1. |
Dąbrowski M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Bogusz K., Glinicki M.A., Influence of serpentinite aggregate on the microstructure and durability of radiation shielding concrete,
CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, ISSN: 0950-0618, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127536, Vol.337, pp.127536-1-13, 2022 Abstract: Concrete mix design for radiation shielding is mainly based on selection of aggregate materials of specified elemental composition. Serpentinite aggregate could be a desirable component of concrete for mixed-radiation attenuation and for high temperatures, however its durability performance needs further attention. The objective of the study is to reveal the influence of serpentinite aggregate on the microstructure and transport properties of baryte-serpentinite concrete. Mix design was developed for low-heat Portland cement and slag cement by using a combination of serpentinite aggregate and baryte aggregate. The compressive strength, chloride migration coefficient, carbonation resistance were experimentally investigated. The durability tests were compared with open porosity, mercury intrusion porosimetry measurement and examination of thin section of concrete by optical microscope. The results revealed increased porosity of contact zone of serpentinite aggregate with cement matrix. Open and capillary porosity of concrete was found to increase with increase of serpentinite aggregate content. Consequently, an increase of the chloride migration coefficient up to 2.5 times, the rate of carbonation up to 4 times were observed. Keywords: baryte, serpentinite, carbonation, chloride ion permeability, durability, microstructure, mix design, interfacial transition zone, porosity, radiation shielding concrete Affiliations:
Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Bogusz K. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
2. |
Glinicki M.A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Antolik A., Dziedzic K., Dąbrowski M., Bogusz K., Diagnosis of ASR damage in highway pavement after 15 years of service in wet-freeze climate region,
Case Studies in Construction Materials, ISSN: 2214-5095, DOI: 10.1016/j.cscm.2022.e01226, Vol.17, pp.e01226-1-15, 2022 Abstract: Diagnostic tests were carried out on specimens drilled from a section of jointed, unreinforced highway pavement after 15 years of service. The section of highway was exposed to heavy road traffic, environmental actions of wet-freeze climate zone and associated winter maintenance including application of deicing salt. Premature pavement damage was manifested by visible cracking, mostly along transverse joints and in slab corners. Tests performed on core specimens included petrographic analysis of concrete and its components, using optical and scanning electron microscopy, also evaluation of elastic and transport properties, expansion potential, cracks and air void system. Numerous cracks in the grains of coarse quartzite aggregate were found. Reactive forms of quartz in quartzite aggregate - microcrystalline and cryptocrystalline quartz - were abundant. The gel-like products in cracks in quartzite grains and in surrounding cement paste were identified as alkali-silica reaction products. Expansion of specimens exposed to an alkali-silica reaction-promoting environment indicated the potential for further development of such reaction. Substantial cracking and reduction of modulus of elasticity was correlated with the presence of reactive quartz in quartzite aggregate. The role of additional destructive factors, such as the impact of heavy vehicles traffic and freeze-thaw aggression was indicated by greater cracks in the slow traffic lane compared than in the emergency lane, associated with local marginal air entrainment of concrete. Keywords: alkali-silica reaction, concrete, cracking, durability, highway pavement Affiliations:
Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Antolik A. | - | IPPT PAN | Dziedzic K. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Bogusz K. | - | IPPT PAN |
|  |
3. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Dąbrowski M., Bogusz K., Glinicki M.A., Influence of slag cement on the permeability of concrete for biological shielding structures,
