Roads and Bridges - Drogi i Mosty
22, 4, 2023, 503-514

The influence of grain size composition on the stiffness modulus of mineral-cement-emulsion mixtures (MCEM) with the rubber powder addition

Jerzy Kukiełka Mail
https://orcid.org/0000-0001-7050-697X
Lublin University of Technology, Faculty of Civil Engeering and Architecture, 40 Nadbystrzycka St., 20-618 Lublin, Poland
Konrad Gałan Mail
https://orcid.org/0009-0004-7278-9968
Lublin University of Technology, Faculty of Civil Engeering and Architecture, 40 Nadbystrzycka St., 20-618 Lublin, Poland
Published: 2023-12-30

Abstract

The aim of the work is to determine the influence of the grain composition of MCEM modified with rubber powder on their stiffness modulus with the same amount of binders added. The mixtures were made in accordance with the instruction [6] using various reclaimed asphalt materials containing 5.6% and 10% of asphalt in the amount of 45% and 51% (m/m), respectively, grading aggregate in the amount of 53% and 47%, rubber powder 0/1 mm in an amount of 2% (m/m), CEM I 42.5 cement in an amount of 4% (m/m) and asphalt emulsion in an amount of 2% (m/m). The optimal moisture of mixtures determined by the Proctor test was 6% and 7%. Laboratory tests of the stiffness modulus were performed using the 4-point bending beam method at temperatures of 0°C, 20°C and 40°C in the case of coarse-grained mixtures and 10°C, 20°C and 40°C in the case of medium-grained mixtures at a given constant strain of 50 µm/m.

Keywords


mineral-cement-emulsion mixture, rubber powder, stiffness, grain size curves

Full Text:

PDF

References


Zawadzki J., Matras J., Mechowski T., Sybilski D.: Warunki techniczne wykonania warstw podbudo-wy z mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej (MCEM). IBDiM, Warszawa, 1999, Ser. Studia i Materiały, z. 61

D-04.10.01. Podbudowa z mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej MMCE. GDDP, Warszawa, 1999

Judycki J., Dołżycki B., Hutnik K., Stienss M.: Weryfikacja zasad projektowania mieszanek mineral-no-cementowo-emulsyjnych. Praca naukowo-badawcza Politechniki Gdańskiej, 2006

Judycki J., Dołżycki B., Wiśniewska Z.: Opracowanie procedury doprojektowania mieszanek mine-ralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Raport I. Praca naukowo-badawcza Politechniki Gdań-skiej, 2011

Judycki J., Dołżycki B., Szydłowski C., Ossowski B.: Opracowanie procedury doprojektowania mie-szanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Raport II. Praca naukowo-badawcza Poli-techniki Gdańskiej, 2012

Instrukcja projektowania i wbudowywania mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE). Politechnika Gdańska, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 2014

Kukiełka J.: Trwałość podbudów z mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Bu-downictwo i Architektura, 1, 1, 2007, s. 45-56

Kukiełka J.: Wpływ uziarnienia na wybrane cechy mechaniczne próbek z mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCEM). III Krajowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Estetyka i ochrona środowiska w drogownictwie” Nałęczów, 13-14 września 2007 r., s.104-112

Weinert F.: Merkblatt Kaltrecycling in situ - Betonstrassentagung 2001. Heft 25 (FGSV: Merkblatt für Kaltrecycling in situ im Straßenoberbau), Entwurf, Köln, 2002

Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C.: 12th International Conference Modern Building Materials, Structures and Techniques (MBMST 2016), Vilnius, Lithuania, 26-27.05.2016

Bocci M., Grilli A., Cardone F., Graziani A.: A study on the mechanical behaviour of cement-bitumen treated materials. Construction and Building Materials, 25, 2, 2011, 773-778, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.07.007

Kuźniewski J.: Wpływ wybranych parametrów na moduły sztywności mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych. Drogownictwo, 11, 2010, 369-373

