Kiegészítő anyag tartalmú zúzott beton, mint adalékanyag hatása az új beton tűzállóságára / The effect of recycled additive containing concrete as aggregates on the fire resistance of new concrete

Elsődleges fülek

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
23/16
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
hlavicka.viktor@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
A beton egyes tulajdonságainak javítása vagy különleges tulajdonságok elérése céljából, a betonban felhasznált finom szemcséjű szervetlen alkotóanyagokat nevezzük betonkiegészítő anyagoknak. A betonkiegészítő anyagok két csoportját különböztethetjük meg: közel inert kiegészítő anyagok (mészkőliszt, kvarcliszt, pigment), és puccolános vagy latens hidraulikus tulajdonságú kiegészítő anyagok (pernye, kohósalak, szilikapor, metakaolin).
 
Eddigi kutatások bizonyították, hogy a bizonyos betonkiegészítő anyagok adagolása rontja a beton tűzállóságát (szilikapor), azonban bizonyos betonkiegészítők a cementkőbe való beépülésükkel javítják a beton magas hőmérséklettel szembeni ellenállását (kohósalak, metakaolin).
 
Az építőipar napjainkban is zajló modernizációja a nagyfokú digitalizálás és robotizálás mellett egyre nagyobb hangsúlyt szentel az alkalmazott anyagok körforgásának biztosítására, a beépített anyagok minél nagyobb mennyiségben való újrahasznosítására. Ezért a beton esetén is egyre nagyobb az elvárás a beton anyagának bontás utáni újbóli beépítése. Erre az egyik legelterjedtebb módszer a betonzúzalék adalékanyagként való felhasználása új vasbetonszerkezetek esetén. Ezzel is mérsékelve a természetes adalékanyagok kitermelésének igényét, és a környezetre gyakorolt hatását.
 
A kutatás fő célja annak kísérleti úton való vizsgálata, hogy betonkiegészítő anyag tartalmú betonzúzalék adalékanyag hogyan befolyásolja az új beton tűzállóságát. A kutatás a következő kérdésekre keresi a választ:
    • Milyen optimális adagolás mellett lesz javító hatással az újrahasznosított adalékanyag metakaolin vagy kohósalak kiegészítőanyag tartalma az új beton tűzállóságára?
    • Milyen hatása van az újrahasznosított adalékanyag szilikapor kiegészítőanyag tartalmának az új beton tűzállóságára?
    • Milyen optimális adagolás mellett használható a zúzásból visszamaradt, adalékanyagként nem felhasználható, metakaolin vagy kohósalak tartalmú finom szemcse halmaz cement kiegészítő anyagként a cementkő hőállóságának javítására?
    • Milyen hatása van a zúzásból visszamaradt, adalékanyagként nem felhasználható, szilikapor tartalmú finom szemcse halmaz cement kiegészítő anyagként való alkalmazásának a cementkő hőállóságára?
 
***
 
For the purpose of improving certain properties or achieving special properties of concrete, the fine-grained inorganic materials used in concrete are refered to as concrete additives. Concrete additives can be divided into two groups: nearly inert additives (limestone powder, quartz powder, pigment) and pozzolanic or latent hydraulic additives (perlite, blast furnace slag, silica fume, metakaolin).
 
Previous studies have shown that the use of certain concrete additives reduces the fire resistance of concrete (silica fume), but certain concrete additives improve the resistance of concrete to high temperatures by incorporating into the cement matrix (blast furnace slag, metakaolin).
 
The ongoing modernization of the construction industry places increasing emphasis on ensuring the circulation of materials and the reuse of embedded materials, alongside the high degree of digitalization and robotization. Therefore, there is also a growing expectation for the reuse of concrete materials after demolition. One of the most common methods for this is the use of crushed concrete as aggregate in new reinforced concrete structures, thereby reducing the demand for natural aggregates and mitigating their impact on the environment.
 
