Durability and performance characteristics of concretes with novel type supplementary materials  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
109233
Type K
Principal investigator Nemes, Rita
Title in Hungarian Tartósság és teljesítőképesség összefüggései új típusú kiegészítő anyag tartalmú betonok esetén
Title in English Durability and performance characteristics of concretes with novel type supplementary materials
Keywords in Hungarian tartósság, nagy teljesítőképességű beton, metakaolin, szilikapor, szilárdság, keménység
Keywords in English durability, high performance concrete, metakaolin, silica fume, strength, hardness
Discipline
Architecture (Council of Physical Sciences)80 %
Ortelius classification: Architecture
Material Science and Technology (chemistry) (Council of Physical Sciences)20 %
Panel Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent Department of Construction Materials and Technologies (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Borosnyói, Adorján
Fenyvesi, Olivér
Gyurkó, Zoltán
Kristály, Ferenc
Mucsi, Gábor
Nemes, Rita
Salem, Georges Nehme
Szilágyi, Katalin
Zsigovics, István
Starting date 2013-09-01
Closing date 2018-08-31
Funding (in million HUF) 16.824
FTE (full time equivalent) 9.51
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
A beton az emberi történelem egyik legidősebb mesterséges szerkezeti anyaga és a második leggyakrabban használt anyag a Földön az édesvíz után. Az egyik legszélesebb körben használt építőanyag, amelyből évente közel 25 Gt használnak föl. A beton legfontosabb és egyidejűleg a leginkább környezetkárosító alapanyaga a cement. A cement-kiegészítő anyagok (SCM) használata jelentősen csökkentheti a cementgyártás során keletkező szén-dioxid kibocsátást. Ha ez a helyettesítő anyag hulladék alapú vagy egy ipari melléktermék, akkor a környezeti hatékonyság tovább növelhető. A legnagyobb mennyiségű alapanyag a betonban az adalékanyag (homokos-kavics). Ha ez is hulladékból származik, akkor gazdaságosabb és környezetbarátabb. Ennek azonban kompatibilisnek kell lennie a cementtel és az SCM-mel. Ezt ellenőriztük a kutatásban. A hulladék adalékanyagok kis mértékben csökkentették az SCM-ek hatékonyságát, de így is jelentős kedvező hatást értünk el. A legfontosabb eredmény az, hogy kiválasztottuk, melyik hulladék alapú SCM a legmegfelelőbb a cement helyettesítésére a szilárdság, ill. a tartósság (fagyállóság, tűzállóság) szempontjából. A nyers pernye, a pórusbeton-por és a perlit por kedvező volt. Próbáltuk kombináltan is alkalmazni az SCM-eket, de sajnos semmilyen kombinációban nem tapasztaltunk további kedvező eredményt. A kutatást kiterjesztettük a minőség-ellenőrzési és a tervezési / modellezési szempontokra is, hogy teljes képet kapjunk ezen anyagok használatáról.
