: An integrated approach in selecting the optimal insulation plaster mortar series
Abdullah Demir
e-mail: abdullah.demir@dpu.edu.tr
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2022.27.1.3
| Streszczenie | Abstract |
| W niniejszym artykule zaproponowano metodę Taguchiego do rozwiązania hierarchicznej analizy problemu decyzyjnego [Analytic Hierarchy Process – AHP] oraz metodę Simple Additive Weighting [SAW] w celu znalezienia optymalnej serii zapraw tynkarskich do izolacji, w oparciu o wiele kryteriów. Najpierw zastosowano metodę Taguchi w celu określenia planu eksperymentu z czynnikami: cementem, wapnem, dolomitem i perlitem na trzech poziomach dozowania, dla każdego z nich z ortogonalnym planem L9. Następnie, zgodnie z projektem, przeprowadzono eksperymenty metodą ultradźwiękową, określono wytrzymałość na ściskanie, przyczepność, nasiąkliwość kapilarną i przewodność cieplną. Wagi ważności kryteriów uzyskano metodą AHP, a punktację poszczególnych serii obliczono metodą SAW. Na podstawie wyników uzyskano optymalne poziomy czynników i otrzymano optymalne składy. | In this study, an integrated approach by Taguchi, Analytic Hierarchy Process [AHP] and Simple Additive Weighting [SAW] method were proposed to find out the optimal insulation plaster mortar series, based on multiple criteria. Firstly, Taguchi method was applied to define the experimental design plan, with the factors of cement, lime, dolomite and perlite in three levels for each with L9 orthogonal design. Then, ultrasonic pulse velocity, compressive strength, bond strength, capillarity water absorption and thermal conductivity experiments, were made according to the design. The importance weights of criteria were obtained by AHP and the scores of the series were calculated by SAW method. The factors’ optimum levels were obtained based on the scores and the optimal series was proposed. |
Pages: 45 – 58
Tytuł: Znaczenie cynku w produkcji cementu portlandzkiego
Title: Importance of zinc in Portland cement production
Wiesław Kurdowski, Paweł Zajd
e-mail: wieslaw.kurdowski@polskicement.pl
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2022.27.1.4
| Streszczenie | Abstract |
| W doświadczeniach laboratoryjnych stwierdzono nieoczekiwany wpływ dodatku cynku, który przyspieszył proces wiązania cementu portlandzkiego. Ten nietypowy wpływ cynku został spowodowany przez dodatek anhydrytu II, jako regulatora wiązania cementu, przez jego producenta. Anhydryt II rozpuszcza się bardzo powoli i stężenie jonów siarczanowych w zaczynie hydratyzującego cementu było bardzo małe. Natomiast cynk rozpuścił się bardzo szybko, a powstający wodorotlenek strącał się na powierzchni kryształów C3A, utrudniając powstawanie ciągłej warstwy ettringitu. Ettringit powstawał w tych warunkach w wolnych przestrzeniach w roztworze, łącząc ziarna cementu, powodując szybkie wiązanie „ettringitowe”. Natomiast, kryształy alitu pozostają ciągle pokryte bezpostaciową warstewką Zn(OH)2, i w tych warunkach okres indukcji reakcji z wodą tej fazy, pozostaje bez zmian. Przedłużenie tego okresu rośnie ze zwiększeniem dodatku cynku. | In laboratory experiments, we found the unexpected influence of zinc addition, which was the acceleration of the Portland cement setting. This untypical cement behaviour was caused by the addition of anhydrite II as the setting time regulator, by its producer. Anhydrite II dissolves very slowly and the sulphate ions concentration in the paste of the hydrating cement, was very low. However, zinc was soluted very quickly and its hydroxide precipitated on the surface of C3A crystals, limiting the formation of the continuous ettringite layer. Thus, ettringite is formed in the free areas in the solution, linking the cement grains, with the formation of the quick “ettringite” setting. Ettringite precipitated in the free areas within the solution, binds to the cement grains and causes the ‘quick’ setting of ettringite. However, the alite crystals remain continuously covered by the amorphous layer of Zn(OH)2, and under this condition the induction period with water reaction of this phase remains hang-up. The elongation of this period is increasing with the increase in the addition of zinc. |
