1. |
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 |
|  |
2. |
Dziedzic K., Dąbrowski M., Antolik A., Glinicki A.♦, Characteristics of concrete mix air-entrainment applying the sequential pressure method / Charakterystyka napowietrzenia mieszanki betonowej metodą sekwencyjno-cioenieniową,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.020.007, Vol.19, No.2, pp.107-118, 2020 Abstract: The purpose of introducing air into the concrete mix is to increase the freeze-thaw and scaling resistance of hardened concrete. The utility of the sequential pressure method (Super Air Meter - SAM) for assessment of the air entrainment quality was verified by comparing the results obtained with this method with the results of the air-void analysis of hardened concrete. The results of the tests carried out on mixes designed and produced at a laboratory and the mixes produced on an industrial scale during expressway construction are considered. Furthermore, the relationships between the SAM number and the micro air-void content A300 in hardened concrete and the freeze-thaw and de-icing salt resistance are analysed as part of this research. A clear co-relation between the SAM number, a parameter that characterises the air-entrainment of the concrete mix, and the microvoid content has been demonstrated.
Napowietrzenie mieszanki betonowej stosuje się w celu podwyższenia mrozoodporności betonu i jego odporności na złuszczenia powierzchniowe. Przeprowadzono badania możliwości charakteryzowania jakości napowietrzenia mieszanki betonowej za pomocą pomiarów metodą sekwencyjno-ciśnieniową, oceniając zgodność jej wyników z wynikami pomiaru charakterystyki porów w betonie stwardniałym. Przedstawiono wyniki badań mieszanek zaprojektowanych i wykonanych w laboratorium, jak i mieszanek wykonanych przemysłowo na budowie drogi ekspresowej. Analizowano relację tzw. liczby SAM mieszanki betonowej w odniesieniu do zawartości mikroporów A300 w stwardniałym betonie oraz odporności na cykliczne działanie mrozu w obecności soli odladzających. Wykazano wyraźną korelację między parametrem charakteryzującym napowietrzenie mieszanki betonowej (liczba SAM) a zawartością mikroporów w betonie stwardniałym. Keywords: air-entrainment, air-void parameters, concrete, freeze-thaw resistance, microvoid content, sequential pressure method, surface scaling / beton, charakterystyka porów, metoda sekwencyjno-cioenieniowa, mrozoodporność, napowietrzenie, zawartość mikroporów, złuszczenia powierzchniowe Affiliations:
Dziedzic K. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Antolik A. | - | IPPT PAN | Glinicki A. | - | other affiliation |
|  |
3. |
Jaskulski R., Glinicki M.A., Kubissa W.♦, Dąbrowski M., Application of a non-stationary method in determination of the thermal properties of radiation shielding concrete with heavy and hydrous aggregate,
INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, ISSN: 0017-9310, DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.07.050, Vol.130, pp.882-892, 2019 Abstract: Results of measurements of the specific heat and the thermal conductivity of concrete with blended special aggregate for neutron and gamma radiation shielding are presented. Experimental tests were performed on concrete with heavyweight aggregate (magnetite, barite), hydrogen-bearing aggregate (serpentine) and amphibolite aggregate. The thermal properties of concrete were determined using a nonstationary method. The highest specific heat was found for concrete with serpentine aggregate. Simple models for predicting the specific heat and the thermal conductivity on the basis of concrete mix design were evaluated to include the blends of heavyweight and hydrogen-bearing aggregates. The thermal conductivity of concrete was found to be linearly dependent on the concrete density in the range from 2200 to 3500 kg/m3. Its increase due to water saturation of concrete was not dependent on the open porosity of concrete. It was found that the specific heat can be fairly well predicted using the rule of mixtures formula. The thermal conductivity of concrete can be approximately predicted using a parallel model in the case of water-saturated concrete. The thermal conductivity prediction for dry concrete is also discussed. Keywords: blended aggregate, concrete mix design, density, non-stationary method, open porosity, thermal properties, thermal conductivity, specific heat, radiation shielding Affiliations:
Jaskulski R. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Kubissa W. | - | Warsaw University of Technology (PL) | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN |
|  |
4. |
Glinicki M.A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Dąbrowski M., The influence of fluidized bed combustion fly ash on the phase composition and microstructure of cement paste,
