Institute of Fundamental Technological Research

Celem Projektu ASR-RID jest opracowanie wytycznych technicznych projektowania betonów o dużej trwałości, ze szczególnym uwzględnieniem zabezpieczenia przed wystąpieniem uszkodzeń spowodowanych reakcją AAR, tj. między NaOH i KOH, a reaktywnymi minerałami w kruszywie. Przedmiotem badań są kruszywa ze złóż w rożnych regionach Polski. Reaktywność alkaliczna kruszyw jest oznaczana i oceniana przy wykorzystaniu komplementarnych metod, stosowanych w systemach oceny reaktywności kruszyw w wiodących technologicznie krajach. Projekt zakłada opra-cowanie kryteriów oceny reaktywności kruszyw, z możliwością wykorzystania w systemie kontroli produkcji i ich do-staw na potrzeby wytwarzania betonów drogowych. Ocena reaktywności zostanie zweryfikowana na podstawie eks-pansji betonu w warunkach eksploatacyjnych.

reakcja alkalia-kruszywo, beton, trwałość, nawierzchnie drogowe, mosty,, metoda petrograficzna, przyspieszona metoda badania ekspansji, testy funkcjonalne

Przedstawiono wyniki badań cementów, przeznaczonych do stosowania jako spoiwo w technologii wykonawstwa betonowych osłon przed promieniowaniem jonizującym w energetyce jądrowej. Zakres badań objął cementy spełniające wymagania stawiane cementom specjalnym o niskim cieple hydratacji, odpornym na siarczany oraz o niskiej zawartości alkaliów. Badano cementy powszechnego użytku; portlandzki CEM I bez dodatku mineralnego oraz wieloskładnikowe z dodatkami mineralnymi. Wykonano cementy specjalne z normowymi dodatkami mineralnymi oraz z dodatkami nie ujętymi w normie cementowej PN EN 197-1, stosując autorskie rozwiązania, dotyczące produkcji cementów z proszkowym dodatkiem minerałów ciężkich: barytu, magnetytu i getytu. Na podstawie przeprowadzonych badań cementów wykazano specjalne właściwości tych cementów w zakresie niskiego ciepła hydratacji i odporności na siarczany, w przypadku cementu portlandzkiego oraz cementów z dodatkami mineralnymi ujętymi w normie PN-EN 197-1. Stosowanie cementów normowych do betonu zwiększa odporność na reakcję kruszywa z wodorotlenkami sodu i potasu w betonie, nawet niwelując ekspansję betonu z dodatkiem kruszywa reaktywnego. Stosowanie CEM III/A 42,5N LH/HSR/NA w miejsce CEM I 42,5N LH/SR3/NA w betonie ciężkim o gęstości 3200-3600 kg/m3 spowodowało spadek współczynnika szybkości absorpcji wody, zmniejszenie współczynnika migracji jonów chlorkowych oraz zwiększenie szybkości karbonatyzacji. Zaobserwowano znaczny wpływ zróżnicowania rodzaju kruszywa w betonie ciężkim na wytrzymałość i wskaźniki nieprzepuszczalności betonu.

