The impact of defects on the compressive strength of foamed concrete

openaccess, Vol. 628 (12) 2024 / poniedziałek, 23 grudnia, 2024

Wpływ uszkodzeń na wytrzymałość pianobetonu na ściskanie

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2024.12.07

citation/cytuj: Kadela M., Garbacz A. The impact of defects on the compressive strength of foamed concrete. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 48-54. DOI: 10.15199/33.2024.12.07

The aim of the article was to present the defects that may occur in foamed concrete at the construction stage and how it can affect the compressive strength. The tests of the compressive strength of foamed concrete were carried out on core samples taken from the insulation layer of the flat roof structure of the selected investment, in which foamed concrete was used. The effect of foamed concrete defects (shrinkage cracks, cracks, losses, delamination of layers, etc.) on the compressive strength and the image of sample destruction were assessed. Based on the analysis of laboratory test results, types of foamed concrete defects and its impact on the compressive strength were developed, as well as the method of their elimination and/or protecting against such damage.

W artykule omówiono uszkodzenia, jakie mogą wystąpić w pianobetonie na etapie wykonawstwa oraz jak mogą one wpłynąć na wartość wytrzymałości na ściskanie. Badania wytrzymałości na ściskanie pianobetonu przeprowadzono na próbkach rdzeniowych pobranych z warstwy ociepleniowej stropodachu wybranej inwestycji, w której to w warstwie izolacyjnej zastosowano pianobeton. Oceniono wpływ wad pianobetonu (rys skurczowych, spękań, ubytków, delaminacji warstw itp.) na wytrzymałość na ściskanie oraz schemat zniszczenia próbek. Na podstawie analizy wyników badań laboratoryjnych opracowano podział uszkodzeń pianobetonu i ich wpływ na wytrzymałość na ściskanie, jak również sposób ich eliminacji i/lub zabezpieczenia przed takimi uszkodzeniami.
lightweight concrete; cellular concrete; shrinkage cracks; cracks; voids; compressive strength.

