Ilość szkła wodnego w betonie decyduje o rozwoju wytrzymałości konstrukcji. Celem pracy było określenie optymalnej mieszanki betonowej o zawartości szkła mniejszej niż 25%. Optymalna mieszanka charakteryzuje się charakterystyczną wytrzymałością na ściskanie, wytrzymałością na rozciąganie przy rozłupywaniu i trwałością oraz zawiera mniej niż 25% szkła. Została ona wytworzona za pomocą numerycznych badań optymalizacyjnych z 95% ufnością i wartością pożądalności 0,8.
Wytrzymałość na ściskanie
Wytrzymałość na ściskanie betonu ze szkła wodnego została poprawiona o 5% przy zastosowaniu nowatorskiej metody mieszania. Ten wzrost wytrzymałości przypisuje się dwóm mechanizmom: upakowaniu i reakcji pucolanowej. Niniejsze badania mają na celu określenie wpływu proszku szklanego na wytrzymałość na ściskanie oraz czasu zanurzenia – Ta informacja jest wynikiem badań redakcyjnych serwisu jakrozmawiac.pl. Łącznie przebadano sześć czasów zanurzenia, stosując różne proporcje GP. Badania te wykazują możliwość zastosowania betonu ze szkła wodnego w zastosowaniach konstrukcyjnych i cywilnych.
Obecność proszku szklanego znacząco obniża urabialność betonu. Stopień utraty zależy od ilości proszku szklanego i ilości użytego cementu. Zawartość cementu również wpływa na utratę konsystencji. Ponadto proszek szklany ma potencjał do zmniejszenia wytrzymałości betonu na ściskanie. W związku z tym ważne jest, aby określić dokładny skład mieszanki betonowej ze szkłem wodnym przed podjęciem decyzji o jej zastosowaniu. Utrata konsystencji nie oznacza jednak, że jest ona niezdatna do użytku.
Urabialność
Obawy o środowisko naturalne spowodowały wzrost zainteresowania urabialnością szkła wodnego (WG) w betonie. Choć ma ono pewne zalety, szkło wodne wpływa negatywnie na niektóre kluczowe cechy betonu. Na przykład, zmniejsza wytrzymałość betonu na ściskanie i ciągliwość. Dodatkowo, uniemożliwia oddawanie energii poprzez hydratację cementu. W związku z tym, stosowanie WG w betonie jest wysoce odradzane w wielu zastosowaniach. Nadal jednak możliwe jest zwiększenie urabialności betonu poprzez włączenie do mieszanki odpadów szkła i marmuru.
Przeprowadzono kilka eksperymentów w celu określenia wpływu proszku szklanego na urabialność betonu. W badaniu przeprowadzonym przez Raju i Kumar oceniono wpływ proszku szklanego na urabialność betonu w zakresie od pięciu do czterdziestu procent w krokach co 5%. Określono wytrzymałość betonu na ściskanie i zginanie, a dodatek proszku szklanego zmniejszył zarówno wytrzymałość, jak i spadek mieszanek. Wytrzymałość wzrasta do 20%, a następnie spada wraz z większą ilością proszku szklanego. Autorzy przypisują zmiany wytrzymałości reakcji pucolanowej i wypełnianiu pustych przestrzeni.
Slump
Standardową metodą określenia ilości proszku szklanego potrzebnego do mieszanki betonowej jest zastosowanie dwóch mieszanek kontrolnych: mieszanki cementowej o masie 350 kg/m3 i mieszanki betonowej o masie 400 kg/m3. W obu przypadkach proporcje wody i cementu kontrolowano metodą Abrama. Stwierdzono, że obecność proszku szklanego powoduje zwiększenie spadku aż o 18,5 cm. Było to nieoczekiwane, biorąc pod uwagę różnicę pomiędzy mieszankami cementu i proszku szklanego. Pomiaru wilgotności dokonano również po 3 dniach, 28 dniach i 56 dniach. Beton miał utratę wytrzymałości z powodu utwardzania i pobierania próbek.
Do mieszanki zawierającej 7,5% proszku szklanego zastosowano dodatek reduktora wody typu F. Zalecana dawka reduktora wody wynosi 1,2 l/100 kg cementu, ale dla uzyskania szerszego marginesu manipulacji zastosowano 80% tej dawki. Następnie dokonano rekalibracji zawartości cementu i wody w celu uzyskania początkowego spadku. Początkowy spadek wahał się od 14 do 15 cm w zależności od zawartości cementu.
Wytrzymałość na rozciąganie
Na wytrzymałość na rozciąganie szkła wodnego w betonie wpływa zawartość pasty cementowej oraz reakcja pucolanowa pomiędzy szkłem odpadowym a cementem. Wyższe dawki cementu zmniejszają wytrzymałość na rozciąganie łupka. Wysoka zawartość cementu zmniejsza efekt rozcieńczenia i reakcję alkaliczno-krzemionkową. Obniża to urabialność stwardniałego betonu, powodując powstawanie pustek. Dlatego podczas przygotowywania betonu należy unikać wyższych dawek cementu.
Stosowanie odpadów szklanych jako częściowego zamiennika kruszywa drobnego może mieć kilka konsekwencji. Może wpłynąć na nasiąkliwość, porowatość i wytrzymałość betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu. Jednak udział szkła odpadowego w mieszance betonowej ma kluczowe znaczenie dla uzyskania maksymalnej wytrzymałości na rozciąganie. Popiół lotny może być zastąpiony przez dziesięć procent masy cementu w betonie. Zwiększenie udziału szkła odpadowego w betonie będzie miało wpływ na końcową wytrzymałość betonu.
Wpływ na środowisko
Zastosowanie szkła z recyklingu w betonie może mieć ogromny wpływ na środowisko. Zastosowanie szkła w betonie zmniejszy zużycie cementu i popiołu lotnego, z których oba mają duży wpływ na środowisko. Materiały te mogą być produkowane przy użyciu czystych paliw kopalnych, takich jak węgiel, i zmniejszą ilość szkodliwych substancji chemicznych, które są uwalniane do powietrza. Szkło może być również ponownie wykorzystane, co zmniejsza zapotrzebowanie na nowy beton i żużel.
Zastosowanie włókien szklanych w betonie jest korzystne, ponieważ poprawia wiązanie pomiędzy matrycą spoiwa a włóknem szklanym. Włókno szklane w betonie zmniejsza porowatość materiału, zwiększając jego wytrzymałość i sztywność. Dodatkowo zapewnia przepuszczalność światła, dzięki czemu jest kompatybilne ze środowiskiem. Wpływ włókien szklanych na środowisko jest znaczący, ale warto wspomnieć o zaletach tego materiału. Może on być stosowany do zastępowania cementu lub do wzmacniania betonu.
Podobne tematy
- Jak szkło wodne wpływa na beton
- Jaki plastyfikator wybrać do betonu styropianowego?
- Jakie są klasy konsystencji betonu?
Moi rodzice od najmłodszych lat zabierali mnie do swojej firmy budowlanej i uczyłam się od nich najlepszych technik planowania oraz zarządzania budową. Gdy dorosłam, zajęłam się tematem budownictwa na własną rękę, stąd moje duże doświadczenie w tej dziedzinie.