Results in English
Concrete is the oldest artificial construction material, and the second material, which is used by people on our planet after freshwater. It is one of the most widely used building material with a global consumption rate appr. 25 Gt/year. Cement is the most important and at the same time the most environmentally damaging raw material of concrete. The partial substitution of Portland cement with supplementary cementitious materials (SCM) can significantly reduce the CO2 emission of the cement production. If this substitute material is a waste material or a by-product then the environmental attractiveness continues to grow. Aggregate is the raw material in concrete, which used in the largest quantity. If the aggregate comes from waste, it is more ecological. This should be compatible with cement and SCMs. Compatibility was established. The waste aggregates have slightly reduced the efficiency of the auxiliary materials and we have shown which areas can be used beneficially. The most important result is the we selection of the waste powders which are the most favorable for cement substitution for strength and durability (frost and fire resistance). The preferred SCMs are waste fly ash, cellular concrete powder, waste perlite. We wanted to find out which supplementary materials could be combined well, but unfortunately no more positive results were found in any combination. The tests were also developed with regards to quality control and design/modeling considerations.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=109233
Decision
Yes





 

List of publications

 
Mohammed Abed, Rita Nemes: Reused Recycled Aggregate Concrete (RRAC), Proceedings of 5th International fib Congress, Better - Smarter – Stronger, 7 – 11 October 2018 Melbourne, Australia, (accepted, expected appearance: October 2018), 2018
Mohammed Abed, Rita Nemes: Characteristics of Cement Pastes Incorporating Different Amounts of Waste Cellular Concrete Powder, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials (accepted, expected appearance: December 2018), 2018
Zoltán Gyurkó, Rita Nemes: Energy-based evaluation of hardness testing with Discrete Element Method, Institute of Physics (IOP) Conference Series: Materials Science and Engineering (accepted, expected appearance: October 2018), 2018
Abed Mohammed, Nemes Rita: Long-term durability of self-compacting high-performance concrete produced with waste materials, Construction and Building Materials 212 pp. 350-361, 2019
Abed Mohammed, Nemes Rita, Lublóy Éva: The impact of time on the heat resistance of self-compacting high-performance concrete incorporated with recycled martials, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 11p., 2019
Gyurkó Zoltán, Nemes Rita: Fracture modelling of normal concrete using different types of aggregates, Engineering Failure Analysis 101 pp. 464-472, 2019
Abed Mohammed, Nemes Rita: Fresh properties of the self-compacting high-performance concrete using recycled concrete aggregate, Építõanyag – Journal of Silicate Based and Composite Materials 71 : 1 pp. 18-23, 2019
Abed Mohammed, Nemes Rita: Mechanical Properties of Recycled Aggregate Self-Compacting High Strength Concrete Utilizing Waste Fly Ash, Cellular Concrete and Perlite Powders, Periodica Polytechnica-Civil Engineering 63 : 1 pp. 266-277, 2019
Gyurkó Zoltán, Jankus Bence, Fenyvesi Olivér, Nemes Rita : Sustainable applications for utilization the construction waste of aerated concrete , Journal of Cleaner Production, 230 pp. 430-444, 2019
Nemes Rita, Blága Csaba, Tamásné Nyitrai E Cecília: Hulladék újrahasznosításának lehetőségei cementkötésű építőelemben, Török Á, Görög P, Vásárhelyi B (szerk.) Mérnökgeológia-Kőzetmechanika Kiskönyvtár; 23. pp. 327-332., 2018
Mucsi Gábor, Szabó Roland, Kristály Ferenc, Gombkötő Imre: Szilikát-tartalmú hulladékok együttes hasznosítása, Török Á, Görög P, Vásárhelyi B (szerk.) Mérnökgeológia-Kőzetmechanika Kiskönyvtár; 23. pp. 227-290., 2018
