Roads and Bridges - Drogi i Mosty
20, 4, 2021, 397-412

Durability of paving concrete produced in a laboratory setting and obtained in field at expressway construction site

Wojciech Kubissa Mail
Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry, 17 Łukasiewicza St., 09-400 Płock
Mariusz Dąbrowski Mail
Institute of Fundament al Technological Research Polish Academy of Sciences, 5b Pawińskiego St., 02-106 Warsaw
Bartłomiej Chojnacki Mail
Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry, 17 Łukasiewicza St., 09-400 Płock
Michał A. Glinicki Mail
Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa St., 03-302 Warsaw
Published: 2021-11-22

Abstract

The article describes an experimental study of the properties of concrete designed for the construction of the bottom layer of two-layered road pavement with the exposed aggregate surface. Two types of materials were studied: industrially-produced concrete placed on a highway trial section using slip form technology and concrete produced in a laboratory setting, containing CEM II/A-V and CEM II/A-S Portland cement. The tested mixes contained granite or limestone coarse aggregate. The following basic performance properties were studied: compressive strength and split tensile strength, air void characteristics, freeze-thaw resistance, water absorption rate and chloride penetration. The mechanical properties and freeze-thaw resistance results obtained on the laboratory specimens were similar to those obtained on the cores drilled from the pavement. Despite the observed changes in the air void system parameters, mineral admixtures to Portland cements did not reduce the freeze-thaw resistance of concrete. The compressive strength was higher by up to 19% and sorptivity decreased by up to 22% in concrete containing cement with mineral admixtures.

Keywords


air-entrained concrete, air void characteristics, CEM I, CEM II/A-S, CEM II/A-V, durability, freeze-thaw resistance, road pavement, sorptivity.

Full Text:

PDF PDF

References


Mackiewicz P., SzydłoA., Krawczyk B.: Influence of the construction technology on the texture and roughness of concrete pavements. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 17, 2, 2018, 111-126, DOI: 10.7409/rabdim.018.007

SzydłoA., Mackiewicz P., Wardęga R., Krawczyk B.: Katalog typowych konstrukcji nawierzchni sztywnych. Załącznik do zarządzenia Nr 30 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 16.06.2014

Rudnicki T., Jurczak R.: Recycling of a Concrete Pavement after over 80 Years in Service. Materials, 13, 10, 2020, 2262, DOI: 10.3390/ma13102262

Warunki Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych D-05.03.04 v02 Nawierzchnia z betonu cementowego (dokument wzorcowy). GDDKiA, Warszawa, 30 września 2019, https://www.gov.pl/attachment/f0191eb6-a635-49ea-b0a9 -f33a7c0c5905 (dostęp 20.09.2021)

Glinicki M.A: Inżynieria betonowych nawierzchni drogowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2019

TL Beton-StB: Technische Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndeckenaus Beton. FGSV, Koln 2007

Breitenbücher R., Bou-Young Youn: Qualitätssicherung von Waschbetonoberflächen, Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen. Straßenbau, Heft S 66, 2010

Breitenbücher R., Costner C.: Waschbetonoberflächen, Mindestluftporengehalt in Waschbeton. Forschung Straßenbau und Straßenverkhertechnik, Heft 1084, Bonn 2013

Glinicki M.A., Dąbrowski M., Skrzypczyński M.: Influence of curing on the properties of air-entrained concrete in the upper layer of exposed aggregate pavement-modelling study. Cement, Wapno, Beton, 22/84, 4, 2017, 271-281

Łaźniewska-Piekarczyk B., Gołaszewski J.: Relationship Between Air-Content in Fresh Cement Paste, Mortar, Mix and Hardened Concrete Acc. to PN-EN 480-1 with Air-Entraining CEM II/BV. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 471, 3, 2019, 032044

Piasta W., Marczewska J.: Microstructural changes in air-entrained mortars and then subjected to freeze-thaw cycles and sulphate attack. Cement, Wapno, Beton, 21/83, 6, 2016, 439-446

Tunstall L.E., Ley M.T., Scherer G.W.: Air entraining admixtures: Mechanisms, evaluations, and interactions. Cement and Concrete Research, 150, 2021, 106557, DOI: 10.1016/j.cemconres.2021.106557

Reiterman P., Keppert M.: Effect of various de-icers containing chloride ions on scaling resistance and chloride penetration depth of highway concrete. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 19, 1, 2020, 51-64, DOI: 10.7409/rabdim.020.003

Glinicki M.A., Jaskulski R., Dąbrowski M.: Design principles and testing of internal frost resistance of concrete for road structures-critical review. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 15, 1, 2016, 21-43, DOI: 10.7409/rabdim.016.002

Giergiczny Z., Baran T., Dziuk D., Ostrowsk M.: The increase of concrete frost resistance by using cement with air-entraining agent. Cement, Wapno, Beton, 21/83, 2, 2016, 96-105

KubissaW.: Sorpcyjność betonu. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2016

Kubissa W., Jaskulski R.: Measuring and Time Variability of The Sorptivity of Concrete. Procedia Engineering, 57, 2013, 634-641, DOI: 10.1016/j.proeng.2013.04.080

PN-EN 197-1:2012 Cement – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku

Dziedzic K., Dąbrowski M., Antolik A., Glinicki A.: Characteristics of concrete mix air-entrainment applying the sequential pressure method. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 19, 2, 2020, 107-118, DOI: 10.7409/rabdim.020.007

PN-EN 206:2016 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność

PN-EN 12350-7:2019 Badania mieszanki betonowej – Część 7: Badanie zawartości powietrza – Metody ciśnieniowe

PN-EN 12350-2:2019 Badanie mieszanki betonowej – Część 2: Badanie konsystencji metodą opadu stożka

PN-EN 12390-3:2019 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań

PN-EN 12390-6:2011 Badania betonu – Część 6: Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek do badań

PN-B-06265:2018 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność – Krajowe uzupełnienie PN-EN 206+A1:2016-1

PN-EN 480-11:2008 Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu – Metody badań – Część 11: Oznaczanie charakterystyki porów powietrznych w stwardniałym betonie

Glinicki M.A.: Methods of qualitative and quantitative assessment of concrete air entrainment. Cement, Wapno, Beton, 19/81, 6, 2014, 359-369

ASTM B117-19 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus

Kaszuba S.: Kształtowanie składu trwałego betonu z udzia- łem cementów wieloskładnikowych (CEM II, CEM III) do zastosowania w budownictwie drogowo-mostowym. Praca doktorska, Politechnika Śląska, Gliwice 2019

Śliwiński J., Tracz T.: Sorpcyjność betonu zwykłego i wysokowartościowego. Cement, Wapno, Beton, 12/74, 1, 2007, 27-33

Glinicki M.A., Marks M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D.: Automatic categorization of chloride migration into concrete modified with CFBC ash. Computers and Concrete, 9, 5, 2012, 375-387

Krispel S.: Portland-slag cements – reduction of the residual risk of aggregates containing reactive components, in: M.A.T.M. Broekmans and B.J.Wigum (eds.), Proceedings of the 13th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete, Trondheim, Norway, 2008, 873-882


Durability of paving concrete produced in a laboratory setting and obtained in field at expressway construction site

  
Kubissa, Wojciech et al. Durability of paving concrete produced in a laboratory setting and obtained in field at expressway construction site. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, [S.l.], v. 20, n. 4, p. 397-412, nov. 2021. ISSN 2449-769X. Available at: <>. Date accessed: 04 Dec. 2021. doi:http://dx.doi.org/10.7409/rabdim.021.023.