English
Język Polski
Wpływ metahaloizytu na skutki reakcji alkalia-kruszywo w betonie
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2025.155113Abstrakt
Jednym z czynników mogących doprowadzić do uszkodzenia konstrukcji budowlanych jest reakcja zachodząca pomiędzy alkaliami, a reaktywnymi składnikami kruszywa w betonie. Produktem reakcji jest żel uwodnionego krzemianu sodowo-potasowo-wapniowego, który pęczniejąc wywołuje ekspansję i destrukcję betonu. Powszechnie uznaje się, że stosowanie dodatków, jest jednym z najbardziej efektywnych sposobów kontrolowania ekspansji betonu, wywołanej reakcją alkalia-krzemionka. W pracy podjęto próbę oceny metahaloizytu jako naturalnego dodatku mineralnego na ograniczanie skutków reakcji alkalia-krzemionka. Badania ekspansji przeprowadzono zgodnie z metodą ASTM C441. Na próbkach poddanych badaniom ekspansji przeprowadzono badania mikrostruktury przy wykorzystaniu tomografii komputerowej i skaningowej mikroskopii elektronowej sprzężonej z mikroanalizatorem rentgenowskim. Wyniki badań wykazały, że zastąpienie cementu metahaloizytem w ilości 25% wagowych powoduje zmniejszenie ekspansji próbek do poziomu niezagrażającego trwałości betonu. Badania mikrostruktury próbek bez dodatku wykazały liczne spękania ziaren kruszywa, obecność produktów reakcji alkaliakrzemionka oraz kryształów ettryngitu. W próbkach z dodatkiem stwierdzono obecność żelu krzemianu sodowo-potasowego niemającego zdolności pęczniejących oraz zwartej fazy C–S–H o obniżonym stosunku C/S.Bibliografia
[1] L.S. Dent Glasser and N. Kataoka, “The chemistry of ‘alkali- aggregate’ reaction”, Cement and Concrete Research, vol. 11, no. 1, pp. 1-9, 1981, doi: 10.1016/0008-8846(81)90003-X.
[2] T. Ichikawa and M. Miura, “Modified model of alkali-silica reaction”, Cement and Concrete Research, vol. 37, no. 9, pp. 1291-1297, 2007, doi: 10.1016/j.cemconres.2007.06.008.
[3] R. Helmuth, D. Stark, S. Diamond, and M. Moranville-Regourd, Alkali-Silica Reactivity: An Overview of Research. Washington: Strategic Highway Research Program, National Research Council, 1993.
[4] T.C. Powers and H.H. Steinour, “An interpretation of some published researchers on alkali-aggregate reaction. Part 1 – the chemical reactions and mechanism of expansion”, American Concrete Institute Journal Proceedings, vol. 51 no. 2, pp. 497-516, 1955, doi: 10.14359/11691.
[5] Z. Owsiak, “Alkali–aggregate reaction in concrete containing high-alkali cement and granite aggregate”, Cement and Concrete Research, vol. 34, no.1, pp. 7-11, 2004, doi: 10.1016/S0008-8846(03)00189-3.
[6] Z. Owsiak and P. Czapik, “The reduction of expansion of mortars produced from reactive aggregate by the clinoptilolite addition”, Cement Lime Concrete, vol. 19, no. 3, pp. 152-157, 2014.
[7] Z. Owsiak and J. Zapała-Sławeta, “The course of the alkali-aggregate reaction in the presence of lithium nitrate”, Ceramics – Silikáty, vol. 57, no. 2, pp. 138-145, 2013.
[8] Z. Owsiak, P. Czapik, and J. Zapała-Sławeta, “Assessment gravel aggregate reactivity with alkalis in relation to methods of test”, Archives of Civil Engineering, vol. 60, no. 4, pp. 441-451, 2014, doi: 10.2478/ace-2014-0030.
