Betony elporytowe o matrycy cementowej
W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w celu sprawdzenia, jaki wpływ na właściwości betonów o matrycy cementowej będzie miało zastosowanie stosu okruchowego skomponowanego z kruszyw odpadowych, w połączeniu ze spoiwem cementowym modyfikowanym dodatkami mineralnymi.
Specyficznym produktem towarzyszącym wszelkiej działalności człowieka są odpady, w tym również odpady przemysłowe. Do jednych z najbardziej uciążliwych dla środowiska zalicza się procesy wytwórcze związane z górnictwem węgla kamiennego oraz z bazującą na tymże paliwie energetyką zawodową. Wynika to z faktu, że obok podstawowego produktu powstaje również znaczna ilość uciążliwych odpadów (m.in. łupki hałdowe samoczynnie przepalone, popioły lotne). Nieprawidłowe zagospodarowanie tychże odpadów wiąże się w istotny sposób z degradacją środowiska naturalnego człowieka. Jednakże odpady z jednej strefy działalności gospodarczej człowieka mogą być ciekawą alternatywą surowcową w innych procesach wytwórczych cywilizacji ludzkiej. W istniejących warunkach terenów silnie zurbanizowanych i uprzemysłowionych, biorąc pod uwagę szczególnie silne zanieczyszczenie lokalnego środowiska naturalnego, wykorzystanie miejscowych materiałów odpadowych wymaga prowadzenia skrupulatnych badań i ustalenia ścisłych kryteriów oceny pod względem ich przydatności w szeroko pojętym budownictwie. Dotyczy to również odpadów przemysłowych wykorzystywanych na szeroką skalę w budownictwie komunikacyjnym oraz do rekultywacji zdegradowanych terenów (np. odpady pogórnicze i poelektrowniane).
Surowce składowe
W badaniach pilotażowych wykorzystano surowce składowe:
A) Standardowy stos okruchowy skomponowany z następujących kruszyw: elporytu [2] frakcji 0-2 mm (żużel elektrowniany), łupkoporytu ze zwałów [1] frakcji 2-4 mm (kopalnia węgla kamiennego) oraz kruszywa żużlowo-łupkowego frakcji 4-8 mm (stara hałda k. Rybnika) [1].
B) Cement portlandzki CEM I 32,5N.
C) Dodatki mineralne (frakcji 0-0,063 mm): mączka gliniana (glina ceglarska) [4], mączka piaskowa (piasek naturalny) [6] oraz mączka żużlowa (granulowany żużel wielkopiecowy) [5].
Matryca cementowa była modyfikowana wspomnianymi dodatkami mineralnymi. Stosunek spoiwa (cement dodatek mineralny) do standardowego stosu okruchowego jak 1:3 (wagowo). Konsystencja mieszanki betonowej constans.
Zakres i wyniki badań
W trakcie prowadzonego procesu badawczego wykonano próbki walcowe (H = Ø= 8 cm) z betonów serii „C30”, po 9 sztuk dla każdego składu:
− C3/I – stosunek cementu portlandzkiego CEM I 32,5N do standardowego stosu okruchowego jak 1:3 (wagowo).
− C3/IMG – skład wyjściowy jak dla C3/I, zmodyfikowany
poprzez zamianę 30% cementu na „mączkę” uzyskaną z przemiału gliny ceglarskiej (wagowo).
− C3/IMP – skład wyjściowy jak dla C3/I, zmodyfikowany poprzez zamianę 30% cementu na „mączkę” uzyskaną z przemiału piasku naturalnego (wagowo).
− C3/IMŻ – skład wyjściowy jak dla C3/I, zmodyfi kowany poprzez zamianę 30% cementu na „mączkę” uzyskaną z przemiału granulowanego żużla wielkopiecowego (wagowo). Po 28 dniach dojrzewania wzmiankowanych próbek w warunkach laboratoryjnych, zrealizowano następujące oznaczenia i badania wybranych cech technicznych (tab. 1):
- Oznaczenie gęstości pozornej (P0).
- Oznaczenie nasiąkliwości wagowej (nw).
- Badanie wytrzymałości na ściskanie (fc).
- Badanie porowatości otwartej metodą porozymetrii rtęciowej (Fwp & Vcp).
- Wyznaczanie wartośći wskaźników aktywności promieniotwórczej (f1)
Gdzie: (Fwp/Vcp) – współczynnik kształtu porów. Określa się go stosunkiem powierzchni właściwej porów (Fwp) do objętości całkowitej porów (Vcp). Współczynnik ten można inaczej nazwać „zwartością” porów. Im większe pory, tym współczynnik (Fwp/Vcp) jest mniejszy. Wynika to z faktu, że przyrost objętości porów jest większy od przyrostu powierzchni tychże porów [6].