Gyurkó Zoltán, Nemes Rita: Comparison of modelling of hardness testing with DEM and FEM, Proceedings of the 12th International PhD Symposium in Civil Engineering pp. 405-412., 2018
Gyurkó Zoltán, Nemes Rita: Discrete Element Modelling of Compressive Strength Testing of No-Fines Concrete, PROCEEDINGS 2018:(2) Paper 555. 7 p., 2018
Mohammed Abed, Rita Nemes: Characteristics of cement pastes incorporating different amounts of unprocessed waste fly ash (UWFA), Proceedings of the 12th International PhD Symposium in Civil Engineering pp. 11-17., 2018, 2018
Gyurko Z, Szijarto A, Abed M, Nemes R: EFFECT OF CELLULAR CONCRETE POWDER ON DURABILITY OF NORMAL STRENGTH CONCRETE, ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING ENVIRONMENT 11:(2) pp. 59-64., 2018
Adorján Borosnyói, Katalin Szilágyi: Studies on the spatial variability of rebound hammer test results recorded at in-situ testing, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, 2013
Katalin Szilágyi, Adorján Borosnyói, Tamás Mikó: Comparison of the inherent variability in rebound hammer tests performed with different testing instruments, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, 2013
Adorján Borosnyói, Patricija Kara, Lilla Mlinárik, Karina Kase: Performance of waste glass powder (WGP) supplementary cementitious material (SCM) – Workability and compressive strength, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, 2013
Patricija Kara, Adorján Borosnyói, Olivér Fenyvesi: Performance of waste glass powder (WGP) supplementary cementitious material (SCM) – Drying shrinkage and early age shrinkage cracking, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, 2014
Katalin Szilágyi, Adorján Borosnyói, István Zsigovics: Extensive statistical analysis of the variability of concrete rebound hardness based on a large database of 60 years experience, Construction and Building Materials, 2014
Katalin Szilágyi, Adorján Borosnyói, Tamás Mikó: Effect of compaction, curing and surface moisture content on the rebound hardness of concrete, Concrete Structures, Annual technical journal of the Hungarian Group of fib, 2014
Patyi Noémi: Új típusú cement kiegészítő anyagok kombinált alkalmazása habarcsokban a tartósság fokozására - MSc diplomamunka, BME Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék, 2014
Sik Gergely Attila: Mállott, repedezett kőzetkörnyezet és vonalas szennyvízműtárgy betonja közötti kölcsönhatások mérnökgeológiai és anyagtani elemzése - MSc diplomamunka, BME Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék, 2014
Gál Emese: Új típusú cement kiegészítő anyagok kombinált alkalmazása betonokban a tartósság fokozására - MSc diplomamunka, BME Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék, 2014
Takács Róza: Pernye kiegészítőanyagot tartalmazó betonok teljesítőképességének vizsgálata - MSc diplomamunka, BME Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék, 2014
Adorján Borosnyói: Compressive strength of normal and high strength concretes under combined influence of loading rate and service temperature, Periodica Polytechnica Civil Engineering - paper in press, 2014
Borosnyói Adorján: Korrózióálló, szálerősítésű polimer (FRP) betétek alkalmazása acélbetétek helyettesítésére vasbeton szerkezetekben, Korróziós Figyelő - cikk megjelenésre elfogadva, 2014
Lilla Mlinárik, Adorján Borosnyói: Possibility of the reuse of industrial by-products in concrete technology, THE WR18 CONFERENCE - paper in press, 2014
Adorján Borosnyói: Variability case study based on in-situ rebound hardness testing of concrete. Part 1. Statistical analysis of inherent variability parameters, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, 2014
Katalin Szilágyi, Adorján Borosnyói, István Zsigovics: Extensive statistical analysis of the variability of concrete rebound hardness based on a large database of 60 years experience, Construction and Building Materials, 2014
