Wybrane właściwości betonów modyfikowanych zmiennym udziałem dodatku metakaolinitu

• Autorzy: Konkol J. , Pyra M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.95

Warianty tytułu

EN

Selected properties of concretes modified with varying content of metakaolinite additive

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań betonów wykonanych na cemencie CEM I 32,5R, kruszywie grubym granitowy i o zróżnicowanym udziale dodatku metakaolinitu MK, zastosowanego jako substytut cementu. Dodatek metakaolinitu użyto w ilości 5, 10, 15, 20 i 25% masy spoiwa, tj. odpowiednio od 5,3 do 33,4% masy cementu. Wykazano znaczący wpływ zmiany udziału metakaolinitu na badane cechy betonów, tj.: wytrzymałość na ściskanie, nasiąkliwość i wodoprzepuszczalność. Zwiększenie udziału metakaolinitu od 5 do 15% m. s. skutkowało wzrostem wytrzymałości na ściskanie betonów. Wzrost wytrzymałości betonu z 15% udziałem metakaolinitu w stosunku do betonu referencyjnego wyniósł ponad 23%. Dalsze zastąpienie cementu dodatkiem MK nie wpłynęło na zmianę wytrzymałości na ściskanie, co potwierdził wynik testu równości średnich. Podobne relacje obserwowano w przypadku badań nasiąkliwości betonów. Nasiąkliwość betonu z 15% udziałem MK wyniosła 2,3%, co było znaczną poprawą w stosunku do betonu referencyjnego bez dodatku, dla którego uzyskano nasiąkliwość wynoszącą 4%. Dalszy wzrost udziału dodatku metakaolinitu z 15 do 25% spowodował nieznaczne zmniejszenie nasiąkliwości do 2,1%. Wyniki badań wodoprzepuszczalności wykazały ciągłą poprawę szczelności betonu na skutek zwiększenia udziału metakaolinitu. Najmniejszą głębokość penetracji wody pod ciśnieniem, wynoszącą 10 mm, uzyskano w przypadku betonu o 25% udziale MK. Za optymalny udział dodatku metakaolinitu, ze względu na badane właściwości, uznano udział 15% m. s. Na podstawie przeprowadzonej analizy statystycznej podano zależności funkcyjne opisujące zmianę wytrzymałości na ściskanie od zmiennego udziału dodatku metakaolinitu.

EN

The paper presents the results of the study performed on concretes made of cement CEM I 32,5 R, coarse granite aggregate and diverse content addition metakaolinite MK, used as a substitute for cement. Metakaolinite additive was used in an amount of 5, 10, 15, 20 and 25% by weight of the binder. It has been shown that the change in the metakaolinite content has a significant influence on the test characteristics of concrete, i.e. compressive strength, water absorption and water permeability. Increasing the content of metakaolinite from 5% to 15% resulted in an increase of the compressive strength of concrete. The increase in strength of concrete with a 15% metakaolinite content relative to the reference concrete was more than 23%. Further replacement of cement did not affect the change in compressive strength. Similar relationships were observed for studies of absorption of concrete. Water absorption of concrete with 15% of the MK was 2.3%, which was a significant improvement compared to the reference concrete without the addition. A further increase of the additive caused a slight decrease to 2.1% water absorption. The results of permeability studies showed continuous improvement in concrete tightness as a result of increasing the content of metakaolinite. The optimal content of metakaolinite addition in relation to the properties investigated was the content of 15% by weight of the binder. On the basis of statistical analysis functional dependencies describing the change in the compressive strength in relation to the varying content of metakaolinite addition were presented.

Słowa kluczowe

PL

beton; dodatek pucolanowy; metakaolinit; wytrzymałość na ściskanie; nasiąkliwość; wodoprzepuszczalność

EN

concrete; pozzolanic additive; metakaolinite; compressive strength; water absorption; water permeability

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 3/II
• Strony: 287--296
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Konkol J.

• Katedra Inżynierii Materiałowej i Technologii Budownictwa, Politechnika Rzeszowska

autor

Pyra M.

