Wpływ wieku na wytrzymałość na ściskanie betonu modyfikowanego dodatkiem metakaolinitu

• Autorzy: Konkol J. , Musiał K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.273

Warianty tytułu

EN

Effect of curing age on the compressive strength of metakaolinite-modified concrete

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na ściskanie betonów modyfikowanych dodatkiem metakaolinitu po 2, 3, 7, 14, 28 i 56 dniach dojrzewania. Dodatek metakaolinitu użyto jako częściowy substytut cementu, dokonując wymiany 10% masy cementu na metakaolinit. Udział ten uznawany jest za optymalny z uwagi na inne niż wytrzymałość na ściskanie właściwości betonu, w tym trwałość betonu modyfikowanego metakaolinitem. Badania przeprowadzono także dla betonu tła, betonu bez dodatku metakaolinitu. Betony wykonano przy założeniu stałego stosunku woda/spoiwo, względnie woda/cement wynoszącego 0,45 oraz przy użyciu cementu portlandzkiego CEM I 32,5R, piasku kwarcowego frakcji do 2 mm oraz grysu bazaltowego frakcji do 16 mm. W celu uzyskania pożądanej konsystencji mieszanki betonowej zastosowano upłynniacz na bazie estrów polikarboksylowych. Uzyskane rezultaty badań potwierdziły wysoką aktywność pucolanową metakaolinitu już we wczesnym okresie dojrzewania betonu. W okresie między 3 a 7 dniem dojrzewania stwierdzono wolniejszy przyrost wytrzymałości na ściskanie w betonie niemodyfikowanym metakaolinitem, podczas gdy w betonie, w którym 10% masy cementu zastąpiono metakaolinitem uwidocznił się znaczący przyrost wytrzymałości na ściskanie. Po 2 dniach dojrzewania wytrzymałość na ściskanie betonu tła była nieznacznie wyższa od wytrzymałości na ściskanie betonu modyfikowanego. Korzystny wpływ dodatku metakaolinitu wynikający z jego wysokiej aktywności pucolanowej, jak również z uszczelniającego charakteru tego dodatku obserwowano jest zwłaszcza w okresie między 3 a 14 dniem dojrzewania. W tym okresie obserwowano znaczny przyrost wytrzymałości na ściskanie betonu modyfikowanego w porównaniu z wytrzymałością na ściskanie betonu tła. Po 7 i 14 dniach dojrzewania stwierdzono odpowiednio prawie 25% i 21% wzrost wytrzymałości na ściskanie na skutek użycia metakaolinitu.

EN

This paper presents the results of the compressive strength test of metakaolinite-modified concretes. The investigations were conducted after 2, 3, 7, 14, 28 and 56 days of concrete curing. The addition of metakaolinite was used as an equivalent of cement, replacing 10% by weight of cement with metakaolinite. This share is considered optimal due to other than the compressive strength of concrete properties, including durability of metakaolinite-modified concrete. Tests were also performed for the concrete without addition of metakaolinite. Concrete was made with the assumption of a constant ratio of water / binder or the water / cement ratio equal to 0.45. Portland cement CEM I 32.5R, up to 2 mm sand, up to 16 mm basalt and metakaolinite were used in the investigations. In order to obtain the desired consistency of the concrete mix, plasticizer based on esters of polycarboxylic acids was used. The results of the research confirmed the high pozzolanic activity of metakaolinite in early concrete curing. After two days of concrete curing the compressive strength of the concrete without metakaolinite was slightly higher than the compressive strength of modified concrete. In the case of metakaolinite-modified concrete it was found that the biggest increment of the compressive strength occurs in the period between 3 and 14 days of concrete curing in relation to the results of the compressive strength of concrete based only on Portland cement. After 7 and 14 days of concrete curing nearly 25% and 21% increases in compressive strength due to the use of metakaolinite were reported.

