Influence of metahaloysite and CSA cement on the self-healing of cracks in cementitious composites cured in water

openaccess, Vol. 636 (8) 2025 / czwartek, 28 sierpnia, 2025

Wpływ metahaloizytu i cementu CSA na samozarastanie rys w kompozytach cementowych dojrzewających w wodzie

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.08.05

citation/cytuj: Owsiak Z., Grzmil W., Tutaj-Dudała M. Influence of metahaloysite and CSA cement on the self-healing of cracks in cementitious composites cured in water. Materiały Budowlane. 2025. Volume 636. Issue 08. Pages 35-40. DOI: 10.15199/33.2025.08.05

Partial or complete crack self-healing in cement composites can be achieved by using a cementitious binder containing additives. The purpose of this study was to evaluate the effect of metahaloysite and calcium sulfoaluminate cement additives on cracks self-healing in cement composites curing in water. The results of the study showed that the use of metahaloysite and CSA cement as cement additives influences the self-healing of cracks in cement composites matured in water.

Częściowe lub całkowite samozarastanie rys w kompozytach cementowych można uzyskać przez zastosowanie spoiwa cementowego zawierającego dodatki. Celem badań była ocena wpływu dodatku metahaloizytu i cementu wapniowo siarczanoglinianowego do cementu na samozarastanie rys w kompozytach cementowych dojrzewających w wodzie. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że zastosowanie metahaloizytu oraz cementu CSA jako dodatków do cementu ma wpływ na samozarastanie rys.
self-healing; cement composites; metahaloysite; calcium sulfoaluminate cement CSA.

samozarastanie; kompozyty cementowe; metahaloizyt; cement wapniowo siarczanoglinianowy CSA.
  1. Huang H, Ye G, Damidot D. Effect of blast furnace slag on self-healing of microcracks in cementitious materials. Cement and Concrete Research. 2014; t. 60, s. 68 – 82.
  2. Pang B, Zhou Z, Hou P, Du P, Zhang L, Xu H. Autogenous and engineered healing mechanisms of carbonated steel slag aggregate in concrete. Construction and Building Materials. 2016; t. 107, s. 191 – 202.
  3.  Van TittelboomK, De Belie N. Self-Healing in CementitiousMaterials – A Review. Materials. 2013; t. 6, nr 6, s. 2182 – 2217.
  4.  Lin X, W. Li W, Castel A, Kim T, Huang Y, i Wang K. A comprehensive review on self-healing cementitious composites with crystalline admixtures: Design, performance and application. Construction and Building Materials. 2023; t. 409, s. 134108.
  5.  Qureshi T.S, Al-Tabbaa A. Self-healing of drying shrinkage cracks in cement-based materials incorporating reactiveMgO, SmartMater. Struct. 2016; t. 25, nr 8, s. 084004.
  6.  Jiang Z, LiW,Yuan Z. Influence of mineral additives and environmental conditions on the self-healing capabilities of cementitiousmaterials, Cement and Concrete Composites. 2015; t. 57, s. 116 – 127.
  7.  Fronczyk J, Janek M, Szeląg M, Pyzik A, Franus W. Immobilization of (bio-) healing agents for self-healing concrete technology: Does it really ensure long-termperformance. Composites Part B: Engineering. 2023; t. 266, s. 110997.
  8.  Gołaszewski J, Gołaszewska M. Properties of mortars with Calcium Sulfoaluminate cements with the addition of Portland cement and limestone. Archives of Civil Engineering. 2021; s. 425–435.
  9.  Owsiak Z, Szczykutowicz K. Physical and mechanical properties of meta-halloysite-based geopolymer mortars, Cement Wapno Beton. 2024; t. 28, nr 5, s. 351 – 361.
  10.  Ruan S, Qiu J, Yang EH, Unluer C. Influence of crack width on the stiffness recovery and self-healing of reactivemagnesia-based binders under CO2 – H2O conditioning. Construction and Building Materials. 2021; t. 269, s. 121360.
  11. Hung CC, Su YF. Medium-term self-healing evaluation of Engineered Cementitious Composites with varying amounts of fly ash and exposure durations. Construction and Building Materials. 2016; t. 118, s. 194 – 203.
  12.  Jacobsen S, Sellevold EJ. Self healing of high strength concrete after deterioration by freeze/thaw, Cement and Concrete Research. 1996; t. 26, nr 1, s. 55 – 62.
  13.  Łukowski P. Współczesne domieszki uszczelniające i wspomagające samozaleczanie betonu. Budownictwo, Technologie, Architektura. 2020; t. 1, s. 64 – 66.
  14. Frei R, Mc William R, Derrick B, Purvis A, Tiwari A, Serugendo GDM. Self-Healing and Self-Repairing Technologies, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2013; t. 69, s. 1033 – 1061.
  15.  PN-EN 196-1:2016-07. Metody badania cementu – Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
  16. PN-EN 12504-4:2005, Badania betonu. Część 4. Oznaczenie prędkości fali ultradźwiękowej.
  17.  Saikia N, Usami A, Kato S, Kojima T. Hydration Behaviour of Ecocement in Presence of Metakaolin. Resour. Process. 2004. DOI: 10.4144/rpsj.51.35.
  18.  Zhou Y et. al.: Influence of metakaolin and calcined montmorillonite on the hydration of calcium sulphoaluminate cement. Case Stud. Constr. Mater. 2022. DOI: 10.1016/j. cscm.2022.e01104.
prof. dr hab. inż. Zdzisława Owsiak, Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury
ORCID: 0000-0002-9278-912X
dr inż. Wioletta Grzmil, Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury
ORCID: 0000-0001-9362-8224
mgr inż. Magdalena Tutaj-Dudała, Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury
ORCID: 0009-0006-9871-4870

dr inż. Wioletta Grzmil, Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury
ORCID: 0000-0001-9362-8224

Correspondence address: wgrzmil@tu.kielce.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.08.05

Article in PDF file

Received: 10.02.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 10.02.2025 r.
Revised: 28.04.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 28.04.2025 r.
Published: 21.08.2025 / Opublikowano: 21.08.2025 r.