PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Metakaolinit jako pucolanowy dodatek do betonu - przegląd stanu wiedzy

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Metakaolin as a pozzolanic addition for concrete - review
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
Mineralne dodatki do betonu stały się integralnym jego składnikiem. Zastępują one częściowo cement portlandzki, którego produkcja jest energochłonna i uciążliwa dla środowiska naturalnego. Wykorzystywane są materiały naturalne, odpady przemysłowe, produkty uboczne pochodzące z różnych gałęzi przemysłu lub inne materiały, których wyprodukowanie pochłania mniej energii niż produkcja cementu. W ostatnich latach odnotowuje się coraz większe zainteresowanie wykorzystaniem kalcynowanej gliny w postaci metakaolinitu (ang. metakaolin) jako pucolanowego dodatku do zapraw i betonów, który pozwala na poprawę parametrów mechanicznych i trwałość kompozytów cementowych. W artykule przedstawiono przegląd stanu wiedzy nad zastosowaniem metakaolinitu jako częściowego zamiennika cementu, szczególnie przydatnego w zaprawach i betonach narażonych na agresywne działanie środowiska. Badania świadczą o tym, że metakaolinit może być efektywnym dodatkiem poprawiającym mikrostrukturę, a tym samym trwałość betonu.
EN
Mineral additions have become an integral part of concrete technology. They are a partial replacement of Portland cement, the manufacture of which requires high energy consumption and is environmental damaging. These may be naturally occurring materials, industrial wastes, by-products or materials requiring less energy to manufacture. The utilization of calcined clay, in the form of metakaolin, as pozzolanic addition for mortars and concretes has received considerable attention in recent years. It improves mechanical performance and exhibits considerable enhancement in durability properties. This paper presents an overview of the work carried out on the use of metakaolin as partial replacement of cement particularly useful in mortars and concretes subjected to hazardous environment. The literature demonstrates that metakaolin is an effective addition which causes improvement in the pore structure and hence the durability.
Rocznik
Strony
81--94
Opis fizyczny
Bibliogr. 61 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45A, 15-351 Białystok
Bibliografia
  • Aggelakopoulou E., Bakolas A., Moropoulou A. (2011). Properties of lime-metakolin mortars for the restoration of historic masonries. Applied Clay Science, 53, 15-19.
  • Al-Akhras N.M. (2006). Durability of metakaolin concrete to sulfate attack. Cement and Concrete Research, 36, 1727-1734.
  • Ambroise J., Maximilien S., Pera J. (1994). Properties of metakaolin blended cements. Advanced Cement Based Materials, 1, 161-168.
  • Andrejkovičová S., Velosa A., Gameiro A., Ferraz E., Rocha F. (2013). Palygorskite as an admixture to air lime-metakaolin mortars for restoration purposes. Applied Clay Science, 83-84, 368-374.
  • Asbridge A.H., Chadbourn G.A., Page C.L. (2001). Effects of metakaolin and the interfacial transition zone on the diffusion of chloride ions through cement mortars. Cement and Concrete Research, 31, 1567-1572.
  • ASTM C618-15 (2015). Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete. Annual Book of ASTM Standards, ASTM International, West Conshohocken.
  • Badogiannis E., Papadakis V.G., Chaniotakis E., Tsivilis S. (2004). Exploitation of poor Greek kaoline: strength development of metakaolin concrete and evaluation by means of k-value. Cement and Concrete Research, 34, 1035-41.
  • Badogiannis E., Kakali G., Tsivilis S. (2005). Metakaolin as suplementary cementitious material. Optimization of kaolin to metakaolin conversion. Journal of Thermal Analysis and Calorymetry, 81, 457-562.
  • Badogiannis E., Tsivilis S. (2009). Expoitation of poor Greek kaolins: durability of metakoalin concrete. Cement and Concrete Composition, 31, 128-33.
  • Bai J., Wild S., Ware J.A., Sabir B.B. (2003). Using neural networks to predict workability of concrete incorporating metakaolin and fly ash. Advances in Engineering Software, 34, 663-669.
  • Brooks J.J., Johari M.M.A.(2001). Effect of metakaolin on creep and shrinkage of concrete. Cement & Concrete Composites, 23, 495-502.
  • Bucher R., Cyr M., Escadecllas G. (2015). Carbonation of Blended Binders Containing Metakaolin. W: Proceedings of the 1st International Conference on Calcined Clays for Sustainable Concrete, Red. K. Scrivener, A. Favier, Springer, 27-33.
  • Cassagnabère F., Escadeillas G., Mouret M. (2009). Study of the reactivity of cement/metakaolin binders at early age for specific use in steam cured precast concrete. Construction and Building Materials, 23, 775-784.