Podsumowanie
Jednym ze sposobów modyfikacji wybranych cech technicznych mieszanek betonowych i/lub betonów jest zastosowanie do betonu mineralnych dodatków, które są definiowane
– zgodnie z normą PN-EN 206 [5] – jako drobnoziarnisty,
nieorganiczny składnik stosowany w celu poprawy pewnych
właściwości tegoż betonu. Dodawany zazwyczaj w ilości
od 5% do 33% masy cementu. Dodatek może w znaczący
sposób poprawiać właściwości – o czym wspomniano
– zarówno mieszanki betonowej, jak i stwardniałego kompozytu betonowego. Norma PN-EN 206 [5] wyróżnia dwa rodzaje dodatków do betonu:
− Typu I – dodatki prawie obojętne chemicznie: mączka wapienna, pigmenty mineralne.
− Typu II – dodatki o właściwościach pucolanowych lub utajonych właściwościach hydraulicznych: pył krzemionkowy, popiół lotny krzemionkowy, granulowany żużel wielkopiecowy. Przeprowadzone badania miały na celu sprawdzenie, jaki wpływ na właściwości betonów o matrycy cementowej
będzie miało zastosowanie stosu okruchowego skomponowanego z kruszyw odpadowych, w połączeniu ze spoiwem cementowym modyfikowanym dodatkami mineralnymi. Przedstawione w niniejszym artykule wyniki badań wskazują wyraźnie, że omawiane betony są tworzywami lekkimi o znacznej nasiąkliwości masowej. Można je zakwalifikować do tzw. „chudych betonów” (wytrzymałość na ściskanie ok. 6-9 MPa). Niestety, ilość zastosowanego spoiwa znacznie przekracza wartość graniczną dla tego typu tworzyw (maks. 150 kg/1 m3). Jednocześnie można zauważyć, że wykorzystane modyfikatory matrycy cementowej w sposób istotny wpływają na zaprezentowane parametry porowatości otwartej betonów serii C30. Z kolei wskaźniki aktywności promieniotwórczej nie przekraczająnajmniejszych dopuszczalnych wartości normatywnych: f1 < 1 [3].
Piśmiennictwo
1. BN-6722-01:1969 Kruszywa mineralne. Lekkie kruszywo budowlane. Łupkoporyt ze zwałów.
2. BN-6722-08:1975 Kruszywa mineralne. Lekkie kruszywo budowlane. Elporyt.
3. Brunarski L., Dohojda M.: Badania promieniotwórczości naturalnej wyrobów budowlanych. „Poradnik ITB”, 455/2010, Warszawa 2010.
4. Lipowski L., Urban L.: Tworzywa cementowo-gliniane. „Budownictwo i Architektura”, Warszawa 1956.
5. PN-EN 206+A1:2016-12 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
6. Rubin J.A.: Wpływ czynników materiałowych oraz technologicznych na ekshalację radonu z betonów o matrycy cementowej. Gliwice 2019.
Przeczytaj również: Wpływ perlitu ekspandowanego na zmianę wytrzymałości i parametrów cieplnych zaprawy z matrycą cementową
Mogą zainteresować Cię również
Wywiady
Jerzy Graboś: Gwarantem sukcesu jest wzajemne zaufanie i szacunek
Jerzy Graboś, Prezes Dyrektor Generalny Przedsiębiorstwa Produkcji Kruszywa i Usług Geologicznych KRUSZGEO SA w Rzeszowie, jest związany ze spółką nieprzerwanie od 1985 r. Z okazji 65-lecia przedsiębiorstwa na rynku w rozmowie z redakcją czasopisma „Kruszywa” odpowiada na pytania dot. zmian zachodzących w firmie na przestrzeni tych wszystkich la...

Edukacja surowcowa elementem bezpieczeństwa surowcowego państwa
W artykule zaprezentowano założenia projektu „Edukacja surowcowa elementem bezpieczeństwa surowcowego państwa”. Jego celem jest popularyzacja wiedzy o surowcach mineralnych i ich znaczeniu gospodarczym wśród dzieci i młodzieży. Idea projektu zakłada propagowanie oraz upowszechnianie rzetelnej i aktualnej wiedzy o całym łańcuchu dostaw surowców (od etapu poszukiwania złóż kopalin poprzez ich eksploatację, produkcję surowców mineralnych i ich użytkowanie, a także – tam gdzie to możliwe – recykl...

Głębokość makrotekstury nawierzchni – fakty i mity
W artykule przedstawiono przegląd metod pomiarowych oraz wymagań ustanowionych rozporządzeniem lub programem funkcjonalno-użytkowym, mających zastosowanie przy ustalaniu głębokości makrotekstury. Zaprezentowano również wyniki programu badawczego, określającego zależności korelacyjne między różnymi metodami pomiarowymi dla ustalenia ww. parametru oraz zależność między makroteksturą a szorstkością dla nawierzchni asfaltowych w technologii SMA oraz dla nawierzchni z betonu cementowego. Diagnosty...

Problematyka wykorzystania kombajnów chodnikowych w aspekcie budownictwa tunelowego
Kombajny chodnikowe są maszynami wielozadaniowymi, niezbędnymi wręcz w zakładach górniczych oraz przy drążeniu tuneli drogowych lub kolejowych. Kombajny chodnikowe służą do realizacji wielu zadań, między innymi: urabiają czoło przodka, ładują oraz odstawiają kopalinę użyteczną na dalsze środki transportu, a ponadto pomagają górnikom w stawianiu obudowy. Ze względu na sposób urabiania kombajny chodnikowe można podzielić na wykorzystujące zasadę urabiania poprzez: udar, nacisk statyczny, skrawa...

