The effect of cement paste content and the water-cement ratio on the effectiveness of chosen anti-shrinkage admixture

openaccess, Vol. 648 (08) 2026 / środa, 19 sierpnia, 2026

Wpływ ilości zaczynu i stosunku wodno-cementowego na efektywność wybranej domieszki przeciwskurczowej

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2026.08.01

citation/cytuj: Gołaszewski J., Gołaszewska M., Cygan G., Gajdzik A., Hajduszkiewicz S. The effect of cement paste content and the water-cement ratio on the effectiveness of chosen anti-shrinkage admixture. Materiały Budowlane. 2026. Volume 648. Issue 08. Pages 1-11. DOI: 10.15199/33.2026.08.01

The aim of the study was to determine the effect of a selected shrinkage-reducing admixture (SRA) on the shrinkage of mortars with different slurry volumes and different w/c ratios. In addition, the effect of the SRA on other properties of these mortars was evaluated, namely: consistency, air content in the mortar, flexural and compressive strength, and water absorption. Based on the results obtained, it can be concluded that the w/c ratio and the paste volume in the mortar do not affect the nature of the action, the effects, or the effectiveness of the selected SRA. In addition to its anti-shrinkage effect, the SRA admixture exhibited a plasticizing effect, reduced the air content in fresh mortar, and decreased flexural strength, with a negligible effect on the compressive strength of hardened mortars. The tested SRA admixture significantly reduced water absorption, particularly capillary absorption, by the mortar, thereby potentially contributing to improved durability of cementitious composites.

Celem badań było określenie wpływu wybranej domieszki redukującej skurcz (SRA) na skurcz zapraw o różnej objętości zaczynu oraz różnym stosunku w/c. Ponadto oceniono wpływ SRA na inne właściwości tych zapraw, takie jak: konsystencja; zawartość powietrza w zaprawie, wytrzymałość na zginanie i ściskanie oraz nasiąkliwość. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że stosunek w/c oraz objętość zaczynu w zaprawie nie wpływają na charakter działania, skutki ani skuteczność wybranego SRA. Oprócz funkcji przeciwskurczowej, domieszka SRA wykazała działanie plastyfikujące, zmniejszyła zawartość powietrza w świeżej zaprawie oraz wytrzymałość na zginanie, przy znikomym wpływie na wytrzymałość na ściskanie stwardniałych zapraw. Badana domieszka SRA znacznie ograniczyła absorpcję wody przez zaprawę, zwłaszcza kapilarną, dzięki czemu może przyczynić się do poprawy trwałości kompozytów cementowych.
shrinkage reducing admixtures; cement paste content effect; w/c effect; shrinkage; mortar properties