Adorján Borosnyói: Compressive strength of normal and high strength concretes under combined influence of loading rate and service temperature, Periodica Polytechnica Civil Engineering, 2014
Borosnyói Adorján: Korrózióálló, szálerősítésű polimer (FRP) betétek alkalmazása acélbetétek helyettesítésére vasbeton szerkezetekben, Korróziós Figyelő, Vol. 54, No. 1, 2014/1, pp. 3-15., 2014
Lilla Mlinárik, Adorján Borosnyói: Possibility of the reuse of industrial by-products in concrete technology, 18th International Conference on Waste Recycling (WR18), 2014
Adorján Borosnyói: Permeability and corrosion resistance of concretes with combined supplementary cementing material (SCM) content, Korróziós Figyelő, Vol. 54, No. 3, 2014/3, pp. 1-7. – paper in press, 2014
Borosnyói Adorján: Betonszerkezetek helyszíni roncsolásmentes vizsgálati eredményeinek értékelése geostatisztikai módszerrel, Vasbetonépítés, Vol. 16, No. 4, 2014/4, pp. 81-85., 2014
Adorján Borosnyói: Variability case study based on in-situ rebound hardness testing of concrete. Part 2. Statistical analysis of spatial variability parameters, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, Vol. 66, No. 4, 2014/4, pp. 94-99., 2014
Péter Kerekes, Adorján Borosnyói: Performance of novel type three dimensionally deformed steel fibres for concrete, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, Vol. 66, No. 4, 2014/4, pp. 105-108., 2014
Zoltán Gyurkó, Adorján Borosnyói: Brinell-hardness testing and discrete element modelling of hardened concrete, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, Vol. 67, No. 1, 2015/1, pp. 8-11., 2015
Nemes Rita: Könnyűbetonok fagyasztásvizsgálatának érdekességei, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, Vol. 67, No. 1, 2015/1, pp. 24-27., 2015
Salem G. Nehme: Kiegészítőanyagok hatása a szokványos és az öntömörödő betonokra. 1. rész. Szakirodalmi áttekintés, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, Vol. 67, No. 1, 2015/1, pp. 28-33., 2015
Olivér Fenyvesi, Bence Jankus: Opportunities in recycling AAC waste as aggregate for lightweight concrete, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, Vol. 67, No. 2, 2015/2, pp. 66-70., 2015
Salem G. Nehme: Kiegészítőanyagok hatása a szokványos és az öntömörödő betonokra. 2. rész. Laboratóriumi vizsgálatok, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, Vol. 67, No. 2, 2015/2, pp. 71-78., 2015
Emese Gál, Adorján Borosnyói: Freeze-thaw salt scaling resistance of HPC with combined metakaolin and silica fume slurry usage, Concrete Structures, Vol. 16, 2015, pp. 57-61., 2015
Adorján Borosnyói: NDT assessment of existing concrete structures: Spatial analysis of rebound hammer results recorded in-situ, Engineering Structures and Technologies - in press, 2015
Adorján Borosnyói, Attila Erdélyi: De-icing salt scaling damage kinetics of fibre reinforced concretes made with high bond crimped steel fibres, Periodica Polytechnica Civil Engineering, Vol. 59, No. 3, 2015/3, pp. 279-286., 2015
Adorján Borosnyói: Influence of service temperature and strain rate on the bond performance of CFRP reinforcement in concrete, Composite Structures, Vol. 127, 2015, pp. 18-27., 2015
Heli Tamás: Fagy- és olvasztósó álló hídépítési betonok Magyarországon – MSc diplomamunka, BME Hidak és Szerkezetek Tanszék & BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék, 2015
Adorján Borosnyói: NDT assessment of existing concrete structures: Spatial analysis of rebound hammer results recorded in-situ, ENGINEERING STRUCTURES AND TECHNOLOGIES 7:(1) pp. 1-12., 2015
Adorján Borosnyói: Development of compressive strength of HPC with the use of supplementary cementing material (SCM) combination, ÉPÍTŐANYAG 67:(3) pp. 110-115., 2015