Energies, ISSN: 1996-1073, DOI: 10.3390/en13174582, Vol.13, No.17, pp.4582-1-16, 2020 Abstract: Durability of concrete designed for radiation shielding structures is an important issue in nuclear power plant safety. An investigation of the permeability of concrete containing heavyweight aggregates and water-bearing aggregates was performed with respect to gaseous and liquid media. Mix design was developed using Portland and slag cement, crushed magnetite and serpentine aggregate. The use of slag cement in concrete containing magnetite and serpentine aggregates resulted in the substantial improvement of the compressive strength in comparison with Portland cement concrete. The application of slag cement was found to reduce the chloride ingress, regardless of the special aggregate use. The coefficient of chloride migration was within the range 5 ÷ 8 × 10^−12 m^2/s and 17 ÷ 25 × 10^−12 m^2/s for slag cement concrete and Portland cement concrete, respectively. At the same time, the carbonation depth was increased twice for slag cement concrete in comparison to Portland cement concrete. However, the maximum carbonation depth after one year of exposure to 1% CO2 was only 14 mm for slag cement concrete, and 7 mm for reference concrete. The total pore volume evaluated using mercury intrusion porosimetry was influenced by the type of special aggregate used. It was shown that concrete with various contents of magnetite aggregate and slag cement achieved the smallest total pore volume. While serpentine coarse aggregate caused an increase in total pore volume in comparison to concrete with magnetite aggregate. Keywords: chloride permeability, carbonation, slag cement, radiation shielding concrete, microstructure, MIP, mix design, Portland cement, magnetite Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Bogusz K. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
4. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Antolik A., Dziedzic K., Gméling K.♦, Bogusz K., Laboratory investigations on fine aggregates used for concrete pavements due to the risk of ASR,
Road Materials and Pavement Design, ISSN: 1468-0629, DOI: 10.1080/14680629.2020.1796767, pp.1-13, 2020 Abstract: The assessment of the aggregate suitability for concrete pavements applies mainly to coarse aggregate. However, even fine aggregate can significantly affect the long-term durability of concrete when it is susceptible to alkali-silica reaction (ASR). The sustainable use of available fine aggregates for the production of concrete, while reducing the effects of ASR, requires special preventive measures. The paper proposed different procedures to determine the chemical composition of aggregate and the related ASR risk. The study covers various properties of natural fine aggregates from glacial deposits. The experiments included determination of chemical composition by prompt gamma activation analysis (PGAA), quantitative mineralogical characterisation on thin sections using digital image procedure (DIP) and expansion measurements in mortar bar test (MBT). The strong correlation of sand origin and its susceptibility to ASR was observed. Content of micro- and cryptocrystalline quartz in siliceous sand was found to have a crucial effect on its performance in AMBT. Keywords: fine aggregate, alkali-silica reaction, mineral composition, prompt gamma activation analysis, digital image procedure, glacial deposit Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Antolik A. | - | IPPT PAN | Dziedzic K. | - | IPPT PAN | Gméling K. | - | Centre for Energy Research (HU) | Bogusz K. | - | IPPT PAN |
|  |
5. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Antolik A., Dziedzic K., Glinicki M.A., Gibas K., Resistance of selected aggregates from igneous rocks to alkali-silica reaction: verification / Weryfikacja odporności wybranych kruszyw ze skał magmowych na reakcję z alkaliami,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.019.005, Vol.18, No.1, pp.67-83, 2019 Abstract: The paper presents investigations into the reactivity of aggregates from igneous rock, carried out in accordance with the procedures contained in the GDDKiA General Technical Specification "Concrete pavements". The aim of the investigations was evaluation of the suitability of the aggregates for road structures and pavements built using cement based concrete technology. Aggregates produced from extrusive rocks (basalt, melaphyre and porphyry) and from intrusive rocks (granite and gabbro) were analysed. The mineral composition of the aggregates was evaluated with regard to their reactive SiO2 content. Expansion tests on mortar bar and concrete prism specimens with analysed aggregates and a microscopic analysis of the alkali-aggregate reaction products were carried out. A considerable amount of reactive minerals: chalcedony, tridymite and microcrystalline quartz and volcanic glass were found in the grains of the porphyry