[9] A. Garbacik, K. Hernik, G. Adamski, and M.A. Glinicki, “Reaktywność alkaliczna krajowych kruszyw- cele i założenia projektu ASR-RID”, Przegląd Budowlany, vol. 87, no. 5, pp. 19-21, 2016.
[10] B. Langier, J. Katzer, M. Major, J. Halbiniak, and I. Major, “Strength and durability characteristics of concretes with crushed side window glass as partial aggregate substitution”, Archives of Civil Engineering, vol. 69, no. 2, pp. 5-21, 2023, doi: 10.24425/ace.2023.145249.
[11] D. Hester, C. McNally, and M. Richardson, “A study of the influence of slag alkali level on the alkali–silica reactivity of slag concrete”, Construction and Building Material, vol. 19, no. 9, pp. 661-665, 2005, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2005.02.016.
[12] X. Feng, N. Feng, and D. Han, “Effect of the composite of natural zeolite and fly ash on alkali–silica reaction”, Journal of Wuhan University of Technology- Materials Science Edition, vol. 18, no. 4, pp. 93-96, 2003, doi: 10.1007/BF02838402.
[13] A.M. Boddy, R.D. Hooton, and M.D.A. Thomas, “The effect of the silica content of silica fume on its ability to control alkali–silica reaction”, Cement and Concrete Research, vol. 33 no. 8, pp. 1263-1268, 2003, doi: 10.1016/S0008-8846(03)00058-9.
[14] M. Thomas, “The effect of supplementary cementing materials on alkali-silica reaction: A review”, Cement and Concrete Research, vol. 41, no. 12, pp. 1224-1231, 2011, doi: 10.1016/j.cemconres.2010.11.003.
[15] Z. Owsiak, Korozja wewnętrzna betonu. Kielce: Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, 2015.
[16] T. Ramlochan, M. Thomas, and K.A. Gruber, “The effect of metakaolin on alkali-silica reaction in concrete”, Cement and Concrete Research, vol. 30, no. 3, pp. 339-344, 2000, doi: 10.1016/S0008-8846(99)00261-6.
[17] Z. Owsiak and P. Czapik, “Wpływ dodatku zeolitu na reakcję alkaliów z krzemionką w zaprawach z kruszywem reaktywnym”, in Dni Betonu Proceedings. Wisła, 2014, pp. 587-596.
[18] S. Seraj, M.C.G. Juenger, and R.P. Ferron, “Evaluating Natural Pozzolans for Use as Alternative Supplementary Cementitious Materials in Concrete”, PhD thesis, University of Texas at Austin, 2014.
[19] A. Tironi, F. Cravero, A.N. Scian, and E.F. Irassar, “Pozzolanic activity of calcined halloysite-rich kaolinitic clays”, Applied Clay Science, vol. 147, pp. 11-18, 2017, doi: 10.1016/j.clay.2017.07.018.
[20] ASTM C441 Standard Test Method for Effectiveness of Pozzolans or Ground Blast Furnace Slag in Preventing Excessive Expansion of Concrete Due to the Alkali-Silica Reaction. 2017.
[21] M. Thomas, B. Fournier, K. Folliard, J. Ideker, and M. Shehata, “Test methods for evaluating preventive measures for controlling expansion due to alkali-silica reaction in concrete”, Cement and Concrete Research, vol. 36, no. 10, pp. 1842-1856, 2006, doi: 10.1016/j.cemconres.2006.01.014.
[22] ASTM C1157 Standard Performance Specification for Hydraulic Cement. 2008.
[23] C. Famy, K.L. Scrivener, A. Atkinson, and A.R. Brough, “Influence of the storage conditions on the dimensional changes of heat-cured mortars”, Cement and Concrete Research, vol. 31, no. 5, pp. 795-803, 2001, doi: 10.1016/S0008-8846(01)00480-X.
[24] M. Piersanti and M. Shehata, “The presence of ettringite in concrete affected by alkali-silica reaction and its potential use as recycled aggregate”, Journal of Microscopy, vol. 286, no. 2, pp. 168-173, 2022, doi: 10.1111/jmi.13093.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