Materials, ISSN: 1996-1944, DOI: 10.3390/ma12172838, Vol.12, No.17, pp.2838-1-14, 2019 Abstract: Fly ashes from coal combustion in circulating fluidized bed boilers in three power plants were tested as a potential additive to cement binder in concrete. The phase composition and microstructure of cement pastes containing fluidized bed fly ash was studied. The fractions of cement substitution with fluidized bed fly ash were 20% and 30% by weight. X-ray diffraction (XRD) tests and thermal analyses (derivative thermogravimetry (DTG), differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetry (TG)) were performed on ash specimens and on hardened cement paste specimens matured in water for up to 400 days. Quantitative evaluation of the phase composition as a function of fluidized bed fly ash content revealed significant changes in portlandite content and only moderate changes in the content of ettringite. Keywords: clean coal combustion, fluidized bed fly ash, microstructure, phase composition, portlandite, unburned carbon Affiliations:
Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN |
|  |
5. |
Dąbrowski M., Glinicki M.A., Dziedzic K., Antolik A., Validation of sequential pressure method for evaluation of the content of microvoids in air entrained concrete,
CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, ISSN: 0950-0618, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.08.014, Vol.227, pp.116633-1-12, 2019 Abstract: The suitability of the sequential air pressure method (SAM) to evaluate the quality of air entrainment in concrete mix to support prediction of durability of hardened concrete was studied. The experiments included both laboratory-produced mixes and on-site trials on mixes delivered for highway pavement construction. The fresh air content and the air void distribution was tested using the SAM apparatus. The air content and the air void characteristics in hardened concrete was tested using the microscopic analysis on polished sections. Standard fresh mix properties were also tested and the compressive strength and salt-scaling resistance of concrete was determined. Effects of type and proportion of admixtures, type of crushed aggregate, timing of SAM measurements and the method of mix consolidation were analyzed. The relationship between the SAM number and the air void characteristics in hardened concrete was critically evaluated. The relationship between SAM number and the content of microvoids (A300) is found for the laboratory mixes and confirmed with few field test results. The criterion of SAM number ≤ 0.4 is proposed for the target microvoids content A300 ≥ 1.5% and the enhanced salt scaling resistance of concrete. Keywords: air entrainment, air void distribution, concrete durability, fresh concrete, frost-salt scaling, microvoids content, mix design, sequential pressure method, spacing factor, test methods Affiliations:
Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Dziedzic K. | - | IPPT PAN | Antolik A. | - | IPPT PAN |
|  |
6. |
Kubissa W.♦, Glinicki M.A., Dąbrowski M., Permeability testing of radiation shielding concrete manufactured at industrial scale,
MATERIALS AND STRUCTURES, ISSN: 1359-5997, DOI: 10.1617/s11527-018-1213-0, Vol.51, No.83, pp.1-15, 2018 Abstract: The effect of the composition of industrial concrete designed for radiation shielding structures on the air permeability and the diffusion of moisture was studied. The mix design for heavyweight concrete of bulk density 3168–3317 kg/m3 was developed using barite and magnetite aggregate and cements blended with fly ash and blastfurnace slag. Structural elements, like columns of a height of 4 m and massive blocks made of mixtures with different cements were manufactured using ready mixed concrete pumped into the formwork. Core specimens were taken from the elements at different locations. The air permeability index was tested using Autoclam device. Evaluation of the quality of concrete on the basis of API results varied from “very good” to “good”. The moisture distribution inside concrete specimens was equilibrated to RH = 60 ± 5%. Observation of RH changes allowed to determine the moisture diffusion coefficient. Significant differences of the permeability and moisture diffusion coefficient depending on the location of the core specimens drilling and mix design of concrete were found. The D coefficient provided a good reflection of the different quality of heavyweight concrete in structural elements. Keywords: Air permeability, Autoclam, Barite, Blended cement, Cracking, Heavyweight aggregate, Magnetite, Moisture diffusion, Radiation shielding concrete, Relative humidity Affiliations:
Kubissa W. | - | Warsaw University of Technology (PL) | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN |
|  |
7. |
Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Dąbrowski M., Brandt A.M., Burakowska A.♦, Baran T.♦, The results of the concrete shield of the EWA nuclear reactor/Wyniki badania betonu z obudowy reaktora jądrowego EWA,
CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.3, pp.226-238, 2018 Keywords: nuclear reactor, concrete shield, radiation influence Affiliations:
Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Brandt A.M. | - | IPPT PAN | Burakowska A. | - | other affiliation | Baran T. | - | Institute of Ceramics and Building Materials (PL) |
|  |
8. |
Glinicki M.A., Dąbrowski M., Skrzypczyński M.♦, Influence of curing on the properties of air-entrained concrete in the upper layer of exposed aggregate pavement-modelling study,
CEMENT, WAPNO, BETON, ISSN: 1425-8129, Vol.XXII/LXXXIV, No.4, pp.271-281, 2017 Abstract: Modelling studies in laboratory of the effect of curing on the mechanical properties and durability of the concrete pavement with exposed aggregate are presented. Air-entrained concrete was designed as the top layer of a motorway pavement with the use of two types of cements: CEM I and CEM III/A. The w/c increase (from 0.34 to 0.37) and change of cement type (CEM I 42.5N and CEM III/A 42.5 N) in properly air-entrained concrete did not influence significantly the internal frost resistance F200 - a decrease of the compressive strength after 200 freeze-thaw cycles was in the range from 4 to 12%. The lowest reduction of strength was observed for concrete with CEM I, w/c=0.34 and proper air entrainment. The properly air-entrained concrete layer with exposed aggregate, which was cured with a curing agent with closure capacity > 85%, was characterized by a very good resistance to surface scaling - the mass of scales m56 was equal to 0.10-0.12 kg/m2, irrespective of the type of cement and w/c ratio. However, there was a significant increase in the water absorption rate, surface scaling and chloride permeability, which caused with inadequate curing Keywords: air entrained concrete, curing, durability, exposed aggregate pavement, frost resistance, road pavement, permeability, scaling resistance Affiliations:
Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Skrzypczyński M. | - | other affiliation |
|  |
9. |
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. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Gibas K. | - | IPPT PAN | Jaskulski R. | - | IPPT PAN | 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 |
|  |
10. |
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 |
|  |
11. |
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 |
|  |
12. |
Glinicki M.A., Jaskulski R., Dąbrowski M., Design principles and testing of internal frost resistance of concrete for road structures – critical review,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.016.002, Vol.15, No.1, pp.21-43, 2016 Abstract: We present a review of freeze-thaw durability requirements laid down in both European standards and in the national specifications in relation to concrete for road structures. The principles of material selection for concrete mix are presented. We discuss local variations in the severity of the winter season and the extent of frost action in the components of road structures. The characteristic parameters of the test procedure for direct assessment of the resistance of concrete to internal damage are analysed, with particular attention paid to the specimen cooling rate. The temperature distribution in specimens was determined in standard freeze-thaw resistance tests carried out at two accredited laboratories. We discuss the criteria used in indirect assessment of freeze-thaw durability of air-entrained concrete on the basis of air void characteristics. Based on the determined temperature distribution in concrete specimens we postulate an improvement of the standard test procedure to clearly specify the cooling rate. It would be beneficial to distinguish frost impact zones depending on the severity of action of frost and de-icing salts on concrete in road structures. Keywords: air void characteristics, concrete, cooling rate, durability, internal frost resistance, mix design, performance specification, test methods Affiliations:
Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Jaskulski R. | - | 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. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
14. |
Jaskulski R., Glinicki M.A., Dąbrowski M., Ranachowski Z., Sobczak M., Monitorowanie parametrów termicznych procesu twardnienia betonów osłonowych,
Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, ISSN: 2300-5130, DOI: 10.7862/rb.2016.14, Vol.XXXIII, No.63 (1/I/2016), pp.123-132, 2016 Abstract: W artykule przedstawiono wyniki badań parametrów termicznych procesu twardnienia mieszanek betonowych, z których dwie wykonano z wykorzystaniem kruszyw stosowanych w produkcji betonów osłonowych (kruszywo magnetytowe oraz serpentynitowe), a trzecią, referencyjną, z wykorzystaniem kruszywa amfibolitowego. Na podstawie analizy dokonanych pomiarów temperatury wyznaczono parametry procesu twardnienia betonu (m.in. maksymalny przyrost temperatury, maksymalny gradient i in.). Jednocześnie rozwiązując numerycznie tzw. zagadnie-nie odwrotne wyznaczono parametry cieplne betonu w trakcie pierwszych 72 godzin twardnienia. Tą samą metodą wyznaczono również wartości funkcji źródła ciepła, a następnie na jej podstawie oszacowano ilość ciepła wydzieloną w procesie hydratacji cementu. Uzyskano dobrą jakościową zgodność postaci funkcji źródła ciepła oraz wykresów zmian temperatury w mieszankach. W toku analiz uzyskanych wyników wyraźnie zaznaczył się wpływ zróżnicowania parametrów cieplnych zastosowanych kruszyw. W przypadku mieszanki z kruszywem serpentynitowym dały się także zauważyć istotne różnice w przebiegu przyrostu temperatury (opóźnienie) w stosunku do pozostałych mieszanek Keywords: młody beton, beton osłonowy, ciepło hydratacji, ciepło właściwe, współczynnik przewodzenia ciepła Affiliations:
Jaskulski R. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Ranachowski Z. | - | IPPT PAN | Sobczak M. | - | IPPT PAN |
|  |
15. |
Ranachowski Z., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Ranachowski P., Dąbrowski M., Kúdela Jr S.♦, Dvorák T.♦, The determination of diffusive tortuosity in concrete specimens using X-ray microtomography,
ARCHIVES OF METALLURGY AND MATERIALS, ISSN: 1733-3490, DOI: 10.1515/amm-2015-0140, Vol.60, No.2, pp.1115-1119, 2015 Abstract: The paper presents a method of pore connectivity analysis applied to specimens of cement based composites differing in water to cement ratio. The method employed X-ray microtomography (micro-CT). Microtomography supplied digitized three-dimensional radiographs of small concrete specimens. The data derived from the radiographs were applied as an input into the application based on the algorithm called ‘random walk simulation’. As the result a parameter called diffusive tortuosity was established and compared with estimated porosity of examined specimens.
Artykuł prezentuje metodę wyznaczania parametru charakteryzującego intensywność połączeń mikroporów w zastosowaniu do próbek kompozytów z matrycą cementową, różniących się stosunkiem wodnocementowym. Metoda bazuje na wynikach badań z zastosowaniem mikrotomografii rentgenowskiej. Analizowano zdigitizowane zestawy danych, opisujące trójwymiarową reprezentację mikrostruktury niewielkich próbek wykonanych z betonu. Przygotowane w ten sposób skany mikrostruktury zastosowano jako dane wejściowe wprowadzone do oprogramowania wykorzystujacego algorytm ‘przypadkowo migrujących cząstek wirtualnych’. W ten sposób wyznaczono parametr mikrostruktury znany jako krętość dyfuzyjna. Parametr ten porównano z porowatością obserwowaną wyznaczoną dla zbadanych próbek przy wykorzystaniu analizy jasności voxeli w analizowanych próbkach. Keywords: X-ray tomography, concrete microstructure, diffusive tortuosity Affiliations:
Ranachowski Z. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Ranachowski P. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Kúdela Jr S. | - | Institute of Materials and Machine Mechanics, Slovak Academy of Sciences (SK) | Dvorák T. | - | Institute of Materials and Machine Mechanics, Slovak Academy of Sciences (SK) |
|  |
16. |
Ranachowski Z., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Ranachowski P., Rejmund F., Dąbrowski M., Kúdela Jr S.♦, Dvorák T.♦, Application of X-ray microtomography and optical microscopy to determine the microstructure of concrete penetrated by carbon dioxide,
ARCHIVES OF METALLURGY AND MATERIALS, ISSN: 1733-3490, DOI: 10.2478/amm-2014-0245, Vol.59, No.4, pp.1451-1457, 2014 Abstract: In the paper two advanced methods for testing cement based composites are described and compared. These are X-ray microtomography and optical microscopy. Microtomography supplies three-dimensional images of small concrete specimens. In the tomograms all cracks, pores and other voids and inclusions, that exceed a few micrometers, are shown. Such visualisation can become a valuable tool for analysis of the basic material properties. Images obtained on thin sections and analysed with various methods on optical microscopes supply additional information on material microstructure that cannot be obtained in tomograms. For example it is relatively easy to determine zone penetrated by CO2 ingress. These two methods, presented on examples of tests, complete each another in order to supply a set of information on composition and defects of tested composite materials. Keywords: cement matrix composites, concrete deterioration, X-ray tomography, microscopic analysis, concrete microstructure Affiliations:
Ranachowski Z. | - | IPPT PAN | Jóźwiak-Niedźwiedzka D. | - | IPPT PAN | Ranachowski P. | - | IPPT PAN | Rejmund F. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Kúdela Jr S. | - | Institute of Materials and Machine Mechanics, Slovak Academy of Sciences (SK) | Dvorák T. | - | Institute of Materials and Machine Mechanics, Slovak Academy of Sciences (SK) |
|  |
17. |
Glinicki M.A., Krzywobłocka-Laurów R.♦, Ranachowski Z., Dąbrowski M., Wołowicz J., Microstructure analysis of concrete modified with addition of calcareous fly ash,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.013.013, Vol.12, No.2, pp.173-189, 2013 Abstract: The investigation of concrete microstructure and phase composition was performed on concrete specimens produced with and without calcareous fly ash obtained from Bełchatów Power Station. The used calcareous fly ash (designated “W”) was either unprocessed or ground to assumed specific surface and added to concrete mix to substitute 30% of the binder by weight. The following testing methods were used in this research: scanning electron microscopy, differential thermal analysis (DTA) and multiple microindentation. The characteristic features of the investigated microstructures are discussed and the effect of calcareous fly ash on the content of non-evaporable water and portlandite in cement matrix is analysed. The results of microindentation and compressive strength testing were used as the basis for evaluation of the efficiency of calcareous fly ash added to concrete mix. Keywords: calcareous fly ash, microindentation, microstructure, non-evaporable water, phase composition, portlandite, strength Affiliations:
Glinicki M.A. | - | IPPT PAN | Krzywobłocka-Laurów R. | - | other affiliation | Ranachowski Z. | - | IPPT PAN | Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Wołowicz J. | - | IPPT PAN |
|  |
18. |
Dąbrowski M., Glinicki M.A., Air void system parameters and frost resistance of air-entrained concrete containing calcareous fly ash,
Roads and Bridges - Drogi i Mosty, ISSN: 1643-1618, DOI: 10.7409/rabdim.013.004, Vol.12, No.1, pp.41-55, 2013 Abstract: The paper presents results of the investigation of the air void characteristics and the resistance to cyclic freezing and thawing of air-entrained concrete containing calcareous fly ash. The frost resistance was tested also under the presence of de-icing salts to check the resistance to frost-salt scaling and without de-icing salts. The range of investigation included air entrained concrete mixes with the specified water-binder ratio of w/b=0.45 with addition of calcareous fly ash or made using blended cements with calcareous fly ash (W), and also siliceous fly ash (V) and ground granulated blast-furnace slag (S). The coarse aggregates used were crushed granodiorite and crushed limestone. The air-void system parameters were determined by microscopic image analysis and the effect of addition of calcareous fly ash was assessed. The effect of concrete age and presence of fly ash W on the strength and freeze-thaw resistance was also studied. The tests have shown that the use of calcareous fly ash as one of the main constituents of blended cements does not affect the frost salt scaling resistance nor the resistance to internal frost damage provided that the air void system is adequate. Keywords: air-void system parameters, blended cements, calcareous fly ash, freeze-thaw resistance, scaling resistance Affiliations:
Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
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. | - | IPPT PAN | Glinicki M.A. | - | IPPT PAN |
|  |
20. |
Dąbrowski M., Małolepszy J.♦, Właściwości betonu z cementów z cementów żużlowo-wapiennych,
DROGI I MOSTY, ISSN: 1643-1618, No.4, pp.5-28, 2010 Abstract: Przedstawiono wyniki kompleksowych badań eksperymentalnych cementów żużlowo-wapiennych, wytworzonych przez zmieszanie klinkieru portlandzkiego z granulowanym żużlem wielkopiecowym i kamieniem wapiennym o różnym rozdrobnieniu. Wykonane z nich zaprawy poddano badaniu wytrzymałości na ściskanie oraz badaniu mikrostruktury porów za pomocą porozymetrii rtęciowej. Po ekspozycji próbek na agresję jonów siarczanowych i chlorkowych przez okres 360 dni dokonano obserwacji produktów korozyjnych w mikroskopie skaningowym. Zaprojektowano mieszanki betonowe napowietrzone i nie-napowietrzone z cementem hutniczym oraz wybranym cementem żużlowo-wapiennym. Przeprowadzono badania wytrzymałości na ściskanie, nasiąkliwości, mrozoodporności oraz mikrostruktury betonów. Stwierdzono, że częściowe zastąpienie klinkieru kamieniem wapiennym powoduje poprawienie urabialności mieszanki. Dodatek kamienia wapiennego obniżył wytrzymałość na ściskanie zapraw i betonów, a ich odporność na działanie środowisk agresywnych była podobna jak w przypadku cementu CEM III/A 32,5N-LH-HSR/NA Affiliations:
Dąbrowski M. | - | IPPT PAN | Małolepszy J. | - | other affiliation |
|  |