and melaphyre aggregates. On the basis of the conducted investigations the two aggregates made of igneous rocks (melaphyre and porphyry) were classified into category R1 (moderately reactive). The basalt aggregate, the granite aggregate and the gabbro aggregate were assigned to category R0 (non-reactive). W artykule przedstawiono badania reaktywności kruszyw ze skał magmowych przeprowadzone zgodnie z procedurami ujętymi w instrukcjach GDDKiA OST "Nawierzchnie betonowe" w celu oceny ich przydatności do stosowania w technologii betonu cementowego na drogowe konstrukcje inżynierskie i nawierzchnie. Analizie poddano kruszywa ze skał wylewnych: bazalt, melafir i porfir oraz ze skał głębinowych: granit i gabro. Przeprowadzono ocenę składu mineralnego kruszyw z uwagi na zawartość reaktywnych minerałów krzemionkowych. Przeprowadzono badania wydłużenia próbek zapraw i betonów z kruszywami oraz analizę mikroskopową produktów reakcji alkalia-kruszywo. Stwierdzono występowanie znacznej ilości reaktywnych minerałów w ziarnach kruszywa z porfiru i melafiru: chalcedonu i trydymitu oraz kwarcu mikrokrystalicznego i szkliwa wulkanicznego. Na podstawie przeprowadzonych badań dwa kruszywa ze skał magmowych (melafir oraz porfir) zaklasyfikowano do kategorii R1 - umiarkowanie reaktywne. Kruszywo bazaltowe, granit oraz gabro przypisano kategorii R0 - niereaktywne. Keywords: aggregate, alkali reactivity, alkali silica gel, cristobalite, igneous rocks, microcrystalline quartz, reactive minerals / alkaliczny żel krzemionkowy, kruszywo, krystobalit, mikrokrystaliczny kwarc, minerały reaktywne, reaktywność alkaliczna, skały wulkaniczne Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Antolik A. | - | IPPT PAN | Dziedzic K. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN |
|  |
6. |
Glinicki M.A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Antolik A., Dziedzic K., Gibas K., Susceptibility of selected aggregates from sedimentary rocks to alkali-aggregate reaction / Podatność wybranych kruszyw ze skał osadowych na reakcję alkalia-kruszywo,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.019.001, Vol.18, No.1, pp.5-24, 2019 Abstract: The paper presents the results of investigations into the reactivity of domestic aggregates produced from selected sedimentary rocks, carried out using the new testing methods, consistent with the RILEM and ASTM methods, implemented by GDDKiA (Polish General Directorate for National Roads and Motorways) documents. The range of the investigations covered coarse crushed aggregates produced from limestone, dolomite, sandstone and greywacke rocks, potentially suitable for making strong and durable concrete. No reactive forms of quartz were found in the mineralogical composition of the limestone aggregates and the dolomite aggregates. Micro- and cryptocrystalline quartz occurred in the particles of the greywacke aggregates and the sandstone aggregates. On the basis of the expansion of mortar and concrete specimens the aggregates produced from the sedimentary rocks were classified into the reactivity categories: R0, R1 and R2. A sodium-potassium-calcium silicate gel, whose composition (consistent with that reported in the literature) was characteristic of the alkali-silica reaction products, was found. The investigations resulted in a consistent assessment of the reactivity of the aggregates. W pracy przedstawiono wyniki badań reaktywności krajowych kruszyw z wybranych, litych skał osadowych przy wykorzystaniu nowych metod badawczych wdrożonych w dokumentach technicznych Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad (GDDKiA), zgodnych z metodami RILEM i ASTM. Zakres badań obejmował kruszywa grube łamane o potencjalnej przydatności do wykonania wytrzymałego i trwałego betonu, wyprodukowane ze skał wapienia, dolomitu, piaskowca i szarogłazu. W składzie mineralnym kruszyw z wapieni i dolomitu nie stwierdzono obecności reaktywnych form kwarcu; w ziarnach kruszywa z szarogłazów i piaskowca występował kwarc mikro- i kryptokrystaliczny. Na podstawie wydłużenia próbek określono następujące kategorie reaktywności wybranych krajowych kruszyw ze skał osadowych: R0, R1 i R2. Zaobserwowano występowanie żelu krzemianu sodowo-potasowo-wapniowego o składzie charakterystycznym dla produktów reakcji alkalia-kruszywo, zgodnym z danymi literaturowymi. Uzyskano spójną ocenę reaktywności kruszyw. Keywords: alkali-aggregate reaction, cement, concrete, dolomite aggregate, expansion, greywacke, limestone, quartz, reactive minerals, sandstone / beton, cement, kruszywo dolomitowe, kruszywo wapienne, kwarc, minerały reaktywne, piaskowiec, reakcja alkalia-kruszywo, szarogłaz, wydłużenie Affiliations:
Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Antolik A. | - | IPPT PAN | Dziedzic K. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN |
|  |
7. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Glinicki M.A., Gibas K., Baran T.♦, Alkali-Silica Reactivity of High Density Aggregates for Radiation Shielding Concrete,
Materials, ISSN: 1996-1944, DOI: 10.3390/ma11112284, Vol.11, No.2284, pp.1-15, 2018 Abstract: Long-term exposure of concrete to nuclear reactor environments may enhance the ageing phenomena. An investigation concerning a possible deleterious alkali-silica reaction (ASR) in concrete containing high-density aggregates is presented in this paper. The scope of this investigation was limited to heavy aggregates that could be used for the construction of the first Polish nuclear power plant (NPP). Five different high-density aggregates were selected and tested: three barites, magnetite, and hematite. Mineralogical analysis was conducted using thin section microscopic observation in transmitted light. The accelerated mortar beam test and the long-time concrete prism test were applied to estimate the susceptibility of heavy aggregates to ASR. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses were conducted on aggregates and mortars. The quartz size in aggregate grains was evaluated using image analysis. Application of the accelerated mortar beam method confirmed the observations of thin sections and XRD analysis of high-density aggregates. The microcrystalline quartz in hematite aggregate and cristobalite in one of barite aggregate triggered an ASR. The composition of ASR gel was confirmed by microscopic analysis. The long-term concrete test permitted the selection of innocuous high-density aggregates from among the other aggregates available, which showed practically no reactivity. Keywords: alkali-silica reaction, heavyweight concrete, high-density aggregate, quartz size, radiation shielding, reactive minerals Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Baran T. | - | Institute of Ceramics and Building Materials (PL) |
|  |
8. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Glinicki M.A., Petrographic identification of reactive minerals in domestic aggregates and their classification according to rilem and astm recommendations,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.017.015, Vol.16, No.3, pp.223-239, 2017 Abstract: Considering the long-time durability of concrete in road infrastructure it is important to control the threat of expansive reaction between sodium and potassium hydroxides in the pore solution and the reactive minerals present in the aggregate. Petrographic analysis is the basis for the qualification of aggregates to appropriate classes of reactivity according to ASTM C1778 and RILEM recommendations. This paper presents the results of petrographic analyses of thin sections made from twenty different domestic aggregates. The tested crushed aggregates were obtained from bedrock and glacial deposits. The evaluation of the mineral composition of aggregates included identification of deleterious components and determination of the content of reactive forms of silica. This enabled preliminary classification of aggregate in one of the three classes of reactivity according to RILEM. Obtained results provide an initial assessment of potential reactivity of aggregates and can assist in making decisions to undertake further accelerated or long-term laboratory testing or to modify the concrete mix design. Keywords: aggregate, alkali-aggregate reaction (AAR), petrographic analysis, reactive minerals, thin sections Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
9. |
Gibas K., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Glinicki M.A., Petrograficzna identyfikacja kruszyw podatnych na wystąpienie reakcji alkalicznej w betonie,
PRACE INSTYTUTU CERAMIKI I MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH, ISSN: 1899-3230, Vol.X, No.30, pp.68-78, 2017 Abstract: Przedstawiono wyniki analizy petrograficznej 20 kruszyw łamanych z rożnych regionów Polski, przeprowadzonej na cienkich szlifach analizowanych pod mikroskopem w świetle przechodzącym. Próbki kruszyw grubych frakcji do 16 mm pochodziły ze skał litych oraz ze złóż polodowcowych z zakładów produkcji kruszyw, łamanych stosowanych do betonu. Ocenę składu mineralnego kruszyw, mającą na celu rozpoznanie składników szkodliwych, przeprowadzono z uwagi na zawartość reaktywnych minerałów krzemionkowych, m.in. opalu, krystobalitu, trydymitu, chalcedonu, wielkość kryształów (skryto- i mikrokrystaliczny kwarc) oraz kwarcu w stanie naprężeń. Zastosowanie metody petrograficznej na cienkich szlifach pozwoliło na wstępną kwalifikację do kategorii potencjalnie reaktywnej lub reaktywnej. Uzyskane wyniki badań stanowią wstępną informację o przydatności kruszyw jako składników betonu bądź o skierowaniu ich do dalszych szczegółowych badań lub ich odrzucenia Keywords: analiza petrograficzna, kruszywo, minerały reaktywne, reakcja alkaliczna kruszywa (AAR) Affiliations:
