Influence of ground lime rock addition as a partial replacement for quartz aggregate on selected properties of lime-cement mortars

openaccess, Vol. 614 (10) 2023 / czwartek, 26 października, 2023

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2023.10.04

Klimek Beata. 2023. Influence of ground lime rock addition as a partial replacement for quartz aggregate on selected properties of lime-cement mortars. Volume 614. Issue 10. Pages 15-20. Article in PDF file

Accepted for publication: 20.09.2023 r.

The results of the preliminary research described in the paper provided new knowledge on the possibility of using lime rock as a partial replacement for sand. Quartz filler was substituted with ground lime rock in the amount of 10, 20, and 30%. The changes in the studied physical characteristics of the mortars reflect the material characteristics of lime rock. When analyzing the mechanical properties, it can be observed that the addition of ground lime rock as a partial replacement for quartz aggregate causes a decrease in flexural tensile strength for all mixes compared to the reference sample. In turn, the compressive strength of mortars increases by 7.67% when 20% of quartz aggregate is substituted.
  1. Trochonowicz M, Drobek K., Budownictwo z opoki wapnistej na terenie Lubelszczyzny, Teka Komisji Architektury, Urbanistyki i Studiów Krajobrazowych. https://doi.org/10.35784/teka. 2845.
  2. Barnat-Hunek D. Hydrofobizacja opoki wapnistej w obiektach zabytkowych Kazimierza Dolnego. Monografie Wydziału Budownictwa iArchitektury. 2010. Politechnika Lubelska, Lublin.
  3. Bralewska E, Penkala B, Zasuń H, Grynkiewicz M. Badania przyczyn niszczenia odnawialnej elewacji Spichlerza Ulanowskich w Kazimierzu Dolnym oraz możliwości wykonania poprawek. 074/501/037/6/82. Politechnika Warszawska, Warszawa 1983.
  4. Bus A, Karczmarczyk A. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. 2014. Polska Akademia Nauk.
  5.  Pinińska J. Właściwości geomechaniczne opok. Górnictwo i Geoinżynieria. 2008; 32: 293.
  6. Brogowski Z, Renman G. Characterization of opoka as a basis for its use in wastewater astewater treatment. Polish Journal of Environmental Studies. 2004; (13) 1: 15 – 20.
  7. Kotlyar VD, Lapunova KA, Kozłow GA. Wyroby ceramiki ściennej na bazie opoka i węglowych. Procedia Eng. 2016; 150: 1452.
  8.  Marzec M, Pieńko A, Gizińska-Górna A. Pytka A, Jóźwiakowski K, Sosnowska B, Kamińska A, Listos A. Zastosowanie skały węglanowo -krzemionkowej (opoka) do usuwania żelaza, manganu i bakterii wskaźnikowych z wód gruntowych. Journal of Water and Land Development. 2017; DOI: 10.1515/jwld-2017-0054.
  9.  Przekop RE, Jakubowska P, Sztorch B, Kozera R, Dydek K, Jałbrzykowski M, Osiecki T, Marciniak P, Martyła A, Kloziński A.; et al. Opoka – Skała osadowa jako nowy typ hybrydowego wypełniacza mineralnego do kompozytów polimerowych. Appl. Chem. 2021; 1: 90 – 110.
  10.  Dobiszewska, M. Zastosowanie pyłu bazaltowego, jako substytutu piasku w zaprawie i betonie cementowym. Budownictwo i Architektura. 2016; 15 (4): 75 – 85.
  11.  Klimek B. The problem of repairing the stone facades on an example of Donjon fortress Kłodzko. In Current Issues in Research, Conservation and Restoration of Historic Fortifications, 9th ed.; Grudziński, Z., Bevs, M., Eds.; Polytechnic National University: Lviv, Ukraine, 2017: 113 – 122.
  12.  Barnat-Hunek D, Grzegorczyk-Franczak, M, Klimek B, PavlíkováM, Pavlík Z. Properties ofMulti-Layer Renders with FlyAsh and Boiler Slag Admixtures for Salt-Laden Masonry. Constr. Build. Mater. 2021; 278: 122366.
  13.  Pękala A. Puch F. Influence of environmental factors on physical and mechanical characteristics of the opoka-rocks, Archives of Civil Engineering. DOI: 10.24425/ ace.2021.138503.
  14. PN-EN1097-6:2022-07Badaniamechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw–Część 6: Oznaczanie gęstości ziarn i nasiąkliwości.