Słowa kluczowe

PL

beton; metakaolinit; prażony kaolin; wytrzymałość na ściskanie; wiek betonu

EN

concrete; metakaolinite; calcined kaolin; compressive strength; age of concrete

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 4
• Strony: 287--296
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Konkol J.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Inżynierii Materiałowej i Technologii Budownictwa, Al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Musiał K.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Wild S., Khatib J.M.: Portlandite consumption in metakaolin cement pastes and mortars, Cement and Concrete Research, 27(1), 1997, 137-146.
• [2] Kadri E.H., Kenai S., Ezziane K., Siddique R., De Schutter G.: Influence of metakaolin and silica fume on the heat of hydration and compressive strength development of mortar, Applied Clay Science, 53(4), 2011, 704-708.
• [3] Kostuch J.A., Waltersand V., Jones T.R.: High performance concretes incorporating metakaolin: A review, [w:] (eds. K. Ravindra, M. Roderick) Inter Conference on Concrete 2000: Economic and Durable Construction Through Excellence, University of Dundee, II, 1993, 1779-1811.
• [4] Wild S., Khatib J.M., Jones A.: Relative strength, pozzolanic activity and cement hydration in superplasticised metakaolin concrete, Cement and Concrete Research, 26(10), 1996, 1537-1544.
• [5] Poon C.-S., Lam L., Kou S.C., Wong Y.-L., Wong R.: Rate of pozzolanic reaction of metakaolin in high-performance cement pastes, Cement and Concrete Research, 31(9), 2001, 1301-1306.
• [6] Frías M., Cabrera J.: Pore size distribution and degree of hydration of metakaolincement pastes, Cement and Concrete Research, 30, 2000, 561-569.
• [7] Güneyisi E., Gesoğlu M., Karaoğlu S., Mermerdaş K.: Strength, permeability and shrinkage cracking of silica fume and metakaolin concretes, Construction and Building Materials, 34, 2012, 120-130.
• [8] Güneyisi E., Gesoğlu M., Mermerdaş K.: Improving strength, drying shrinkage, and pore structure of concrete using metakaolin, Materials and Structures, 41(5), 2008, 937-949.
• [9] Madandoust R., Mousavi S.Y.: Fresh and hardened properties of self-compacting concrete containing metakaolin, Construction and Building Materials, 35, 2012, 752-760.
• [10] Qian X., Li Z.: The relationships between stress and strain for high-performance concrete with metakaolin, Cement and Concrete Research, 31(11), 2001, 1607-1611.
• [11] Cyr M., Trinh M., Husson B., Casaux-Ginestet G.: Effect of cement type on metakaolin efficiency, Cement and Concrete Research, 64, 2014, 63-72.
• [12] Lagier F., Kurtis K.E.: Influence of Portland cement composition on early age reactions with metakaolin, Cement and Concrete Research, 37(10), 2007, 1411-1417.
• [13] Konkol J., Prokopski G.: Fracture toughness and fracture surfaces morphology of metakaolinite-modified concrete, Construction and Building Materials, 123, 2016, 638-648.
• [14] Konkol J., Prokopski G.: The influence of the age of concretes with FBC fly ash or metakaolinite additives on their strength properties, Roads and Bridges-Drogi i Mosty, 13 (1), 2014, 49-67.
• [15] Konkol J.: Wykorzystanie parametrów fraktalnych i stereologicznych do opisu odporności na pękanie betonów modyfikowanych wybranymi dodatkami typu II, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Budownictwo i Inżynieria Środowiska, z 59, nr 3/2012/III, 2012, 223-232.
• [16] Konkol J.: Wpływ wieku betonów modyfikowanych dodatkiem metakaolinitu na ich wytrzymałość na ściskanie i odporność na pękanie, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Budownictwo i Inżynieria Środowiska, z 59, nr 3/2012/III, 2012, 213-222.
• [17] Konkol J., Prokopski G.: Morfologia przełomu oraz odporność na pękanie betonów modyfikowanych dodatkiem popiołu fluidalnego lub metakaolinitu. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Seria Budownictwo i Inżynieria Środowiska, z. 58, nr 3/11/III, 2011, 321-330.
• [18] Konkol. J.: Metakaolinit i popiół fluidalny jako alternatywne w stosunku do pyłów krzemionkowych dodatki mineralne do betonu, Inżynieria i Budownictwo, 9, 2012, 503-507.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)