Gibas K. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
10. |
Glinicki M.A., Brandt A.M.♦, Dąbrowski M., Gibas K., Jaskulski R.♦, Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Baran T.♦, Gryziński M.♦, Ładyżyński K.♦, Nowowiejski G.♦, Beton osłonowy w konstrukcjach narażonych na promieniowanie jonizujące,
INŻYNIERIA I BUDOWNICTWO, ISSN: 0021-0315, Vol.12, pp.637-643, 2017 Abstract: W artykule opisano podstawowe wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu badawczego „Trwałość i skuteczność betonowych osłon przed promieniowaniem jonizującym w obiektach energetyki jądrowej” [1]. Przedstawiono też wytyczne techniczne i kryteria oceny betonu osłonowego. Uzyskane wyniki mogą stanowić podstawę dalszych prac przy projektowaniu obiektów elektrowni jądrowych, składowisk materiałów radioaktywnych i innych miejsc powstawania, stosowania lub przechowywania materiałów wytwarzających promieniowanie jonizujące. Artykuł obejmuje zagadnienia związane z wymaganą skutecznością betonowych konstrukcji osłonowych przez zapewnienie bezpieczeństwa personelu i otoczenia przed oddziaływaniem promieniowania jonizującego. Rozpatrzono również trwałość osłon betonowych, tzn. zachowanie właściwości mechanicznych i nieprzepuszczalności w okresie przewidzianej eksploatacji pod wpływem przewidywanych oddziaływań zewnętrznych i procesów starzenia, a także przy podwyższonej temperaturze i promieniowaniu jonizującym. Artykuł nie obejmuje zagadnień integralności osłon pod obciążeniami wyjątkowymi, spowodowanymi awarią reaktora, uderzeniem samolotu, działaniami terrorystycznymi itp. Affiliations:
Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Brandt A.M. | - | other affiliation | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Jaskulski R. | - | other affiliation | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Baran T. | - | Institute of Ceramics and Building Materials (PL) | Gryziński M. | - | National Centre for Nuclear Research (PL) | Ładyżyński K. | - | Hydrobudowa-1 Betoniarnia-Laboratorium (PL) | Nowowiejski G. | - | other affiliation |
|  |
11. |
Dąbrowski M., Glinicki M.A., Gibas K., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Effects of calcareous fly ash in blended cements on chloride ions migration and strength of air entrained concrete,
CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, ISSN: 0950-0618, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.08.115, Vol.126, pp.1044-1053, 2016 Abstract: The influence of blended cements containing calcareous fly ash (W) on the strength and permeability of air entrained concrete was studied. Moderately active calcareous fly ash of CaO content of 26% and loss on ignition of 2%, obtained from lignite fired power station in Poland, was selected. Ternary cement compositions including siliceous fly ash (V) and ground granulated blast furnace slag (S) were also studied. Air void analysis in hardened concrete was used to evaluate the effectiveness of air entraining process. Pore size distribution was characterized by mercury intrusion porosimetry (MIP). The presence of calcareous fly ash in cement resulted in a moderate increase in the compressive strength of concrete and an increase of the category of resistance to chloride ion migration. Test results revealed a linear relationship between the capillary porosity measured by MIP and the chloride migration coefficient (Dnssm). The permeability was lower for increased clinker replacement level which was due to formation of smaller diameters of the capillary pores. Keywords: Air entrained concrete, Air void characteristics, Calcareous fly ash, Chloride ion migration, Multicomponent cements, Pore size distribution, Strength Affiliations:
Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN |
|  |
12. |
Glinicki M.A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Dąbrowski M., Influence of Blended Cements with Calcareous Fly Ash on Chloride Ion Migration and Carbonation Resistance of Concrete for Durable Structures,
