Skurcz przez wysychanie

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). Walcowa geometria próbki zapewnia radialne i równomierne wysychanie. 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 skurczu przez wysychanie jest rejestrowany automatycznie ze sterowanym interwałem. 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 całkowitego kompozytu referencyjnego. Jednoczesne badania skurczu całkowitego i skurczu autogenicznego pozwalają odseparować część odkształceń odpowiedzialną za skurcz przez wysychanie. Badania są przeprowadzane w stałych warunkach cieplno-wilgotnościowych: 20±2 °C; 50±5% RH. Istnieje także możliwość przeprowadzenia badań w sterowanej temperaturze i wilgotności 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:


Rozwój skurczu autogenicznego i skurczu przez wysychanie zapraw cementowych:
(a) zaprawa normowa, (b) zaprawa wysokowartościowa [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 dylatometryczna wg EN 12390-16:2020-03

Procedura badania zmian objętościowych kompozytów cementowych w wyniku wysychania została znormalizowana w Polskich normach branżowych: metoda Graf-Kaufmana (PN-B-06714/24:1984 – pomiar pionowy) i metoda Amslera (PN-B-06714/23:1984 – pomiar poziomy). Obecnie obowiązująca normą jest PN-EN 12390-16:2020-03, która swoją metodologią nawiązuje do metody Graf-Kaufmana. Pomiar deformacji skurczowych odbywa się na próbkach prostopadłościennych lub cylindrycznych układanych w formach. Po 1 dniu, próbki należy rozformować i umieścić w dylatometrze. Deformacje skurczowe są rejestrowane manualnie lub automatycznie ze sterowanym interwałem. Obecnie w laboratorium dysponujemy 12-ma cyfrowymi stanowiskami badawczymi z możliwością formowania próbek prostopadłościennych o geometrii: 40x40x160 mm i 50x50x250 mm (pomiar pionowy) oraz 100x100x400 mm (pomiar poziomy). Badania są przeprowadzane w stałych warunkach cieplno-wilgotnościowych: 20±2 °C; 50±5% RH. Istnieje także możliwość przeprowadzenia badań w sterowanej temperaturze i wilgotności otoczenia. Poniżej znajduje się przykład pomiarowy:

Wpływ metakaolinu na rozwój skurczu całkowitego zapraw cementowych o wskaźniku w/s = 0,5 [3].

-------------------------
[3] A. Zieliński, P. Wolka, W. Żebrowski, Wpływ dodatku metakaolinu na skurcz autogeniczny i całkowity materiałów o matrycy cementowej, Materiały budowlane 12/2022. DOI: 10.15199/33.2022.12.33