  • Cassagnabère F., Mouret M., Escadeillas G., Broilliard P., Bertrand A. (2010). Metakaolin, a F. solution for the precast industry to limit the clinker content in concrete: Mechanical aspects. Construction and Building Materials, 24, 1109-1118.
  • Changling H., Osbaeck B., Makovicky E. (1995). Pozzolanic reaction of six principal clay minerals: activation reactivity assessments and technological effects. Cement and Concrete Research, 25 (8), 1691-1702.
  • Coleman N.S., Page C.L. (1997). Aspects of the pore solution chemistry of hydrated cement pastes containig metakaolin. Cement and Concrete Research, 27(1), 147-154.
  • Courard L., Darimont A., Schouterden M., Ferauche F., Willem X., Degeimbre R. (2003). Durability of mortars modified with metakaolin. Cement and Concrete Research, 33, 1473-1479.
  • Curcio F., DeAngelis B.A., Pagliolico S. (1998). Metakaolin as a pozzolanic microfiller for high-performance mortars. Cement and Concrete Research, 28(6), 803-809.
  • Duan P., Shui Z., Chen W., Shen C. (2013). Effects of metakaolin, silica fume and slag on pore structure, interfacial transition zone and compressive strength of concrete. Construction and Building Materials, 44, 1-6.
  • Frías M., Cabrera J. (2000). Pore size distribution and degree of hydration of metakaolin-cement pastes. Cement and Concrete Research, 30, 561-569.
  • Gartner E. (2004). Industrially interesting approaches to ‘‘lowCO2” cement. Cement and Concrete Research, 34(9), 1489-98.
  • Giergiczny Z. (2007). Właściwości popiołu lotnego a trwałość betonu. Beton Technologie Architektura, 7, 44-48.
  • Gołaszewsi J., Szwabowski J., Bisok B. (2005). Interaction between cement and superplasticizer in presence of metakaolin. Global Construction: Ultimate Concrete Opportunities. Admixture – Enhancing Concrete Performance. W: Proc. of 6th International Conference, Dundee, 47-58.
  • Güneyisi E., Mermerdaş K. (2007). Comparative study on strength, sorptivity, and chloride ingress characteristics of air-cured and water-cured concretes modified with metakaolin. Materials and Structures, 40(10), 1161-1171.
  • Holtzer M., Rygulski T., Wyrobek A., Drożyński D. (2003). Wpływ dodatku pyłu krzemionkowego na właściwości klasycznych mas formierskich. Archiwum Odlewnictwa, 3(9), 197-202.
  • Jonczy I., Lata L. (2013). Charakterystyka składu chemicznego żużli konwertorowych i wielkopiecowych. Górnictwo i Geologia, 8 (4), 51-61.
  • Kadri E-H., Kenai S., Ezziane K., Siddique R., De Schutter G. (2011). Influence of metakaolin and silica fume on the heat of hydration and compressive strength development of mortar. Applied Clay Science, 53, 704-708.
  • Khatib J.M., Wild S. (1996). Pore size distribution of metakaolin paste. Cement and Concrete Research, 26 (10), 1545-1553.
  • Khatib J.M., Clay R.M. (2004). Absorption characteristics of metakaolin concrete. Cement and Concrete Research, 34(1), 19-29.
  • Kim H. S., Lee S-H., Moon H-Y. (2007). Strength properties and durability aspects of high strength concrete using Korean metakaolin. Construction and Building Materials, 21, 1229-1237.
  • Konkol J. (2012). Metakaolinit i popiół fluidalny jako alternatywne w stosunku do pyłów krzemionkowych dodatki mineralne do betonu. Inżynieria i Budownictwo, 9, 503-507.
  • Konkol J., Pyra M. (2014). Wybrane właściwości betonów modyfikowanych zmiennym udziałem dodatku metakaolinitu. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, JCEEA, t. XXXI, z. 61 (3/II/14), 287-296.
  • Kostuch J.A., Walters G.V., Jones T.R. (1993). High Performance Concrete Incorporating Metakaolin – a review. Concrete 2000. University of Dundee, 1799-1811.
  • Kurdowski W. (2010). Chemia cementu i betonu. Stowarzyszenie Producentów Cementu, Wydawnictwo Naukowe PWN.
  • Li Z., Ding Z. (2003). Property improvement of Portland cement by incorporating with metakaolin and slag. Cement and Concrete Research, 33, 579-584.
  • Máca P., Jandeková D., Konvalinka P. (2014). Wpływ dodatku metakaolinu na odporność betonu na powstawanie odprysków pod działaniem mrozu. Cement Wapno Beton, 1, 1-7.
