 |
| Uszkodzenia konstrukcji wywołane reakcją alkalia-kruszywo (fot. M.A. Glinicki) |
IPPT PAN wraz z Instytutem Ceramiki i Materiałów Budowlanych (lider projektu) rozpoczął prace badawcze w ramach programu "Rozwój Innowacji Drogowych". Prace te będą wspierane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR) oraz Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad (GDDKiA).
Obie instytucje, NCBiR i GDDKiA, zobowiązały się do wspólnego finansowania projektów badawczo-rozwojowych, które przyczyniają się do poprawy bezpieczeństwa ruchu drogowego, efektywności systemu zarządzania ruchem a także opracowania optymalnych norm i standardów planowania, projektowania, technologii oraz budowy i eksploatacji dróg w Polsce.
Projekt realizowany w IPPT PAN pt. "REAKTYWNOŚĆ ALKALICZNA KRAJOWYCH KRUSZYWA" jest koordynowany przez Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, oddział w Krakowie.
Zespół badawczy z IPPT PAN reprezentuje : prof. M. A. Glinicki, prof. A.M. Brandt, dr hab. D. Jóźwiak-Niedźwiedzka, dr M. Dąbrowski, mgr K. Gibas, mgr A. Antolik, M. Sobczak (Pracownia Pól Odkształceń z Zakładu Wytrzymałości Materiałów IPPT PAN).
Celem badań jest identyfikacja podatności minerałów występujących w kruszywach skalnych na reakcję chemiczną z wodorotlenkami sodu i potasu, obecnymi w porach matrycy cementowej w betonie. Reakcja AAR (ang. Alkali-Aggregate Reaction) może wywołać wewnętrzną ekspansję i prowadzić do spękania materiału. W konsekwencji może doprowadzić do poważnego uszkodzenia konstrukcji inżynierskich lub nawierzchni drogowych. Właśnie dlatego badania mają też cel praktyczny – powinny doprowadzić do opracowania kryteriów oceny reaktywności kruszyw mineralnych i ich selekcji, z możliwością wykorzystania w systemie kontroli produkcji w różnych regionach Polski. Przewiduje się opracowanie wytycznych technicznych do projektowania betonów o wysokiej trwałości, ze szczególnym uwzględnieniem odporności na uszkodzenia wskutek reakcji AAR w warunkach oddziaływań klimatycznych i eksploatacyjnych. Przewidywane wdrożenie praktycznych rezultatów badań nastąpi w administracji drogowej, kopalniach kruszyw skalnych oraz przedsiębiorstwach budowlanych i drogowych.
Reaktywność kruszywa jest głównie związana z jego pochodzeniem geologicznym i składem mineralogicznym; wyróżnikiem kruszyw reaktywnych jest przede wszystkim obecność krzemionki w formie amorficznej, opalu, trydymitu, krystobalitu, kwarcu kryptokrystalicznego i mikrokrystalicznego. Badania prowadzone w IPPT PAN w pracowni prof. Glinickiego (PPO) dotyczą przede wszystkim na rozpoznania minerałów reaktywnych za pomocą metod mikroskopowych, rentgenowskich i metod fizycznych oraz doświadczalnej oceny skutków stosowania minerałów jako składników materiałów o matrycach cementowych. Opracowywane są oryginalne metody badawcze, zwłaszcza wykorzystujące cyfrową analizę obrazu oraz pomiary ekspansji w warunkach sprzężonych oddziaływań fizycznych, chemicznych i mechanicznych.
 |
 |
| Rozmiary reaktywnych ziaren kwarcu w kruszywie polimineralnym (fot. D. Jóźwiak-Niedźwiedzka) |
Ziarno kruszywa popękane w wyniku reakcji, żel ASR na granicy ziarna z matrycą (fot. D. Jóźwiak-Niedźwiedzka) |