Analysis of the use of recycled limestone flour for cement-lime binders and mortars

openaccess, Vol. 627 (11) 2024 / poniedziałek, 25 listopada, 2024

Analiza zastosowania recyklingowej mączki wapiennej do spoiw i zapraw cementowo-wapiennych

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2024.11.06

citation/cytuj: Langier B., Halbiniak J., Major I. Analysis of the use of recycled limestone flour for cement-lime binders and mortars. Materiały Budowlane. 2024. Volume 627. Issue 11. Pages 46-54. DOI: 10.15199/33.2024.11.06

The article analyzes the possibility of using limestone flour obtained from post-demolition limestone for cement-lime binders and mortars. The CEM I 52.5R cement binder was used for the tests, which was replaced with recycled limestone flour in amounts from 6 to 50% in accordance with the adopted research program. Based on selected cement binders modified with the addition of flour in the amount of 25, 40 and 50%, cement-lime mortars (CW) were prepared, on which, among others, strength tests were carried out. The obtained test results allowed for the design of the quantitative composition of CW mortars in classes M10, M5 and M2.5.

W artykule poddano analizie możliwość zastosowania mączki wapiennej, uzyskanej z porozbiórkowego kamienia wapiennego, do spoiw i zapraw cementowo-wapiennych. Do badań użyto spoiwa cementowego CEM I 52,5R, które zastępowano recyklingową mączką wapienną w ilości 6 – 50% zgodnie z przyjętym programem badań. Na bazie wytypowanych spoiw cementowych modyfikowanych dodatkiem mączki w ilości 25, 40 oraz 50% przygotowano zaprawy cementowo-wapienne (CW), na których przeprowadzono m.in. badania wytrzymałościowe. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na zaprojektowanie ilościowego składu zapraw CW w klasach M10, M5 oraz M2,5.
limestone flour; cement-lime mortar; recycling.

mączka wapienna; zaprawa cementowo-wapienna; recykling.
  1. Coronado M, Dosal E, Coz A, Viguri JR. Estimation of construction and demolition waste generation and multicriteria analysis of C&DW management alternatives: a caste study Spain, Waste Biomass Valori. 2011; DOI: 10.1007/s12649-011-9064-8.
  2.  Lam PTI, Yu ATW, Wu Z, Poon CS. Methodology for upstream estimation of construction waste for new building projects. J Clean Prod. 2019; DOI: 10.1016/j. jclepro. 2019.04.183.
  3.  Yang HM, Zhang SM, Wang L, Chen P, Shao DK, Tang SW, Li JZ. High – ferrite Portland cement with slag: hydration, microstructure, and resistance to sulphate attack at elevated temperature. Cement Concrete Comp. 2022; DOI: 10.1016/j. cemconcomp. 2022.104560.
  4.  Wang L, Luo R, Zhang W, JinM, Tang S. Effects of fineness and content of phosphorus slag on cemenet hydration, permeability, pore and fractal dimension of conrete. Fractals. 2021; DOI: 10.1142/S0218348X21400041.
  5. Halbiniak J, Katzer J, Major M, Major I. A Proposition of an in situ production a blended cement. Materials. 2020; DOI: 10.3390/ma13102289.
  6. Puertas F, Garcia-Diaz I, Barba A, Gazulla MF, Palacios M, Gomez MP, Martinez-Ramirez S. Ceramic wastes as alternative raw materials for Portland cement clinker production. Cement Concrete Comp. 2008; DOI: 10.1016/j.cemconcomp. 2008.06.003.
  7.  El Fami N, Ez-Zaki H, Boukhari A, Khachani N, DiouriA. Investigation on physical andmechanical properties ofMoroccan composite cement based on fly ash hang limestone. Materials Today-Proc. 2022; DOI: 10.1016/j. matpr. 2022.02.321.
  8. Ramezanian pour AliA, Ghiasvand E, Nickseresht I,MahdikhaniM,Moodi F. Influence of various amounts of limestone powder on performance of Portland limestone cement concretes. Cement Concrete Comp. 2009; DOI: 10.1016/j. cemconcomp. 2009.08.003.
  9. Barbhuiya A, Nepal J, Das BB. Properties, compatilibity, environmental benefits and future directions od limestone calcined clay cement (LC3) concrete: A review. Journal of Building Engineering 2023; DOI: 10.1016/j.jobe. 2023.107794.
  10.  Wang D, Shi C, Farzadnia N, Shi Z, Jia H, Ou Z. A review on use of limestone powder in cement – based materials: mechanism hydration and microstructures. Constr Build Mater. 2018; DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2018.06.075.
  11.  Segura J, Aponte D, Pela L, Roca P. Influence of recycled limestone filler additions one the mechanical behaviour of commercial premixed hydraulic lime based mortars. Constr Build Mater. 2020; DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2019.117722.
  12.  PN-EN 197-1:2012 Cement – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku.
  13.  PN-EN 196-1 Metody badania cementu. Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
  14.  PN-EN 196-3 Metody badania cementu. Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości.
  15.  PN-EN 413-1:2011 Cement murarski – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności.
  16. PN-B-10104:2014-03 Wymagania dotyczące zapraw murarskich ogólnego przeznaczenia – Zaprawy murarskie według przepisu, wytwarzane na miejscu budowy.
  17. PN-EN 1015-3 Metody badań zapraw do murów – Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą stolika rozpływu).
  18.  PN-EN 1015-4 Metody badań zapraw do murów – Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą penetrometru).
  19. PN-EN 1015-7:2000Metody badań zapraw do murów – Część 7: Określenie zawartości powietrza w świeżej zaprawie.
  20.  PN-EN1015-9:2000Metody badań zapraw do murów– Część 9:Określenie czasu zachowania właściwości roboczych i czasu korekty świeżej zaprawy.
  21.  PN-EN 1015-11:2020-04 Metody badań zapraw do murów – Część 11: Określenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie stwardniałej zaprawy.
dr inż. Bogdan Langier, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0001-5143-6013
dr inż. Jacek Halbiniak, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-2299-5913
dr hab. inż. Izabela Major, prof. PCz, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0003-1234-9317

dr hab. inż. Izabela Major, prof. PCz, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0003-1234-9317

Correspondence address: izabela.major@pcz.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2024.11.06

Article in PDF file

Received: 02.10.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 02.10.2024 r.
Revised: 30.10. 2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 30.10. 2024 r.
Published: 25.11.2024 / Opublikowano: 25.11.2024 r.