Pages: 59 – 70
Tytuł: Badania doświadczalne wpływu włókien hybrydowych na zachowanie się belek żelbetowych przy zginaniu
R. Shanthi Vengadeshwari, H.N. Jagannatha Reddy, R. Prabhakara
e-mail: shanthi-cvl@dayanandasagar.edu
doi: https://doi.org/10.32047/cwb.2022.27.1.5
| Streszczenie | Abstract |
| Dodatek włókien jest obiecującym rozwiązaniem, poprawiającym zachowanie belek żelbetowych przy zginaniu. Wpływa na poprawę właściwości tych belek w zakresie obciążenia szczytowego, plastyczności i absorpcji energii. Nieefektywne włókna mono w betonie działają bardzo efektywnie, gdy są połączone poprzez hybrydyzację i przyczyniają się do zwiększenia wytrzymałości. Hybrydyzacja włókien zapewnia poprawę właściwości mieszanki betonowej i stwardniałego betonu. Dla zapewnienia optymalnych właściwości użytkowych ważniejszy jest synergiczny efekt włókien. Wprowadzenie dwóch rodzajów włókien do matrycy betonowej skutecznie mostkuje rysy. W celu zbadania wpływu hybrydyzacji włókien na zginanie, przygotowano belki żelbetowe, przeprowadzono doświadczenia i porównano wyniki z belkami kontrolnymi. W niniejszej pracy zamierzano ocenić i porównać wpływ włókien stalowych i bazaltowych, w postaci mono i hybrydowej, na przebieg zginania, a mianowicie pierwsze obciążenie przy pęknięciu, zachowanie się pod wpływem obciążenia, plastyczność, szerokość pęknięcia i wytrzymałość na zginanie belek żelbetowych. Do oceny właściwości mechanicznych betonu zbrojonego włóknami klasy M40, wybrano udziały objętościowe włókien wynoszące 0,25%, 0,5% i 0,75%. Połączenie włókien bazaltowych z włóknami stalowymi, w znacznym stopniu poprawia właściwości poprzez synergię działania. Na podstawie ogólnej oceny właściwości mechanicznych ustalono, że połączenie włókien bazaltowych i stalowych w ilości odpowiednio 0,25% i 0,75%, dało najlepsze wyniki. Optymalne udziały objętościowe tych włókien zastosowano do wykonania belek. Tam, gdzie było to możliwe, wyniki prób zginania były weryfikowane z normami indyjskimi. | Addition of fiber is a promising solution, to enhance the flexural behaviour of reinforced cement concrete [RCC] beams. It improves the peak load, ductility and energy absorption characteristics of RCC. Ineffective mono fibers in the concrete perform very effective, when combined through the hybridization and contribute towards the strength. Fiber hybridization offers appreciable improvement in fresh and hardened properties of concrete. To achieve optimum performance, synergetic effect of fibers is more important. Incorporation of two fibers in concrete matrix, bridges the cracks effectively. Hence to investigate the effect fiber hybridization in the flexural performance, RCC beams were cast, experimented and the results were compared with the control beams. In the present study, it is intended to evaluate and compare the impact of steel and basalt fibers in mono form and hybrid form, on the fl exural parameters such as first crack load, load response behaviour, ductility, crack width and flexural strength of RCC beams. To evaluate the mechanical properties of M40 grade fiber reinforced concrete, volume fractions chosen were 0.25%, 0.5% and 0.75%.Comparatively addition of basalt fibers with steel fibers, improves synergetic response to a considerable extent. From overall assessment of the mechanical properties, it was established that the combination of basalt and steel fibers at 0.25% and 0.75% respectively, produced optimum results. Optimum volume fraction of fibers identified is used in the casting of RCC beams. Wherever possible, flexural parameters were cross checked, with Indian Standards. |