Materials, ISSN: 1996-1944, DOI: 10.3390/ma9010018, Vol.9, No.1 (Special Issue: Utilisation of By-Product Materials in Concrete), pp.18-1-15, 2016 Abstract: The objective of this paper is to examine the possible use of new blended cements containing calcareous fly ash in structural concrete, potentially adequate for structural elements of nuclear power plants. The investigation included five new cements made with different contents of non-clinker constituents: calcareous fly ash, siliceous fly ash, ground granulated blastfurnace slag, and a reference cement—ordinary Portland cement. The influence of innovative cements on the resistance of concrete to chloride and carbonation exposure was studied. Additionally, an evaluation of the microstructure was performed using optical microscopy on concrete thin sections. Test results revealed a substantial improvement of the resistance to chloride ion penetration into concrete containing blended cements. The resistance was higher for increased clinker replacement levels and increased with curing time. However, concrete made with blended cements exhibited higher depth of carbonation than the Portland cement concrete, except the Portland-fly ash cement with 14.3% of calcareous fly ash. The thin sections analysis confirmed the values of the carbonation depth obtained from the phenolphthalein test. Test results indicate the possible range of application for new cements containing calcareous fly ash. Keywords: blended cements, calcareous fly ash, chloride migration, carbonation, durability, nuclear shielding concrete, thin sections Affiliations:
Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN |
|  |
13. |
Dąbrowski M., Gibas K., Brandt A.M.♦, Glinicki M.A., Wpływ kruszyw specjalnych na porowatość i przepuszczalność betonów osłonowych,
Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, ISSN: 2300-5130, DOI: 10.7862/rb.2016.11, Vol.XXXIII, No.63 (1/I/2016), pp.97-106, 2016 Abstract: Przedstawiono wyniki badań podciągania kapilarnego (PK), porowatości dostępnej dla wody (E) oraz współczynnika migracji jonów chlorkowych w stanie nieustalonym (Dnssm). Zakres badań obejmował betony z kruszywem magnetytowym, barytowym, serpentynitowym oraz kruszywem referencyjnym w postaci grysu amfibolitowego, które wcześniej poddane zostały selektywnemu kruszeniu i przesiewaniu, tak by zapewnić jednakowe krzywe uziarnienia/stosy okruchowe. Prze analizowano wpływ mikrostruktury porów wyznaczonej za pomocą porozymetrii rtęciowej z odpornością na wnikanie jonów i cieczy w matrycę cementową. Z badań wynika, że betony z kruszywami specjalnymi osiągają wskaźniki przepuszczalności porównywalne lub nieco gorsze niż próbki referencyjne. Nie zaobserwowano systematycznego wpływu porowatości kapilarnej na wyniki badań przepuszczalności. Keywords: podciąganie kapilarne, migracja jonów chlorkowych, kruszywo magnetytowe, kruszywo barytowe, kruszywo serpentynitowe, porowatość Affiliations:
Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Brandt A.M. | - | other affiliation | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
14. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A.M.♦, Gibas K., Ocena możliwości wystąpienia reakcji alkalicznej w betonach osłonowych z kruszywami specjalnymi,
Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, ISSN: 2300-5130, DOI: 10.7862/rb.2016.15, Vol.XXXIII, No.63 (1/I/2016), pp.133-140, 2016 Abstract: Możliwość wystąpienia reakcji alkalicznej wodorotlenków sodu i potasu (Alkali Silica Reaction, ASR) w betonowych osłonach reaktorów wymaga szczególnej ostrożności przy doborze składników betonów do realizacji programu energii jądrowej w Polsce. Uszkodzenia osłon reaktorów w USA i w Belgii wskazują kierunki niezbędnych badań, [1-3]. W badaniach przedstawionych w artykule zastosowano kruszywa o dużej gęstości (osłabianie promieniowania gamma): magnetytowe, barytowe oraz hematytowe oraz kruszywo o wysokiej zawartości wody związanej (absorpcja promieniowania neutronowego) – kruszywo serpentynitowe. Przeprowadzono badania mikroskopowe kruszyw na cienkich szlifach w celu identyfikacji potencjalnie szkodliwych minerałów z uwagi na zagrożenie ASR, oraz przyspieszone i długotrwałe badania w celu określenia potencjalnej reaktywności alkalicznej tych kruszyw. Wyniki badań wykluczyły możliwość stosowania kruszywa hematytowego do betonów osłonowych. Wyniki badań odnośnie do wykorzystania dostępnych kruszyw specjalnych tworzą podstawy projektowania bezpiecznych osłon w warunkach krajowych Keywords: reakcja krzemionki z wodorotlenkami sodu i potasu (ASR), ekspansja, beton osłonowy, kruszywo specjalne Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Brandt A.M. | - | other affiliation | Gibas K. | - | IPPT PAN |