Bibliografia

• [1] Kurdowski W.: Chemia cement i betonu, Wydawnictwo Polski Cement, Wydawnictwo Naukowe PWN, Kraków-Warszawa, 2010, s. 728.
• [2] Kurdowski W.: Uwodnione gliniany wapniowe w zaczynie cementowym – przegląd stanu zagadnienia, Cement Wapno Beton, 5, 2009, s. 255-266.
• [3] Kurdowski W., Pomadowski H.: Influence of Portland Cement Composition on Pozzolanic Reactivity of Metakaolin, Silicates Ind., 66, 2001, s. 85-90.
• [4] Kostuch J.A., Waltersand V., Jones T.R.: High performance concretes incorporating metakaolin: A review, in: K. Ravindra, M. Roderick (Eds.), Inter Conference on Concrete 2000: Economic and Durable Construction Through Excellence, University of Dundee, II, 1993, s. 1779-1811.
• [5] Cassagnabère F., Escadeillas G., Mouret M.: Study of the reactivity of cement/metakaolin binders at early age for specific use in steam cured precast concrete, Construction and Building Materials, 23 (2), 2009, s. 775-784.
• [6] Mostafa N.Y., Mohsen Q., El-Hemaly S.A.S., El-Korashy S.A., Brown P.W.: High replacements of reactive pozzolan in blended cement: Microstructure and mechanical properties, Cement and Concrete Research, 32, 2010, s. 386-391.
• [7] Konkol J.: Wykorzystanie geometrii fraktalnej do określenia odporności na pękanie betonu modyfikowanego metakaolinitem, Budownictwo i Architektura. 12(3). 2013, s. 177-184.
• [8] Konkol. J.: Metakaolinit i popiół fluidalny jako alternatywne w stosunku do pyłów krzemionkowych dodatki mineralne do betonu, Inżynieria i Budownictwo 9, 2012, s. 503-507.
• [9] Konkol J.: Wykorzystanie parametrów fraktalnych i stereologicznych do opisu odporności na pękanie betonów modyfikowanych wybranymi dodatkami typu II, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, seria Budownictwo i Inżynieria Środowiska, z 59, nr 3/2012/III, s. 222-232.
• [10] Poon C.S., Kou S.C., Lam L.: Compressive strength, chloride diffusivity and pore structure of high performance metakolin and silca fume concrete, Construction and Building Materials, 20, 2006, s. 858-865.
• [11] Wild S., Khatib J.M., Jones A.: Relative strength, pozzolanic activity and cement hydration in superplasticised metakaolin concrete, Cement and Concrete Research, 26, 1996, 1537-1544.
• [12] Siddique R., Kaur A.: Effect of metakaolin on the near surface characteristics of concrete, Materials and Structures, 44 (1), 2011, s. 77-88.
• [13] Madandoust R., Mousavi S.Y.: Fresh and hardened properties of self-compacting concrete containing metakaolin, Construction and Building Materials, 35, 2012, s. 752-760.
• [14] Ramezanianpour A.A., Bahrami J.H.: Influence of metakaolin as supplementary cementing material on strength and durability of concretes, Construction and Building Materials, 30, 2012, s. 470-479.
• [15] Pytel Z.: Odporność chemiczna zapraw cementowych z dodatkiem metakaolinitu, Cement Wapno Beton, 6, 2005, s. 330-338.
• [16] Khatib J.M,.Wild S.: Sulphate Resistance of Metakaolin Mortar, Cement and Concrete Research, 28 (1), 1998, s. 83-92.
• [17] Boddy A., Hooton RD., Gruber KA.: Long-term testing of the chloride-penetration resistence of concrete containing high-reactivity metakaolin, Cement and Concrete Research, 31, 2001, s. 759-765.
• [18] Güneyisi E., Mermerdaş K.: Comparative study on strength, sorptivity, and chloride ingress characteristics of air-cured and water-cured concretes modified with metakaolin, Materials and Structures, 40 (10), 2007, s. 1161-1171.
• [19] Pytel Z., Małolepszy J.: Wpływ warunków prażenia gliny kaolinowej na jej własności pucolanowe, Cement-Wapno-Beton, 3, 1999, s. 48-50.
• [20] Pavlíková M., Brtník T, Keppert M., Černý R.: Wpływ metakaolinitu, jako częściowego zamiennika cementu, na właściwości zapraw wysokowartościowych, Cement Wapno Beton, 9, 2009, s. 113-122.