The main objective of the research is to experimentally examine how the use of recycled concrete aggregate containing additives affects the fire resistance of new concrete. The research seeks to answer the following questions:
    • What is the optimal dosage of metakaolin or blast furnace slag as an additive in the recycled aggregate to improve the fire resistance of new concrete?
    • What is the effect of the recycled aggregate containing silica fume as an additive on the fire resistance of new concrete?
    • What is the optimal dosage of finely ground particles (which are not usable as aggregate) containing metakaolin or blast furnace slag as additive to improve the heat resistance of cement stone?
    • What is the effect of the application of finely ground particles (which are not usable as aggregate) containing silica fume as additive on the heat resistance of cement stone?
A téma meghatározó irodalma: 
    1. Heikal, M., El-Didamony, H., Sokkary, T. M., & Ahmed, I. A. (2013). Behavior of composite cement pastes containing microsilica and fly ash at elevated temperature. Construction and Building Materials, 38, 1180–1190. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.09.069
    2. Khan, M. S., Shariq, M., Akhtar, S., & Masood, A. (2020). Performance of high-volume fly ash concrete after exposure to elevated temperature. Journal of the Australian Ceramic Society, 56(2), 781–794. https://doi.org/10.1007/s41779-019-00396-6
    3. Morsy, M. S., Al-Salloum, Y. A., Abbas, H., & Alsayed, S. H. (2012). Behavior of blended cement mortars containing nano-metakaolin at elevated temperatures. Construction and Building Materials, 35, 900–905. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.099
    4. Poon, C.-S., Azhar, S., Anson, M., & Wong, Y.-L. (2003). Performance of metakaolin concrete at elevated temperatures. Cement & Concrete Composites, 25, 83–89. www.elsevier.com/locate/cemconcomp
    5. Saridemir, M., Severcan, M. H., Ciflikli, M., Celikten, S., Ozcan, F., & Atis, C. D. (2016). The influence of elevated temperature on strength and microstructure of high strength concrete containing ground pumice and metakaolin. Construction and Building Materials, 124, 244–257. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.07.109
    6. Wang, W., Liu, X., Guo, L., & Duan, P. (2019). Evaluation of properties and microstructure of cement paste blended with metakaolin subjected to high temperatures. Materials, 12(6). https://doi.org/10.3390/ma12060941
    7. Abdelmelek, N., & Lubloy, E. (2022a). Flexural strength of silica fume, fly ash, and metakaolin of hardened cement paste after exposure to elevated temperatures. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 147(13), 7159–7169. https://doi.org/10.1007/s10973-021-11035-3
    8. Abdelmelek, N., & Lubloy, E. (2022b). The impact of metakaolin, silica fume and fly ash on the temperature resistance of high strength cement paste. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 147(4), 2895–2906. https://doi.org/10.1007/s10973-021-10700-x
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
    1. ÉPÍTŐANYAG
    2. FIRE SAFETY JOURNAL (2022, Q1)
    3. JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY (2022, Q1)
    4. CONCRETE STRUCTURES: ANNUAL TECHNICAL JOURNAL: JOURNAL OF THE HUNGARIAN GROUP
    5. CONSTRUCTIONS AND BUILDINGS MATERIALS (2022, D1)
    6. PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING (2022, Q3)
    7. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE SPECIAL PUBLICATION
    8. MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH (2022, Q2)
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
    1. Lublóy Éva; Biró András; Hlavička Viktor; Németh Zsolt; Csanaky Judit: Effect of bulk density on flame resistance of rockwool in combined fire-resistant facings; JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 147: 21 pp. 12693-11704., 12 p. (2022)
    2. Szász Attila; Hlavička Viktor; Lublóy Éva; Biró András: Numerical modelling of the fire resistance of double sheared steel-to-timber connections; JOURNAL OF BUILDING ENGINEERING 37 Paper: 102150, 11 p. (2021)
    3. Lublóy Éva; Kapitány Kristóf; Balázs György L.; Földes Tamás; Hlavička Viktor; Hlavicka-Laczák Lili: CT and laboratory test of the wall panels after fire load; CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 211 pp. 1105-1116., 12 p. (2019)
    4. Czoboly Olivér; Lublóy Éva; Hlavička Viktor; Balázs L György; Kéri Orsolya; Szilágyi Miklós Imre: Fibers and fiber cocktails to improve fire resistance of concrete; JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 128: 3 pp. 1453-1461., 9 p. (2017)
    5. Lublóy É; Czoboly O; Hlavička V; Oros Zs; Balázs L Gy: Testnevelési Egyetem atlétikai csarnok Budapest, tűzeset 2015. október 15. – következmények; VASBETONÉPÍTÉS: A FIB MAGYAR TAGOZAT LAPJA: MŰSZAKI FOLYÓIRAT 17: 3 pp. 50-55., 6 p. (2015)
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
    1. Kanagaraj Balamurali; Lubloy Eva; Anand N.; Hlavicka Viktor; Kiran Tattukolla: Investigation of physical, chemical, mechanical, and microstructural properties of cement-less concrete – state-of-the-art review; CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 365 Paper: 130020 (2023)
    2. Hlavička Viktor; Hlavicka-Laczák Lili Eszter; Lublóy Éva: Residual fracture mechanical properties of quartz and expanded clay aggregate concrete subjected to elevated temperature; CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 328 Paper: 126845, 12 p. (2022)
    3. Biró, András; Hlavička Viktor; Lublóy Éva: Effect of fire-related temperatures on natural stones; CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 212 pp. 92-101., 10 p. (2019)
    4. Hlavička Viktor; Lublóy Éva: Concrete cone failure of bonded anchors in thermally damaged concrete; CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 171 pp. 588-597., 10 p. (2018)
    5. Lublóy Éva; Hlavička Viktor: Bond after fire; CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 132 pp. 210-218, 9 p. (2017)
Hallgató: 

A témavezető eddigi doktoranduszai

Zubair Yousuf (2022//)
Státusz: 
elfogadott