Monitoring the long-term durability and microstructure of polymer concrete patching materials with high content of secondary raw materials using advanced methods
Loading...
Date
2018-07-16
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
IOP Publishing
Altmetrics
Abstract
For commercially produced polymer systems, only primary raw materials are used
as fillers. These fillers are predominantly pure silica sand of various grading. The substitution
of primary materials with secondary raw materials, and their efficient use in the manufacture of
polymeric repairing substances, is an indisputable advantage of the use of secondary raw
materials. There is currently no general methodology for monitoring the long-term durability
and microstructure of repairing substances on a polymeric basis. In this article, long-term
durability was assessed by subjecting developed substances with a high content of secondary
raw materials (60% fly ash, 75% glass recyclate) to freezing cycles and subsequent cohesion
testing. Additionally, through exposure of a concrete element reprofiled by the developed
substance, the weather effects for approximately one year. The microstructure of polymeric
repairing substances cannot be observed by the same methods used for silicate substances.
With regard to the type of tested substance and the filler used, advanced CT tomography and
high resolution optical microscopy were chosen for monitoring the microstructure. Based on
the results of the tested substances cohesion with the underlying concrete following the
freezing cycles, and the evaluation of the taken images, it can be stated that the test repairing
substances have excellent long-term durability and can be used in different applications.
Furthermore, it was confirmed that replacing the primary filler with the secondary raw material
does not reduce the long-term durability of the polymeric repairing substances on an epoxy
basis. It was confirmed that only slight degradation occurs due to the photooxidation of epoxy
resin by UV radiation, but this does not have a significant effect on physical and mechanical
properties.
U komerčně vyráběných polymerních správkových systémů se jako plniva využívají pouze primární suroviny. V naprosto dominantní míře se jedná o čistý křemičitý písek různé zrnitosti. Nahrazení primárních surovin druhotnými a jejich efektivní využití při zhotovení polymerních správkových hmot je nespornou výhodou využívání druhotných surovin. Pro sledování dlouhodobé trvanlivosti a mikrostruktury správkových hmot na polymerní bázi neexistuje zatím v současnosti žádná obecná metodika. V rámci tohoto článku se dlouhodobá trvanlivost posuzovala podrobením vyvinutých hmot s vysokým obsahem druhotných surovin (60% popílek, 75% skelný recyklát) zmrazovacím cyklům a následným zkoušením soudržnosti. Dále pak vystavením betonového prvku, reprofilovaného vyvinutou hmotou, povětrnostním vlivům po dobu přibližně jednoho roku (2017). Mikrostrukturu polymerních správkových hmot nelze pozorovat stejnými metodami jako u silikátových hmot. S ohledem na typ zkoušené hmoty a použitá plniva byla pro sledování mikrostruktury zvolena pokročilá CT Tomografie a optická mikroskopie s vysokým rozlišením. Na základě výsledků soudržnosti zkoušených hmot s podkladním betonem po zmrazovacích cyklech a vyhodnocením pořízených snímků lze konstatovat, že zkoušené správkové hmoty vykazují vynikající dlouhodobou trvanlivost, přičemž je lze použít v rámci různých aplikací. Dále bylo potvrzeno, že nahrazením primárního plniva druhotnými surovinami nedochází ke snížení dlouhodobé trvanlivosti polymerních správkových hmot na epoxidové bázi. Pouze bylo potvrzeno, že dochází k mírné degradaci hmot vlivem fotooxidace epoxidové pryskyřice působením UV záření, což ale nemá výrazný vliv na fyzikálně-mechanické vlastnosti.
U komerčně vyráběných polymerních správkových systémů se jako plniva využívají pouze primární suroviny. V naprosto dominantní míře se jedná o čistý křemičitý písek různé zrnitosti. Nahrazení primárních surovin druhotnými a jejich efektivní využití při zhotovení polymerních správkových hmot je nespornou výhodou využívání druhotných surovin. Pro sledování dlouhodobé trvanlivosti a mikrostruktury správkových hmot na polymerní bázi neexistuje zatím v současnosti žádná obecná metodika. V rámci tohoto článku se dlouhodobá trvanlivost posuzovala podrobením vyvinutých hmot s vysokým obsahem druhotných surovin (60% popílek, 75% skelný recyklát) zmrazovacím cyklům a následným zkoušením soudržnosti. Dále pak vystavením betonového prvku, reprofilovaného vyvinutou hmotou, povětrnostním vlivům po dobu přibližně jednoho roku (2017). Mikrostrukturu polymerních správkových hmot nelze pozorovat stejnými metodami jako u silikátových hmot. S ohledem na typ zkoušené hmoty a použitá plniva byla pro sledování mikrostruktury zvolena pokročilá CT Tomografie a optická mikroskopie s vysokým rozlišením. Na základě výsledků soudržnosti zkoušených hmot s podkladním betonem po zmrazovacích cyklech a vyhodnocením pořízených snímků lze konstatovat, že zkoušené správkové hmoty vykazují vynikající dlouhodobou trvanlivost, přičemž je lze použít v rámci různých aplikací. Dále bylo potvrzeno, že nahrazením primárního plniva druhotnými surovinami nedochází ke snížení dlouhodobé trvanlivosti polymerních správkových hmot na epoxidové bázi. Pouze bylo potvrzeno, že dochází k mírné degradaci hmot vlivem fotooxidace epoxidové pryskyřice působením UV záření, což ale nemá výrazný vliv na fyzikálně-mechanické vlastnosti.
Description
Citation
IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018, vol. 385, issue 1, p. 1-6.
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/385/1/012019
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/385/1/012019
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en