Celem projektu Reaktywność alkaliczna krajowych kruszyw, ASR-RID jest opracowanie wytycznych technicznych projektowania betonów o dużej trwałości, ze szczególnym uwzględnieniem zabezpieczenia przed wystąpieniem uszkodzeń spowodowanych reakcją AAR – alkali aggregate reaction, tj. między NaOH i KOH, a reaktywnymi minerałami w kruszywie. Przedmiotem badań są kruszywa ze złóż z różnych regionów Polski. Reaktywność alkaliczna kruszyw jest oznaczana i oceniana przy wykorzystaniu komplementarnych metod, stosowanych w systemach oceny reaktywności kruszyw w wiodących technologicznie krajach. Projekt zakłada opracowanie kryteriów oceny reaktywności kruszyw, z możliwością wykorzystania w systemie kontroli produkcji i ich dostaw na potrzeby wytwarzania betonów drogowych. Opracowane receptury betonów uwzględniać będą możliwość zapobiegania AAR poprzez ograniczenie zawartości czynnych alkaliów, stosowanie cementów NA i dodatków mineralnych wprowadzanych z cementem. Ocena reaktywności będzie zweryfikowana na podstawie ekspansji betonu w warunkach eksploatacyjnych. Przyjmując kryteria oceny zakłada się uwzględnienie doświadczeń krajowych oraz rekomendacji norm ASTM i RILEM zapobiegania reakcji AAR. Projekt Reaktywność alkaliczna krajowych kruszyw, Nr RID-I/37, jest realizowany od stycznia 2016, w ramach programu Rozwój Innowacji Drogowych (RID) finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju oraz Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad przez konsorcjum naukowe, ASR-RID, zawiązane pomiędzy Instytutem Ceramiki i Materiałów Budowlanych oraz Instytutem Podstawowych Problemów Techniki PAN. W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań reaktywności kruszyw przy wykorzystaniu szybkich metod oceny – metody chemicznej ASTM C 289 oraz metody pomiarów ekspansji zaprawy wg ASTM C 1260.

In the present study the potential appearance of the alkali-silica reaction (ASR) in heavy aggregates was studied. ASTM C1260 Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Aggregates (Mortar-Bar Method) was applied. In order to investigate the effect of the content of alkalies in cement on the expansions due to ASR, three levels of total and soluble alkali content of cement were studied. Three portland cements Type I with different alkali content were selected. Two ordinary portland cements, which are commonly available in the market and one special cement were tested. That cement was specially made for the purpose of the nuclear shielding concrete CEM I NA-SR-LH of low-alkali, increased sulphate resistance and low heat of hydration. For the tests according to ASTM C 1260 the high-density aggregates, known as absorbing gamma radiation were selected: barite, magnetite and hematite. The expansion test revealed that hematite was highly reactive, regardless of the type of cement. Already after four days of storage in 1 N NaOH and 80°C the mortar bar expansion exceeded the limit of 0.1%, and after next four days was more than 0.2%., which qualifies it extremely reactive aggregate. Other aggregates after 14 days of testing did not exceed 0.1% elongation limit, but the influence of the type of cement was noticed. There was a noticeable tendency for increasing the total expansion with increasing the alkali content of cement.

Alkali-Silica Reaction (ASR), high density aggregate, cement composition

Celem projektu „Innowacyjne spoiwa cementowe i betony z wykorzystaniem popiołu lotnego wapiennego” jest opracowanie innowacyjnej i efektywnej kosztowo technologii nowych spoiw cementowych oraz betonów powstałych z wykorzystaniem popiołów lotnych wapiennych, będących efektem spalania węgla brunatnego w elektrowniach. W rozdziale przedstawiono genezę, przedmiot, cele, założenia i program projektu. Wdrożenie efektów projektu praktycznego stosowania może wygenerować następujące korzyści gospodarcze i techniczne: ograniczenie kosztów wytwarzania cementu dzięki redukcji emisji C02 w procesie produkcyjnym, możliwość użycia nowego materiału (wapniowych popiołów lotnych) w miejsce coraz trudniej dostępnych żużla wielkopiecowego i popiołu lotnego krzemionkowego, rozszerzenie bazy surowcowej dla przemysłu cementowego i betonów, możliwość wykonania nowych, dotychczas nie produkowanych w Polsce, rodzajów cementów o właściwościach istotnych z punktu widzenia krajowego rynku budowlanego oraz utrzymanie konkurencyjności przemysłu cementowego.

innowacyjne spoiwa, popiół lotny wapienny, zagospodarowanie ubocznych produktów spalania, założenia projektu

reaktywność alkaliczna kruszyw, kruszywa mineralne, klasyfikacja krajowych kruszyw