domieszki przeciwskurczowe; wpływ ilości zaczynu; wpływ w/c; skurcz; właściwości zapraw
  1. Neville A.M.: Właściwości betonu. Polski Cement Polski, Kraków 2000
  2. Kurdowski W.: Chemia cementu i betonu, Wydawnictwo Polski Cement, Kraków 2010
  3. Pei-min Z., Zhi-hai H., Application of shrinkage reducing admixture in concrete: A review, Constr. Build. Mater., 2019, https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat.2018.12.209.
  4. Tran N. P., Gunasekara C., Law D.W., Houshyar S., Setunge S., Cwirzen A., A critical review on drying shrinkage mitigation strategies in cement-based materials, J. Build. Eng., 2021, https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102210.
  5. Zhan P., He Z.: Application of shrinkage reducing admixture in concrete: A review”, Constr. Build. Mater., 2019, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2018.12.209.
  6. Videla C, Aguilar C.: Effectiveness of shrinkage-reducing admixtures on Portland pozzolan cement concrete”, Mater. Constr. 2005, https://doi. org/10.3989/mc.2005.v55.i278.186
  7. Bentz D.P., Jensen O.M.: Mitigation Strategies for Autogenous Shrinkage Cracking. Cem. Concr. Compos, 2004, DOI: 10.1016/S0958‒9465 (03)00045‒3.
  8. Gołaszewski J.: Concrete admixtures: Effects, evaluation and performance testing, application (in polish). Politechnika Śląska, vol. 609, Gliwice 2016,
  9. Weiss W.J, Shah S.P.: Restrained shrinkage cracking: the role of shrinkage reducing admixtures and specimen geometry. Mater. Struct., 2002, DOI: 10.1617/13799
  10. Weiss W. J, Yang W., Shah S.P.: Shrinkage cracking of restrained concrete slabs. J. Eng. Mech. 1998, DOI: 10.1061/(ASCE) 0733‒9399 (1998)124:7 (765)
  11. Gołaszewski J., Gołaszewska M., The effect of shrinkage reducing admixture and expansive admixture on properties of mortars with Portland and slag cement, Arch. Civ. Eng., 2022, DOI: 10.24425/ace.2022.140646
  12.  Nmai C.K., Tomita R., Hondo F., Buffenbarger J.: Shrinkage Reducing- Admixtures. CI, 1998, 20 (4), 31‒37
  13. Newberry C.: Using Shrinkage-Reducing Admixtures to Minimize Shrinkage Cracking. Quality Concrete, 2001, 7 (11) 179‒181
  14. Kamimoto H., Ishikawa K., Uchida Y.: Freezing and Thawing Resistance of Concrete Using Shrinkage-Reducing Admixture. 6th CANMET/ACI International Conference of Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, SP-195, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2000, 415‒430
  15.  Berke N.S., Li L., Hicks M.C., Bae J.: Improving Concrete Performance with Shrinkage-Reducing Admixtures. 7th CANMET/ACI International Conference of Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, SP-217, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2003, 37‒50
  16.  Han Y.: The Effect of Shrinkage-Reducing Admixture on Mechanical Properties and Volume Stability of Concrete. Environmental Ecology and Technology of Concrete, 2006, p. 230‒234
  17. Holland T.: Using Shrinkage-Reducing Admixtures. Concrete Construction, 1999, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.302‒303.230
  18.  Klausen A. E., Kanstad T.: The effect of shrinkage reducing admixtures on drying shrinkage, autogenous deformation, and early age stress development of concrete, Struct. Concr., 2021, https://doi.org/10.1002/suco.201900583.
  19. Wang L., Song Y., Tang Z., Ma G., Long G., Xie Y.: Experimental study on the drying shrinkage mitigation technique for cement-based materials in plateau: Low-heat cement and shrinkage-reducing admixture, Case Stud. Constr. Mater, 2025, https://doi.org/10.1016/j.cscm.2025.e05170.
  20. Saliba J., Rozière E., Grondin F., Loukili A.: Influence of shrinkage-reducing admixtures on plastic and long-term shrinkage, Cem. Concr. Compos., 2011, https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2010.10.006.
  21. Kioumarsi M., Azarhomayun F., Haji M., Shekarchi M.: Effect of Shrinkage Reducing Admixture on Drying Shrinkage of Concrete with Different w/
  22. Kucharczyková B., Kocáb D., Rozsypalová I., Karel O., Misák P., Vymazal T., Measurement and evaluation proposal of early age shrinkage of cement composites using shrinkage-cone, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 379, International Conference Building Materials, Products and Technologies 29–31 May 2018, Blansko-Češkovice, Czech Republic, DOI 10.1088/1757‒899X/379/1/012038
  23.  EN 1015‒3:1999; Test Methods for Fresh Mortar Consistence by Flow Table. Comité Européen de Normalisation (CEN): Brussels, Belgium, 1999.
  24. EN 413-2:2016; Masonry Cement Test Methods for Fresh Mortar Compliance. Comité Européen de Normalisation (CEN): Brussels, Belgium, 2016.
  25.  Gołaszewski, J.; Cygan, G.; Gołaszewska, M.; Klemczak, B.; Jonkers, H.; Zhilyaev, D.; Koenders, E.A.B. Utilization of Recycled Foam Concrete Powder with Phase-Change Material as a Cement or Sand Replacement: Impact on Mortar Properties and Superplasticizer Performance. Sustainability 2026, https://doi.org/10.3390/su18021004
prof. dr hab. inż. Jacek Gołaszewski, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0003-4110-5581
dr inż. Małgorzata Gołaszewska, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-5249-2639
dr inż. Grzegorz Cygan, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-5534-704X
mgr inż. Aleksandra Gajdzik, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
mgr inż. Sara Hajduszkiewicz, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa

dr inż. Małgorzata Gołaszewska, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-5249-2639

Correspondence address: malgorzata.golaszewska@polsl.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2026.08.01

Article in PDF file

Received: 16.02.2026 / Artykuł wpłynął do redakcji: 16.02.2026 r.
Revised: 20.04.2026 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 20.04.2026 r.
Published: 19.08.2026 / Opublikowano: 19.08.2026 r.