|  |
15. |
Marks M.♦, Glinicki M.A., Gibas K., Prediction of the Chloride Resistance of Concrete Modified with High Calcium Fly Ash Using Machine Learning,
Materials, ISSN: 1996-1944, DOI: 10.3390/ma8125483, Vol.8, No.12, pp.8714-8727, 2015 Abstract: The aim of the study was to generate rules for the prediction of the chloride resistance of concrete modified with high calcium fly ash using machine learning methods. The rapid chloride permeability test, according to the Nordtest Method Build 492, was used for determining the chloride ions’ penetration in concrete containing high calcium fly ash (HCFA) for partial replacement of Portland cement. The results of the performed tests were used as the training set to generate rules describing the relation between material composition and the chloride resistance. Multiple methods for rule generation were applied and compared. The rules generated by algorithm J48 from the Weka workbench provided the means for adequate classification of plain concretes and concretes modified with high calcium fly ash as materials of good, acceptable or unacceptable resistance to chloride penetration. Keywords: chloride penetration, concrete, durability, high calcium fly ash, machine learning Affiliations:
Marks M. | - | other affiliation | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN |
|  |
16. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A.M.♦, Gibas K., Denis P., The alkali - aggregate reaction hazard in the case of barite concretes,
CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.19, No.4, pp.234-242, 2014 Abstract: Concretes for the shields against ionizing radiation should be executed with particular care to satisfy all requirements, not only effective attenuation of different radiation but also sufficient durability. In the paper fundamental problems are presented that are related with designing of such protective concretes in order to avoid alkali-aggregate reaction. The results of preliminary investigations are presented that indicate how to select barite aggregate and to define composition of concrete mix. Present knowledge in that area of materials engineering should be completed before initiation of construction of nuclear power stations at industrial scale in Poland. Keywords: Alkali Aggregate Reaction (AAR), heavy aggregate, ionizing radiation Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Brandt A.M. | - | other affiliation | Gibas K. | - | IPPT PAN | Denis P. | - | IPPT PAN |
|  |
17. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Sobczak M., Gibas K., Carbonation of concretes containing calcareous fly ashes,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.013.016, Vol.12, No.2, pp.223-236, 2013 Abstract: The purpose of this research was to determine the carbonation depths in concrete containing calcareous fly ash. Eleven concrete mixes with the same water-binder ratio w/b and with different amounts of calcareous fly ash have been prepared in laboratory. In the test series I the mixes were produced with five blended cements containing different amounts of the following supplementary cementitious materials: calcareous fly ash, siliceous fly ash and granulated blast furnace slag. The second test series was produced with calcareous fly ash replacing 30% of the cement by weight. The maximum depth of carbonation in concrete was determined using the phenolphthalein method. The progress of the carbonation front was established by analysing polished thin sections of concrete under a polarizing microscope in transmitted light. The most resistant to carbonation was the concrete containing, beside clinker, 14.3% of calcareous fly ash as a cementitious material. The specimens of concrete containing different amounts of calcareous fly ash were compared and no significant variations were found both in the rate and depth of carbonation. On the other hand, the rate of advancement of carbonation front was higher in concrete containing calcareous fly ash as compared to the reference concrete without admixtures. Keywords: blended cements, calcareous fly ash, carbonation, particle size separation of fly ash Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Sobczak M. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN |
|  |
18. |