lekki beton; beton komórkowy; rysy skurczowe; pęknięcia; ubytki; wytrzymałość na ściskanie.
  1. Van Deijk S. Foam concrete, Concr. 1991; 25 (5): 49–54.
  2. Jones MR, Mc Carthy A. Preliminary views on the potential of foamed concrete as a structural material. Mag. Concrete Res. 2005; https://doi. org/10.1680/macr. 2005.57.1.21.
  3.  Cox LS. Major road and bridge projects with foam concrete. In: Dhir RK, Newlands MD.,Mc Carthy A., editors. Use of foamed concrete in construction. London: Thomas Telford Publishing; 2005. pp. 105-112.
  4.  Kadela M, Drusa M. Foamed Concrete Reinforced with Polypropylene Fibers and Geotextile in Geotechnical Applications. In: Czarnecki L, Garbacz A, Wang R, Frigione M, Aguiar JB. Concrete-Polymer Composites in Circular Economy. Proceedings of the 17th International Congress on Polymers in Concrete (ICPIC 2023); https://doi. org/10.1007/978-3-031- 72955-3.
  5.  Decký M, Drusa M, Zgútová K, Blaško M, Hájek M, Scherfel W. Foam concrete as new material in road constructions. Proc. Eng. 2016; https://doi. org/10.1016/j. proeng. 2016.08.585.
  6.  Kadela M, Babiak B. Pianobeton w budownictwie komunikacyjnym. Materiały Budowlane 2018; https://doi. org/10.15199/33.2018.03.32.
  7.  Pokorska I, Kysiak A. Technologia pianobetonu jako rozwiązanie problemu budownictwa socjalnego. Zesz. Nauk. Pol. Częstoch. Bud. 2012; 18: 205-210.
  8.  Pokorska-Silva I, Kadela M, Fedorowicz L. A reliable numerical model for assessing the thermal behavior of a dome building. J. Build. Eng. 2010; https://doi. org/10.1016/j. jobe. 2020.101706.
  9.  Mydin MAO, Wang Y. Structural performance of lightweight steel-foamed concrete – steel composite walling system under compression. Thin-Wall. Struct. 2011; https://doi. org/10.1016/j. tws. 2010.08.007.
  10.  Hulimka J, Krzywoń R, Knoppik-Wróbel A. Use of foamed concrete in the structure of passive house foundation slab. In: Proceedings of 7th International Conference on Analytical Models and New Concepts in Concrete and Masonry Structures AMCM2011. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej; 2011. pp. 221-222.
  11.  Klemczak B, Koenders EAB, Jonkers H, Fachinotti V, Mankel Ch, Röser F, Dolado JS, Erkizia E, Dauvergne J-L, Ortega A, Zanoni F, Červenka J, Düngfelder M, Stunz Ch, Zhilyaev D, Kolev VA. Ultralekki pianobeton z dodatkiem materiału zmiennofazowego do stosowania jako termoizolacja. Materiały Budowlane. 2024; https://doi. org/10.15199/33.2024.02.09.
  12. Krzywoń R, Hulimka J, Jędrzejewska A. Techniczne możliwości zbrojenia pianobetonowych płyt fundamentowych. Czasop. Inż. Ląd., Środ. Arch./J. Civ. Eng., Environ. Architect. 2017; https://doi. org/10.7862/rb.2017.127.
  13. https://pianobeton. pl/(data dostępu: 1.11.2024).
  14.  www. cemex. pl/insularis-piano-pianobeton (data dostępu: 1.11.2024).
  15.  Jones MR, Mc Carthy A. Behaviour and assessment of foamed concrete for construction applications. In: Dhir RK, Newlands MD, Mc Carthy A., editors. Use of foamed concrete in construction. Proceedings of International Conference on the Use of Foamed Concrete in Construction. London: Thomas Telford; 2005. pp. 61–88.
  16. Ramamurthy K, Nambiar EK, Ranjani GIS. A classification of studies on properties of foam concrete. Cem. Concr. Compos. 2009; https://doi. org/10.1016/j. cemconcomp. 2009.04.006.
  17. Kadela M, Winkler-Skalna A, Łoboda B, Kukiełka A: PIANOBETON – charakterystyka materiałowa oraz możliwości zastosowania. Materiały Budowlane. 2015; https://doi. org/10.15199/33.2015.07.30.
  18.  Cox LS., Van Deijk S. Foam concrete: a different kind of mix. Concr. 2002; 36 (2): 54 – 55.
  19.  Kearsley EP, Wain wright PJ. The effect of porosity on the strength of foamed concre-te. Cem. Concr. Res. 2002; https://doi.org/10.1016/S0008- -8846 (01) 00665-2.
  20.  Nambiar EK, Ramamurthy K. Air-void characterization of foam concrete. Cem. Concr. Res. 2007; https://doi.org/10.1016/j.cemconres. 2006.10.009.
  21.  Kadela M, Kukiełka A. Influence of foaming agent content in fresh concrete on elasticity modulus of hard foam concrete. In: Brittle Matrix Composite (11) – Proceedings of the 11th International Symposium on Brittle Matrix Composites BMC 2015. Warszawa: Wydawnictwo Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN; 2015. pp. 489 – 496.
  22.  Silva N, Mueller U, Malaga K, Hallingberg P, Cederqvist Ch. Foam concrete-aerogel composite for thermal insulation in light weight sandwich facade elements. In: Concrete 2015: Proceedings of the 27th Biennial National Conference of the Concrete Institute ofAustralia in conjunction with the 69th RILEMWeek „Construction Innovations, Research into Practice”. Melbourne: Institute of Australia Australia; 2015. pp. 1355-1362.
  23.  Fu Y, Wang X, Wang L, Li Y. Foam concrete: A state-of-the-art and state-of-the-practice review. Adv. Mater. Sci. Eng. 2020; https://doi. org/10.1155/2020/6153602.
  24.  Gołaszewski J, Klemczak B, Smolana A, Gołaszewska M, Cygan G, Mankel Ch, Peralta I, Röser F, Koenders EAB.Wpływ rodzaju środka pianotwórczego na właściwości pia-nobetonu o bardzo niskiej gęstości. Materiały Budowlane. 2002; https://doi. org/10.15199/33.2022.07.08.
  25.  Raj A, Sathyan D, Mini KM. Physical and functional characteristics of foam concrete: A review. Constr. Build. Mater. 2019; https://doi. org/10.1016/j. conbuildmat. 2019.06.052.
  26.  Czarnecki L, Emmons PH. Naprawa i ochrona konstrukcji betonowych. Kraków: Polski Cement; 2002.
  27.  Czarnecki L., Łukowski P., Garbacz A. Naprawa i ochrona konstrukcji z betonu. Warszawa: PWN; 2016.
prof. dr hab. inż. Marta Kadela, prof. Instytutu, Instytut Techniki Budowlanej
ORCID: 0000-0003-2127-0061
prof. dr hab. inż. Andrzej Garbacz, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0002-5229-7884

prof. dr hab. inż. Marta Kadela, prof. Instytutu, Instytut Techniki Budowlanej ORCID: 0000-0003-2127-0061

Correspondence address: m.kadela@itb.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2024.12.07

Article in PDF file

Received: 14.09.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 14.09.2024 r.
Revised: 18.10. 2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 18.10. 2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano: 20.12.2024 r.