  |
Skurcz autogeniczny
Metoda PST
Metoda PST (Plastic Sleeve Test / Polish Shrinkage Test) to autorskie rozwiązanie badawcze umożliwiające pomiar skurczu autogenicznego i skurczu przez wysychanie kompozytów cementowych w skali laboratoryjnej. Mieszanka cementowa jest formowana w rękawach foliowych, które zapobiegają dyfuzji wilgotności z próbki do otoczenia [1]. Próbki mają kształt walca o długości 300 mm i średnicy 25 mm (zaczyny i zaprawy cementowe), 40 mm (beton z maks. dk = 8 mm), 65 mm (beton z maks. dk = 16 mm). Średnice próbek spełniają warunek normy EN 12390-1 określający minimalny wymiar boku próbki względem 3,5-ktorności maksymalnej średnicy kruszywa. Rejestracja deformacji skurczowych odbywa się za pomocą cyfrowych czujników zegarowych o rozdzielczości 2 µm lub czujników indukcyjnych o rozdzielczości 1 µm, z precyzją pomiarową maks. 4 µm/m. Pomiar odkształceń autogenicznych jest rejestrowany automatycznie ze sterowanym interwałem od momentu zaformowania próbki do min. 28 dni. Metoda została pozytywnie zwalidowana z innymi metodami do pomiaru skurczu autogenicznego: ASTM C1698 i EN 12390-16 [1]. Obecnie w laboratorium dysponujemy 36-cioma cyfrowymi stanowiskami badawczymi, które pracując jednocześnie umożliwiają przeprowadzenie zaawansowanych badań dot. wpływu rodzaju i kompozycji składników na kinetykę skurczu autogenicznego kompozytu referencyjnego. Dodatkowo, przeprowadzamy badania w sterowanej temperaturze otoczenia z pomiarem temperatury w próbkach. Metoda PST jest objęta zastrzeżeniem patentowym [2]. Obecnie metoda jest normalizowana w standardzie ASHTOO w Stanach Zjednoczonych. Poniżej znajduje się przykład pomiarowy:
(a) (b)
Badania skurczu autogenicznego zaczynów cementowych:
(a) wpływ wskaźnika woda/cement, (b) wpływ rodzaju cementu [1].
-------------------------
[1] A. Zieliński, A.K. Schindler, 2024. Plastic-Sleeve Test Method to Measure Autogenous and Drying Shrinkage in Paste, Mortar, and Concrete: Test Results, Measurement 237, 115138. DOI: 10.1016/j.measurement.2024.115138
[2] A. Zieliński. Sposób formowania próbki do badania deformacji autogenicznych materiałów o matrycy na bazie spoiwa mineralnego lub organicznego we wczesnej i późnej fazie dojrzewania i stanowisko do tego formowania. Patent polski PL244502, zarejestrowany 11.06.2019 i opublikowany 05.02.2024. https://patents.google.com/patent/PL244502B1
Metoda rurek karbowanych wg ASTM C1698
Metoda rurek karbowanych wg normy amerykańskiej ASTM C1698, umożliwia badanie skurczu autogenicznego zaczynów i zapraw cementowych. Zastosowane uszczelnienie ma pomijalną sztywność podłużną. Średnica rurki (23 i 26 mm) zapewnia pomijalne oddziaływanie termiczne na proces rejestracji skurczu autogenicznego. Rejestracja deformacji skurczowych odbywa się za pomocą cyfrowych czujników zegarowych o rozdzielczości 2 µm lub czujników indukcyjnych o rozdzielczości 1 µm, z precyzją pomiarową maks. 4 µm/m. Odkształcenia autogeniczne są rejestrowane automatycznie ze sterowanym interwałem od momentu zaformowania próbki do min. 28 dni. Obecnie w laboratorium dysponujemy 3-ma cyfrowymi stanowiskami badawczymi. Dodatkowo, przeprowadzamy badania w sterowanej temperaturze otoczenia z pomiarem temperatury w próbkach. Poniżej znajduje się przykład pomiarowy:
Wpływ procentowej zawartości popiołu lotnego krzemionkowego (PL) na rozwój skurczu autogenicznego zaczynów cementowych. *k.c.w. - koniec czasu wiązania.
Stanowisko o regulowanej geometrii próbek
Stanowisko o stałej podstawie i przestawnych mocowaniach umożliwiających kształtowanie formy od 1 do 3 próbek w zakresie geometrii przekroju od 40x40 do 150x150 mm i regulowanej długości od 160 do 1000 mm [3-5]. Takie rozwiązanie pozwala rejestrować skurcz autogeniczny zaczynów i zapraw cementowych oraz betonów. Mieszanka cementowa jest układana w folii w miejscu późniejszego pomiaru. Regulowana długość próbki i pomiar deformacji skurczowych odbywa się na dwóch swobodnych końcach każdej z próbek. Przy zastosowaniu czujników o czułości 2 µm, technika pomiarowa pozwala osiągnąć dokładność odkształceń od 2 do 12,5 µm/m. Stanowisko o regulowanej geometrii próbek jest objęte zastrzeżeniem patentowym [6]. Poniżej znajduje się przykład pomiarowy:
Rozwój skurczu autogenicznego w zaczynach cementowych z CEM III/A 42,5N [3].
-------------------------
[3] A. Zieliński, E. Kapeluszna. Analysis of the development of autogenous shrinkage of CEM I 42.5R and CEM III/A 42.5N cement pastes with different water to cement ratios, Cement Wapno Beton, 28(1), 40–55, 2023. DOI: 10.32047/CWB.2023.28.1.4
[4] A. Zieliński, A.K. Schindler, M. Kaszyńska. Cracking risk of high-performance cement composites due to restrained autogenous shrinkage with and without soaked lightweight aggregate, Archives of Civil Engineering 2023;4(4):603-618. DOI: 10.24425/ace.2023.147679
[5] M. Kaszyńska, A. Zieliński. Autogenous Shrinkage in Self-Consolidating Concrete, ACI Special Publication, SP-340, Farmington Hills, MI, 2020, pp. 97-113. (ISBN: 9781641951012)
[6] A. Zieliński. Stanowiska do pomiaru odkształcalności materiałów o matrycy na bazie spoiwa mineralnego lub organicznego. Patent polski PL241667, zarejestrowany 03.12.2019 i opublikowany 14.11.2022. https://patents.google.com/patent/PL241667B1
Metoda dylatometryczna wg EN 12390-16:2020-03
Procedura badania skurczu autogenicznego wg norm europejskich została wprowadzona w 2020 roku w załączniku A do EN 12390-16. Pomiar deformacji skurczowych odbywa się na próbkach prostopadłościennych lub cylindrycznych układanych w formach. Po 1 dniu, próbki należy rozformować i uszczelnić folią/taśmą metalową lub z tworzywa sztucznego. Deformacje autogeniczne są rejestrowane manualnie lub automatycznie ze sterowanym interwałem od momentu uszczelnienia stwardniałej próbki (1 dzień) do min. 28 dni. Obecnie w laboratorium dysponujemy 12-ma cyfrowymi stanowiskami badawczymi z możliwością formowania próbek prostopadłościennych o geometrii: 40x40x160 mm i 50x50x250 mm (pomiar pionowy lub poziomy) oraz 100x100x400 mm (pomiar poziomy). Dodatkowo, przeprowadzamy badania w sterowanej temperaturze otoczenia.