Gibas K., Glinicki M.A., Nowowiejski G.♦, Evaluation of impermeability of concrete containing calcareous fly ash in respect to environmental media,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.013.012, Vol.12, No.2, pp.159-171, 2013 Abstract: The paper presents the investigation of concrete resistance to penetration by liquid and gaseous environmental media. Calcareous fly ash obtained from Bełchatów Power Station was used as concrete additive. In the mix design a certain portion of binder (15% and 30%) was substituted with calcareous fly ash assuming the efficiency factors of 0.7 or 1.0. The tested parameters included the air permeability coefficient measured with Torrent method, the depth of water penetration under pressure and the coefficient of chloride ions migration measured with the rapid chloride migration test. It was established that the addition of calcareous fly ash resulted in the desired reduction of the value of a chloride migration coefficient while the effect on the permeability of water and air was similar to the effect it had on the compressive strength of concrete. Keywords: air permeability, calcareous fly ash, chloride migration, compressive strength, fly ash processing, Torrent method, water permeability Affiliations:
Gibas K. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Nowowiejski G. | - | other affiliation |
|  |
19. |
Dąbrowski M., Gibas K., Nowowiejski G.♦, Glinicki M.A., Wpływ warunków dojrzewania na trwałość betonów napowietrzonych wykonanych z cementów wieloskładnikowych z popiołem lotnym wapiennym,
Budownictwo, Technologie, Architektura, ISSN: 1644-745X, Vol.2013, No.1, pp.72-75, 2013 Abstract: Przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na ściskanie, odporności na wnikanie chlorków oraz odporności na powierzchniowe łuszczenie w obecności soli odladzających betonów napowietrzonych z popiołem lotnym wapiennym (W). Próbki betonu dojrzewały w odmiennych warunkach wilgotnościowych. Zakres badań obejmował betony napowietrzone o współczynniku w/c=0,45 wykonane z cementów portlandzkich wieloskładnikowych z dodatkiem popiołu W oraz z dodatkami popiołu lotnego krzemionkowego V i mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego S. Próbki dojrzewały przez 28 i 90 dni, z czego połowa w wodzie, natomiast druga połowa po 3 dniowej pielęgnacji w powietrzu w wilgotności RH=40%. Charakterystyka porów powietrznych w stwardniałym betonie została oznaczona metodą mikroskopowej analizy obrazu. Z badań wynika, że przy zbliżonych parametrach charakterystyki porów powietrznych zmiana warunków pielęgnacji próbek obniża w znaczący sposób trwałość betonu. Największy wpływ zmiennych warunków i czasów dojrzewania zaobserwowano w odniesieniu do odporności betonu na agresję mrozu i środków odladzających. Keywords: charakterystyka porów, napowietrzenie, penetracja chlorków, popiól lotny wapienny, powierzchniowe złuszczenie Affiliations:
Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Nowowiejski G. | - | other affiliation | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
20. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Glinicki M.A., Nowowiejski G.♦, Wpływ dodatku popiołu lotnego wapiennego na przepuszczalność betonów w odniesieniu do mediów agresywnych,
DROGI I MOSTY, ISSN: 1643-1618, Vol.3, pp.39-61, 2011 Abstract: Celem przeprowadzonych badań była ocena przepuszczalności betonu zawierającego popiół lotny wapienny pochodzący ze spalania węgla brunatnego, w stanie surowym i po dodatkowym domieleniu. W badaniach skoncentrowano się na określeniu wpływu ilości popiołu jako dodatku do betonu na wnikanie mediów agresywnych. Określono podstawowe właściwości mieszanki betonowej oraz wytrzymałość na ściskanie. Oznaczono współczynnik migracji jonów chlorkowych przy nieustalonym ich przepływie, głębokość penetracji wody pod ciśnieniem oraz współczynnik gazoprzepuszczalności betonu. Mikrostrukturę badanych betonów przeanalizowano na cienkich płytkach w mikroskopie polaryzacyjnym do światła przechodzącego. Stwierdzono, że zastąpienie cementu przez dodatek popiołów lotnych wapiennych do betonu w ilości 15% lub 30% przy w / s =0,55 powoduje poprawę ich wodo- i gazoszczelności, z tą jednak różnicą, że do zmniejszenia gazoprzepuszczalności betonu odpowiedniejsze jest stosowanie popiołów domielonych. Niższe wartości współczynnika migracji jonów chlorkowych otrzymano w betonach zawierających popiół lotny wapienny, wzrost w / s zwiększył przenikalność jonów chlorkowych. Analiza obrazów na cienkich szlifach betonowych wykazała, że w miarę wzrostu zawartości popiołu w betonie wzrasta również ilość niespalonych cząstek węgla w matrycy, których wielkość jest zależna od czasu mielenia popiołu Keywords: gazoprzepuszczalność, migracja chlorków, mikrostruktura, popiół lotny wapienny, wodoprzepuszczalność Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Nowowiejski G. | - | other affiliation |
|  |