Prefabrykowane wiadukty przejść ekologicznych nad drogą ekspresową S11 Koszalin – Bobolice
W artykule opisano produkcję prefabrykatów i montaż przejść dla zwierząt WE-41 i WE-45.7. Obecnie w województwie zachodniopomorskim realizowana jest budowa drogi ekspresowej S11 Koszalin Zachód – węzeł Bobolice. Droga podzielona została na trzy odcinki realizacyjne. Pierwsze przetargi na projekty i budowę zostały ogłoszone w 2019 r., przy czym rok później dla każdego z odcinków zostały podpisane umowy na ich realizację. Odcinki realizacyjne drogi S11 Koszalin Zachód – węzeł Bobolice: Odcinek ...

Kryteria ocen ofert wykonawców w postępowaniach przetargowych na całoroczne, kompleksowe utrzymanie dróg publicznych w Polsce – cz. I
W artykule omówiono zasady ocen ofert wykonawców składanych w postępowaniach przetargowych organizowanych przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad na całoroczne, kompleksowe utrzymanie dróg publicznych w Polsce w latach 2017-2019. Według autora artykułu z analizy stosowanych kryteriów przetargowych wynika, że z punktu widzenia wykonawcy działającego na terenie całego kraju praktycznie każde postępowanie przetargowe rządziło się odmiennymi prawami. Zauważalne jest jednak zarazem, że...

Kładki dla pieszych nagrodzone w konkursie Footbridge Awards 2022
Artykuł przedstawia kładki nagrodzone w konkursie Footbridge Awards 2022, który odbył się w trakcie konferencji Footbridge w Madrycie. Przedstawiono zamysł konkursu i krótkie charakterystyki nagrodzonych obiektów. Konferencje Footbridge odbywają się co 3 lata, począwszy od 2002 roku. Inspiracją do zorganizowania pierwszej konferencji były problemy z nadmiernymi drganiami kładek: Milenijnej w centrum Londynu i Solferino w centrum Paryża. Pierwsza konferencja odbyła się w Paryżu (2002), a nastę...

Przeróbcze operacje technologiczne
Przeróbcze operacje technologiczne to czynności wykonywane na materiale surowym, w odpowiednio dobranej kolejności, celem wyodrębnienia składnika użytecznego. Operacje przeróbcze ⤷ PrzygotowawczeOperacje przygotowawcze to zespół czynności koniecznych do przygotowania nadawy (materiału surowego) do procesów przeróbczych. ⤷ GłówneOperacje główne to wszystkie te zabiegi technologiczne prowadzone na materiale surowym, które mają nadać mu właściwości pozwalające na jego przemysłowe wykorzystanie. ...

Sprzęt do prowadzenia akcji zimowego utrzymania dróg
Sprzęt do prowadzenia akcji zimowego utrzymania dróg powinien być przygotowany w takim stopniu, aby mógł być gotowy do użycia praktycznie od chwili powzięcia decyzji o konieczności podjęcia akcji na drodze. Zaśnieżoną nawierzchnię oczyszcza się ze śniegu pługami przez zgarnianie pokrywy śnieżnej do części przykrawężnikowej. Całkowite oczyszczanie nawierzchni ze śniegu samymi pługami w zasadzie nie jest możliwe, dlatego celowe jest dodatkowe oczyszczanie jej z resztek śniegu walcową szczotką z...

Jak nowe drogi szybkiego ruchu wpływają na rozwój gospodarczy regionów
Trwają prace nad ukończeniem kolejnych inwestycji w ramach rządowego Programu Budowy Dróg Krajowych. Wiosną 2023 roku autostrada A1 ma zostać oddana do użytkowania w całości. W najbliższych latach zaplanowane jest też otwarcie drogi ekspresowej Via Carpatia – międzynarodowego szlaku, który powstaje wzdłuż wschodniej granicy Polski, oraz kolejnych fragmentów autostrady A2 − obecnie prowadzone są prace projektowe m.in. dla odcinka od węzła Siedlce Zachód do rejonu miejscowości Malinowiec. W oce...
Kalendarium
Relacje

Branżowe Centrum Spotkań – podsumowanie targów STONE 2022
Po 2 latach przerwy Targi branży kamieniarskiej ...

I Konferencja Współczesna Geologia Samorządowa (WGS)
Pierwsza edycja Konferencji Współczesna Geologia Samorządowa (WGS), zorganizowanej przez ...

Warsztaty Betonów Niskoemisyjnych
Trwające od 29 do 30 listopada br. Warsztaty Betonów Niskoemisyjnych były kolejnym spotka...

XIV Konkurs im. Maksymiliana Wolffa rozstrzygnięty!
24 listopada br. podczas Wrocławskich Dni Mostowych odbyło się uroczyste ogłos...