Effect of recycled glass powder on the strength and durability of low strength concretes

dr inż. Robert Jurczak, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie; Wydział Budownictwa i Architektury
ORCID: 0000-0003-3149-7497
mgr inż. Filip Szmatuła, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad Oddział Szczecin
ORCID: 0000-0001-9725-1540
dr inż. Tomasz Rudnicki, Wojskowa Akademia Techniczna; Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji
ORCID: 0000-0003-4522-2750
dr hab. inż. Jacek Korentz, prof. UZ, Uniwersytet Zielonogórski; Instytut Budownictwa
ORCID: 0000-0002-1521-8681

Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2021.11.07
Oryginalny artykuł naukowy

Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę wpływu dodatku stłuczki szklanej na właściwości betonu klasy C12/15, który stosuje się na drogach krajowych do wykonywania ław przy układaniu korytek ściekowych i krawężników. Mielone szkło dodawano bez zmniejszania ilości cementu. Jako zmienne niezależne przyjęto stosunek woda/cement oraz dodatek mielonego szkła wyrażony jako masowy stosunek jego zawartości do masy cementu. Przyjęty program badawczy obejmował głównie określenie wytrzymałości betonu na ściskanie, nasiąkliwości i odporności na działanie mrozu po 25 i 100 cyklach zamrażania i rozmrażania. Określono również charakterystykę porów powietrznych w stwardniałym betonie. Uzyskane wyniki badań potwierdziły korzystny wpływ dodatku mielonej stłuczki szklanej na zwiększenie wytrzymałości i trwałości betonu.
Słowa kluczowe: recykling; stłuczka szklana; mielone szkło; beton; wytrzymałość na ściskanie; trwałość.

Abstract. This paper presents an analysis of the effect of the addition of cullet on the properties of concrete of class C12/15, which is used on national roads to make footings for laying gutters and kerbs. Ground glass was added without reducing the amount of cement. The water/cement ratio and the addition of ground glass expressed as the mass ratio of its content to that of cement were adopted as independent variables. The research programme mainly involved determining the compressive strength of the concrete, water absorption and frost resistance after 25 and 100 freeze-thaw cycles. The characteristics of air pores in hardened concrete were also determined. The results obtained showed a beneficial effect of the addition of ground cullet on increasing the strength and durability of concrete.
Keywords: recycling; waste glass; glass powder; concrete; compressive strength; durability.

Literatura
[1] Drzymała T., B. Zegardło, P. Tofilo. 2020. „Properties of Concrete Containing Recycled Glass Aggregates Produced of Exploded Lighting Materials”. Materials 13: 3189.
[2] Du H., K. H. Tan. 2017. „Properties of high volume glass powder concrete”. Cement and Concrete Composites 75: 22 – 29.
[3] Kamali M., A. Ghahremaninezhad. 2015. „Effect of glass powders on the mechanical and durability properties of cementitious materials”. Construction and Building Materials 98: 407 – 416.
[4] Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych. Załącznik do zarządzenia nr 31 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z 16.06.2014 r.
[5] Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych. Załącznik do zarządzenia nr 30 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych iAutostrad z 16.06.2014 r.
[6] Małek M., W. Łasica, M. Jackowski, M. Kadela. 2020. „Effect of Waste Glass Addition as a Replacement for Fine Aggregate on Properties of Mortar”. Materials 13 (3): 1 – 19.
[7] MeenaM. K., J. Gupta, B. Nagar. 2018. „Performance of concrete by using glass powder”. International Research Journal of Engineering and Technology 5 (9): 840 – 844.
[8] Olofinnade O. M., A. N. Ede, J. M. Ndambuki, B. U. Ngene, I.Akinwumi, O. Ofuyatan. 2018. „Strength andmicrostructure of eco-concrete produced using waste glass as partial and complete replacement for sand”. Cogent Engineering 5 (1): 1483860.
[9] Omran A. F., E. D. Morin, D. Harbec, A. Tagnit- Hamou. 2017. „Long-term performance of glass-powder concrete in large-scale field applications”. Construction and Building Materials 135: 43 – 58.
[10] PN-S-96014:1997 Drogi samochodowe i lotniskowe. Podbudowa z betonu cementowego pod nawierzchnię ulepszoną. Wymagania i badania.
[11] PN-EN 12350-2:2019-07 Badania mieszanki betonowej – Część 2: Badanie konsystencji metodą opadu stożka.
[12] PN-EN 12350-7:2019-08 Badanie mieszanki betonowej – Część 7: Badanie zawartości powietrza – metody ciśnieniowe.
[13] PN-EN 12350-6:2019-08 Badania mieszanki betonowej – Część 6: Gęstość.
[14] PN-EN 12390-3:2019 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
[15] PN-EN 206: 2014-04 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
[16] PN-B-06250:1988 Beton zwykły.
[17] PN-EN 480-11:2008 Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu – Metody badań – Część 11: Oznaczanie charakterystyki porów powietrznych w stwardniałym betonie.
[18] Serpa D., S. S. Silva, J. de Brito, J. Pontes, D. Soares. 2013. „ASR of mortars containing glass”. Construction and Building Materials 47: 489 – 495.
[19] Sikora P., E. Horszczaruk, T. Rucińska, A. Straszyńska. 2015. „Wpływ wysokiej temperatury na właściwości mechaniczne zapraw cementowych ze stłuczką szklaną”. Materiały Budowlane 5: 116 – 118.
[20] Sordoń-Kulibaba B. 2008. „Zagospodarowanie odpadów szkła i opakowań szklanych”. Szkło i Ceramika, Rocznik 59, 15-17.
[21] Tamanna N., R. Tuladhar. 2020. „Sustainable Use of Recycled Glass Powder as Cement Replacement in Concrete”. The Open Waste Management Journal 13: 1 – 13.
[22] TIBCO Software Inc. (2017). Statistica Version 13.
[23] Warunki Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych. D-08.01.01 Krawężniki betonowe. GDDKiA, Warszawa, 2019. Available online: https://www. gddkia. gov. pl/frontend/web/userfil e s / a r t i c l e s / d / d o k ume n t y - t e c h n i c z - n e _ 8 1 6 2 /WWi O R B / p u n k t%2 0 8 / D - -08.01.01_KRAWĘŻNIKI%20BETONOWE_ V01. pdf (data dostępu: 30 września 2020 r.).
[24] Warunki Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych. D-05.03.04 Nawierzchnia z betonu cementowego.GDDKiA,Warszawa, 2019.Available online: https://www.gddkia.gov.pl/frontend/ web/userfiles/articles/d/dokumenty-techniczne_ 8162/WWiORB/punkt%205/D-05.03.04_NAWIERZCHNIA% 20Z%20BETONU%20CEMENTOWEGO_ V02.pdf (data dostępu: 30września 2020 r.).
[25] Zidol A. Z., M. T. Tognonvi, A. Tagnit-Hamou. 2017. „Effect of Glass Powder on Concrete Sustainability”. New Journal of Glass and Ceramic 7: 34 – 47.

Przyjęto do druku: 05.10.2021 r.

 

Zobacz więcej / Read more >>

Materiały Budowlane 11/2021, strona 41-46 (spis treści >>)