Zoltán Gyurkó, Rita Nemes: Effect of Standard Deviation of Contact Normal Strength in DEM for Concrete, 4th International Conference Contemporary Achievements in Civil Engineering 2016. 1048 p. Subotica, Szerbia, 2016.04.22 Subotica: Univerzitet u, 2016
Réka Anna Nagy, Adorján Borosnyói: Beton repedéstágassága és a betonacél korrózió összefüggése, ÉPÍTŐANYAG 68:(1) pp. 6-13., 2016
Abdulkader El Mir, Salem Georges Nehme, Kinga Nehme: In situ application of high and ultra high strength concrete, ÉPÍTŐANYAG 68:(1) pp. 20-23., 2016
Gábor Mucsi: Mechanical activation of power station fly ash by grinding – A review, ÉPÍTŐANYAG 68:(2) pp. 56-61., 2016
Adorján Borosnyói, Anna Szijártó: Metakaolin vizsgálata cement kiegészítő anyagként a k-érték elve szerint, ÉPÍTŐANYAG 68:(2) pp. 40-44., 2016
Adorján Borosnyói: Long term durability performance and mechanical properties of high performance concretes with combined use of supplementary cementing materials, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 112: pp. 307-324., 2016
Szijártó Anna: Perlit kiegészítőanyagot tartalmazó betonok teljesítőképességének vizsgálata - BSc diplomamunka, BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék, 2016
Zoltán Gyurkó, Adorján Borosnyói: DEM modelling of hardness testing of normal-strength concrete, Proceedings of the 11th fib internalional PhD Syposium in Civil Engineering University of Tokyo Japán, 2016.08.29-2016.08.31., 2016
Abdulkader El Mir, Salem G NEHME: Application of chloride induced corrosion model for self-compacting concrete based on experimental data, Proceedings of the 11th fib internalional PhD Syposium in Civil Engineering University of Tokyo Japán, 2016.08.29-2016.08.31., 2016
Lilla Mlinárik, Katalin Kopecskó, Adorján Borosnyói: Properties of cement mortars in fresh and hardened condition influenced by combined application of SCMs, Építőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials, Vol. 68, No. 2, 2016
Gyurkó Zoltán, Szijártó Anna, Mohammed Abed, Nemes Rita: Effect of cellular concrete powder on durability of normal strength concrete, Proceedings of 12th Central European Congress on Concrete Engineering/Innovative Materials and Technologies for Concrete Structures, Vol. 12, pp. 179-187., 2017
Lilla Mlinárik, Katalin Kopecskó: The Influence of Combined Application of Two SCMs on the Corrosion and Acid Attack Durability of Mortars, Periodica Polytechnica Civil Engineering, 61(2), pp. 313–321, 2016
Rita Nemes, Tamás K. Simon: Non-destructive strength estimation of lightweight aggregate concretes, Materials Science Forum Vol. 885, pp 104-110, 2017
Zoltán Gyurkó, Anna Szijártó, Rita Nemes: Increasing freeze-thaw resistance of concrete by additions of powdered cellular concrete and clay bricks, Procedia Engineering, Vol. 193C, pp. 11-18., 2017
Abed Mohammed, Nemes Rita: Possibility of Producing Green, Self-Compacting, High Performance Concrete (GSCHPC) - Review, CONCRETE STRUCTURES: ANNUAL TECHNICAL JOURNAL: JOURNAL OF THE HUNGARIAN GROUP OF FIB 18: pp. 21-29., 2017
Gyurkó Zoltán, Nemes Rita: Size Effect on Cylinder and Cube Strength of Concrete, CONCRETE STRUCTURES: ANNUAL TECHNICAL JOURNAL: JOURNAL OF THE HUNGARIAN GROUP OF FIB 17: pp. 18-22., 2016
Peták Anikó (Konzulensek: Mucsi Gábor, Szabó Roland): Biomassza pernye alapú geopolimer hab fejlesztései alapkísérletek, Szakdolgozat, Miskolci Egyetem, 2016
Egyed Balázs (Konzulensek: Mucsi Gábor, Kristály Ferenc): Pumicit finomőrlési vizsgálata keverőmalomban, az őrlemények alkáli aktiválása, Szakdolgozat, Miskolci Egyetem, 2017





 

Events of the project

 
2016-03-08 12:35:49
Résztvevők változása
2016-02-29 14:48:59
Vezető kutató váltás
Régi vezető kutató: Borosnyói Adorján
Új vezető kutató: Nemes Rita

A vezető kutató váltás indoka: Közalkalmazotti jogviszonya megszűnik a Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen. Hosszabb időre külföldre utazik.
2015-11-19 15:01:50
Résztvevők változása
2015-03-09 17:41:44
Résztvevők változása
2014-09-05 11:23:59
Résztvevők változása




Back »