W dniu 30 marca 2023 roku Rada Naukowa IPPT PAN nadała Anecie Antolik z Zakładu Mechaniki Doświadczalnej IPPT PAN stopień doktora w dziedzinie nauk inżynieryjno-technicznych, w dyscyplinie inżynieria materiałowa.
Dr inż. Aneta Antolik obroniła w dniu 6 marca 2023 roku rozprawę pt. „Wpływ środków odladzających na mikrostrukturę i zagrożenie wystąpieniem reakcji alkalicznej kruszywa granitowego w betonie nawierzchniowym”. Promotorem pracy jest dr hab. inż. Daria Jóźwiak-Niedźwiedzka oraz promotorem pomocniczym jest dr inż. Mariusz Dąbrowski.
Rozprawa dotyczy zjawiska niszczenia nawierzchni betonowych dróg i lotnisk w Polsce w wyniku działania reakcji alkaliczno-krzemionkowej (Alkali-Silica Reaction, ASR) kruszywa granitowego w obecności środków odladzających. Celem pracy było określenie reaktywności alkalicznej powszechnie stosowanych w nawierzchniach betonowych kruszyw granitowych przy zastosowaniu środków odladzających oraz analiza wpływu tych środków na przebieg reakcji w betonie i jego mikrostrukturę. Główne tezy rozprawy dotyczą rozpoznania krajowych kruszyw granitowych odnośnie do podatności na reakcję alkaliczną w obecności środków odladzających, powiązania zawartości reaktywnych minerałów w kruszywie z podatnością na ASR oraz określenia zależności pomiędzy składem żelu alkaliczno-krzemionkowego a ekspansją betonu w symulowanych warunkach środowiska.
Podsumowano stan wiedzy na temat mechanizmów i czynników decydujących o reakcji alkaliczno-krzemionkowej. Scharakteryzowano beton stosowany na nawierzchnie drogowe i lotniskowe w kontekście odporności na ASR. Przedstawiono wyniki dotychczasowych badań przeprowadzonych z uwagi na reaktywność alkaliczną kruszyw granitowych w kraju i na świecie. Przeanalizowano dostępne wyniki badań dotyczące wpływu środków odladzających na trwałość betonu, ze szczególnym uwzględnieniem reakcji alkalia-krzemionka.
Wykazanie słuszności postawionych tez wymagało przeprowadzenia badań laboratoryjnych, wykorzystując wyselekcjonowane materiały oraz dobierając odpowiednie metody badawcze (w tym opracowanie nowej autorskiej metodyki). Badania obejmowały szczegółową analizę kruszyw (skład petrograficzny na cienkich szlifach, XRD, XRF) oraz zapraw i betonów (pomiar ekspansji oraz mikrostruktura na zgładach przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej z analizą w mikroobszarach). Zasadniczą częścią rozprawy było opracowanie metodyki ilościowej analizy reaktywnych minerałów w kruszywie, określenie podatności kruszywa granitowego z krajowych złóż na reakcję alkaliczno-krzemionkową oraz zbadanie jednoczesnego wpływu zmiennych warunków wilgotnościowych i różnego stężenia środków odladzających (NaCl, HCOONa, HCOOK) na możliwość wystąpienia reakcji alkalicznej w tym kruszywie w betonie nawierzchniowym. Wyniki ilościowe analizy reaktywnych minerałów w ziarnach kruszywa oraz wyniki badań laboratoryjnych dotyczące ekspansji betonu stanowiły podstawę do poszukiwania korelacji między reaktywnością kruszywa a odpornością betonu na reakcję alkalia-krzemionka.
Wyniki badań potwierdziły słuszność tez rozprawy, co przedstawiono we wnioskach. Stwierdzono, że kruszywa granitowe z krajowych złóż są podatne na wystąpienie reakcji alkalicznej, zwłaszcza w obecności środków odladzających. Wykazano zależność podatności tych kruszyw na reakcję ASR od zawartości kwarcu zdeformowanego. Przedstawiono wpływ środków odladzających na przyspieszenie ASR w betonie nawierzchniowym. Stwierdzono zależność wielkości ekspansji betonu z kruszywem granitowym w badaniu symulowanych warunków eksploatacyjnych od składu żelu ASR w spękanych ziarnach kruszywa, co stanowiło pośredni dowód penetracji środków odladzających w głąb betonu. Potwierdzono także przydatność autorskich metod charakteryzacji materiałów pod kątem podatności kruszywa i występowania ASR w rzeczywistych obiektach drogowych.
Na zdjęciu, od lewej: prof. dr hab. inż. Jan Deja z Akademii Górniczo-Hutniczej (recenzent pracy), prof. dr hab. inż. Piotr Woyciechowski z Politechniki Warszawskiej (recenzent pracy), prof. dr hab. inż. Zdzisława Owsiak z Politechniki Świętokrzyskiej (recenzent pracy) oraz dr inż. Aneta Antolik z IPPT PAN, dr hab. inż. Daria Jóźwiak-Niedźwiedzka, prof. IPPT PAN (promotor) i dr inż. Mariusz Dąbrowski z IPPT PAN (promotor pomocniczy)