  15.  PN-EN 1936:2010Metody badań kamienia naturalnego – Oznaczanie gęstości i gęstości objętościowej oraz całkowitej i otwartej porowatości.
  16.  PN-EN 13755:2008 Metody badań kamienia naturalnego – Oznaczanie nasiąkliwości przy ciśnieniu atmosferycznym.
  17.  PN-EN 1925:2001Metody badań kamienia naturalnego – Oznaczanie współczynnika nasiąkliwości kapilarnej.
  18.  PN-EN 1926:2007Metody badań kamienia naturalnego – Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie.
  19. EN 933-1:2000 Badanie właściwości geometrycznych kruszyw – Część 1: Oznaczanie rozkładu wielkości cząstek.
  20.  EN 1015-2:2000 Metody badań zapraw do murów – Pobieranie i przygotowanie próbek zapraw do badań.
  21. PN-EN 1015-3:2000Metody badań zapraw do murów – Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą stolika rozpływu).
  22. PN-EN 1015-11:2000 Metody badań zapraw do murów – Określenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie stwardniałej zaprawy.
  23.  Jozefaciuk G, Skic K, Adamczuk A, Boguta P, LamorskiK. Structure and Strength of Artificial Soils Containing Monomineral Clay Fractions. Materials. 2021; https://doi.org/10.3390/ma- 14164688.
  24. Woźniak Z, Chajec A. Wpływ mączki granitowej na wybrane właściwości zapraw cementowych. Materiały Budowlane. 2022; 4: 58 – 61.
  25. Khan MI, Usman M, Rizwan SA, Hanif A. Self-ConsolidatingLightweight Concrete Incorporating Limestone Powder and FlyAsh as Supplementary Cementing Material. Materials. 2019; https://doi. org/10.3390/ma12183050.
  26.  Selvasofia ASD, Dinesh A, Sarath Babu V. Investigation of Waste Marble Powder in the Development of Sustainable Concrete. Mater. Today Proc. 2021; https://doi.org/10.1016/j.matpr. 2020.10.536.
  27.  Vardhan K, Siddique R, Goyal S. Strength, Permeation and Micro-Structural Characteristics of Concrete Incorporating Waste Marble. Constr. Build. Mater. 2019; https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat.2019.01.079.
  28.  SinghalV, Nagar R, AgrawalV. Use o fMarble Slurry Powder and Fly Ash to Obtain Sustainable Concrete. Mater. Today Percent. 2021; https://doi.org/10.1016/j.matpr. 2020.10.572_bookmark11_ bookmark85_bookmark91_bookmark92_ bookmark95_bookmark104.
  29. Costigan A. An experimental study of the physical properties of lime mortar and their effect on lime-mortar masonry, PhD dissertation, University of Dublin, 2013.
  30.  Kalagri A, Karatasios I, Kilikoglou V, The effect of aggregate size and type of binder onmicrostructure and mechanical properties of NHL mortars. Constr. Build. Mater. 2014; https:\doi. org\10.1016\j.conbuildmat.2013.11.111.
  31.  Grilo J, Silva AS, Faria P, Gameiro A, Veiga R, Velosa A, Mechanical and mineralogical properties of natural hydraulic lime-metakaolin mortars in different curing conditions, Constr. Build. Mater. 2014; https://doi.org/10.1016/ j.conbuildmat.2013.10.045.
  32.  Forster AM, Razali N, Banfill P, Szadurski E, Torney C, The influence of calcitic filler in hydraulic lime mortars for use in high temperature and high humidity climatic conditions: A preliminary investigation, in: J. J. Hughes, J. Válek, C. Groot (Eds.), Hist. Mortars, Springer International, 2019: DOI: https://doi. org/10.1007/978-3-319-91606-4.
  33.  Allen G, Hydraulic lime mortar for stone, brick and block masonry. Routledge. 2003; https://doi. org/10.4324/9781315781273.
  34.  Dobiszewska M, Bagcal O, Beycioğlu A, Goulias D, Köksal F, Niedostatkiewicz M, Ürünveren H. Influence of Rock Dust Additives as Fine AggregateReplacement on Properties of Cement Composites – A Review. Materials. 2022; https://doi. org/10.3390/ma15082947.
dr inż. Beata Klimek, Politechnika Lubelska, Wydział Budownictwa i Architektury ORCID: 0000-0002-6967-9766

dr inż. Beata Klimek, Politechnika Lubelska, Wydział Budownictwa i Architektury ORCID: 0000-0002-6967-9766

 b.klimek@pollub.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2023.10.04

Article in PDF file