Kuźniewski J., Skotnicki Ł., Szydło A.: Fatigue durability of asphalt-cement mixtures. Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences, 63, 1, 2015, 107-111, DOI: 10.1515/bpasts-2015-0012

Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C.: The Influence of Binding Agents on Stiffness of Mineral-cement-emulsion Mixtures. Procedia Engineering, 172, 2017, 239-246, DOI: 10.1016/j.proeng.2017.02.103

Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C.: Evaluation of the Stiffness Modulus and Phase Angle of Cold in-place Recycled Mixtures for Long Curing Periods. International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) New Generation of Construction Materials, Rovinj, Croatia, 18-22 March 2019, s. 84-91

Dołżycki B., Jaczewski M., Szydłowski C., Bańkowski W., Gajewski M.: Analysis of selected mechani-cal properties of mineral-cement-emulsion mixtures (MCE). Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 22, 1, 2023, 41-61, DOI: 10.7409/rabdim.023.003

Dołżycki B., Bańkowski W., Horodecka B., Mirski K.: Instrukcja projektowania i wbudowania miesza-nek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MMCE). Projekt realizowany w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia RID, finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Gene-ralnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad. Politechnika Gdańska, 2019

Dębiński M., Kukiełka J.: Mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjne (MCEM) modyfikowane mia-łem gumowym. VII Międzynarodowa Konferencja „Ochrona środowiska i estetyka w budownictwie komunikacyjnym” Lublin, 27-29 kwietnia 2016 r. Budownictwo i Architektura, 15, 1, 2016, 115-121

Kukiełka J., Bańkowski W.: The experimental study of mineral-cement-emulsion mixtures with rub-ber powder addition. Construction and Building Materials, 226, 2019, 759-766, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.276

Brandt A.M. i in.: Kompozyty betonowe - ich struktura i właściwości mechaniczne. W:Własności mechaniczne i struktura kompozytów betonowych. PAN, Ossolineum, Wrocław, 1974, 9-273

Brandt A.M., Kasperkiewicz J.: Metody diagnozowania betonów i betonów wysokowartościowych na podstawie badań strukturalnych. IPPT PAN, Warszawa, 2003

Kukiełka J.: Trwałość podbudów z mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCEM). Mono-grafia doktorska. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin, 2006

Kukiełka J., Kukiełka J.: Podbudowy z betonów asfaltowo - cementowych jako alternatywa dla MCEM w Polsce. II Międzynarodowa Konferencja Naukowo - Techniczna „Nowoczesne technologie w budownictwie drogowym” Poznań, 6-7 września 2001, 148-156

Ouyang J., Li H., Han B.: The rheological properties and mechanisms of cement asphalt emulsion paste with different charge types of emulsion. Construction and Building Materials, 147, 2017, 566-575, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.04.201

Kukiełka J.: Cechy mechaniczne matryc cementowych i cementowo-asfaltowych z dodatkiem miału gumowego. Budownictwo i Architektura, 16, 3, 2017, 53-63, DOI: 10.24358/Bud-Arch_17_163_06

Kukiełka J., Sadowski T.: Experimental evaluation of deformability of cement and cement-asphalt matrices with added rubber powder using DIC system. 7th International Conference on Advanced Materials and Structures, 28-31 March 2018, Timisoara, Romania


The influence of grain size composition on the stiffness modulus of mineral-cement-emulsion mixtures (MCEM) with the rubber powder addition

  
Kukiełka, Jerzy; Gałan, Konrad. The influence of grain size composition on the stiffness modulus of mineral-cement-emulsion mixtures (MCEM) with the rubber powder addition. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, [S.l.], v. 22, n. 4, p. 503-514, dec. 2023. ISSN 2449-769X. Available at: <>. Date accessed: 17 Apr. 2024. doi:http://dx.doi.org/10.7409/RABDIM.023.031.