  • Madandoust R., Mousavi S.Y. (2012). Fresh and hardened properties of self-compacting concrete containing metakaolin. Construction and Building Materials, 35, 752-760.
  • Mansour M.S., Abadlia M.T., Afalfi A., Ladaoui W. (2013). Reologia zapraw i betonów z dodatkami mineralnymi. Cement Wapno Beton, 5, 264-270.
  • Mardani-Aghabaglou A., Sezer G.I., Ramyar K. (2014). Comparison of fly ash, silica fume and metakaolin from mechanical properties and durability performance of mortar mixtures view point. Construction and Building Materials, 70, 17-25.
  • Mermedas K., Gesoglu M., Guneyisi E., Ozturan T. (2012). Strength development of concretes incorporated with metakaolin and different types of calcined kaolins. Construction and Building Materials, 37, 66-774.
  • Murat M. (1983). Hydration reaction and hardening of calcined clays and related materials. Cement and Concrete Research, 13, 259-266.
  • Neville A.M. (2012). Właściwości betonu. Wyd. Polski Cement, Kraków.
  • Poon C.S., Kou S.C., Lam L. (2006). Compressive strength, chloride diffusivity and pore structure of high performance metakaolin and silica fume concrete. Construction and Building Materials, 20, 858-865.
  • Pytel Z. (2005). Odporność chemiczna zapraw cementowych z dodatkiem metakaolinitu. Cement Wapno Beton, 6, 330-338.
  • Ramezanianpour A.A, Jovein H.B. (2012). Influence of metakaolin as supplementary cementing material on strength and durability of concretes. Construction and Building Materials, 30, 470-479.
  • Ramlochan T., Thomas M., Gruber K.A. (2000). The effect of metakaolin on alkali-silica reaction in concrete. Cement and Concrete Research, 30, 339-344.
  • Rashad A.M. (2013a). Metakaolin as cementitious material: History, scours, production and composition - A comprehensive overview. Construction and Building Materials, 41, 303-318.
  • Rashad A.M. (2013b). A preliminary study on the effect of fine aggregate replacement with metakaolin on strength and abrasion resistance of concrete. Construction and Building Materials, 44, 487-495
  • Saad M.N.A., de Andrade W.P, Paulon V.A. (1982). Properties of mass concrete containing an activate pozzolan made from clay. Concrete International, 4(7), 59-65.
  • Sabir B.B., Wild S., Bai J. (2001). Metakaolin and calcined clays as pozzolans concrete: review. Cement and Concrete Composites, 23, 221-454.
  • San Nicolas R. (2013). Characteristics and applications of flash metakaolins. Applied Clay Science, 83-84, 253-262.
  • Sfikas I.P., Badogiannis E.G., Trezos K.G. (2014). Rheology and mechanical characteristics of self-compacting concrete mixtures containing metakaolin. Construction and Building Materials, 64, 121-129.
  • Siddique R., Klaus J. (2009). Influence of metakaolin on the properties of mortar and concrete: A review. Applied Clay Science, 43, 392-400.
  • Sonebi M., Lachemi M., Hossain K.M.A. (2013). Optimisation of rheological parameters and mechanical properties of superplasticised cement grouts containing metakaolin and viscosity modifying admixture. Construction and Building Materials, 38, 126-138.
  • Subasi A., Emiroglu M. (2015). Effect of metakaolin substitution on physical, mechanical and hydration process of White Portland cement. Construction and Building Materials, 95, 257-268.
  • Tafraoui A., Escadeillas G., Lebaili S., Vidal T. (2009). Metakaolin in the formulation of UHPC. Construction and Building Materials, 23(2), 669-674.
  • Tesárek P., Tydlitát V., Drchalová J., Rovnaniková P., Černy R., (2005). Właściwości zaprawy wapiennej z dodatkiem metakaolinitu. Cement Wapno Beton, 4, 175-182.
  • Wala D., Rosiek G. (2003). Minerały ilaste jako dodatek pucolanowy do cementów hydraulicznych. Cement Wapno Beton, 8/70 (1), 27-33.
  • Wild S., Khatib, J.M. (1997). Portlandite consumption in metakaolin cement pastes and mortars. Cement and Concrete Research, 27(1), 137-146.
  • Wild S., Khatib J.M., Jones A. (1996). Relative strength, pozzolanic activity and cement hydration in superplasticised metakaolin concrete. Cement and Concrete Research, 26(10), 1537-1544.
  • Zhang M.H., Malhotra V.M. (1995). Characteristics of a thermally activated aluminosilicate pozzolanic material and its use in concrete. Cement and Concrete Research, 25 (8), 1713-1725.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-6e774960-087e-46c9-a492-59b47b9d3977
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.