Wpływ kruszywa porowatego na mikrostrukturę strefy przejściowej w betonie lekkim

• Autorzy: Domagała L.

Warianty tytułu

EN

The influence of porous aggregate on microstructure of the interfacial transition zone in lightweight concrete

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące strefy przejściowej kruszywa porowatego, ze spiekanych popiołów lotnych, z zaczynem cementowym. Badania przeprowadzono na betonach wykonanych z kruszywa lekkiego w stanie suchym oraz przy pełnym nasyceniu wodą, przy jednakowym nominalnym wskaźniku wodno-cementowym. Analiza próbek betonów pod mikroskopem elektronowym wykazała brak strefy przejściowej kruszywa popiołoporytowego z zaczynem o odmiennej mikrostrukturze, w porównaniu do zaczynu znajdującego się w większej odległości od powierzchni kruszywa. Ogólnie w analizowanych obszarach strefy przejściowej nie stwierdzono zwiększonej obecności portlandytu. W przypadku betonu z kruszywa wstępnie nasyconego wodą stwierdzono występowanie znacznych ilości ettringitu, w postaci skupisk lub warstewek. Wstępne nasycenie kruszywa wodą lub stosowanie go w postaci suchej, chociaż w widoczny sposób wpłynęło na mikrostrukturę zaczynu w betonie, nie spowodowało jednak zmian w głębokości penetracji zaczynu w pory otwarte w kruszywie lekkim. W obu badanych betonach stwierdzono również występowanie fazy C-S-H w porach wewnętrznych w popiołoporycie.

EN

The results of research of interfacial transition zone (ITZ) between sintered fly ash porous aggregate and cement paste are presented. The tests were carried out on concrete made of initially dry and pre-saturated with water lightweight aggregate, but at the same nominal water-cement ratio. The analysis of concrete specimens under scanning electron microscope revealed the lack of ITZ around sintered fly ash aggregate, considered as a layer of different microstructure in comparison to bulk cement matrix. Generally, the layer of higher portlandite content was not found in the analysed areas around the aggregate grains. However, in the case of concrete made of pre-saturated with water aggregate some areas rich in ettringite was observed. This ettringite formed the agglomerations or the layers, relatively long. Although the initial saturation of aggregate or its lack considerably influenced the microstructure of the paste in concrete, it was out of importance with regard to the depth of cement paste penetration into the open pores of lightweight aggregate. The formation of C-S-H phase in the internal aggregate pores was also observed in the case of both examined concrete.

Słowa kluczowe

PL

beton lekki; kruszywo porowate; strefa przejściowa; mikrostruktura

EN

lightweight concrete; porous aggregate; interfacial transition zone; microstructure

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 16/78, nr 2
• Strony: 101--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il.

Twórcy

autor

Domagała L.

• Politechnika Krakowska, Katedra Technologii Materiaów Budowlanych i Ochrony Budowli

Bibliografia

• 1. B. Barnes, S. Diamond, W. Dolch, « The contact zone between Portland cement paste and glass "aggregate" surfaces", Cem. Concr. Res., 8,233-243(1978).
• 2. R. Zimbelmann, "A Contribution to the Problem of Cement-Aggregate Bond", Cem. Concr. Res. 15, 801-808, 1985.
• 3. P. Monteiro, "Mechanical Modeling of the Transition Zone", Chapter 4 in "Interfacial Transition Zone in Concrete", J. C. Maso, E & FN SPON, London 1995.
• 4. J. Grandet, J. Ollivier, "New method for the study of cement-aggregate interfaces", Proc. 7th International Congress on the Chemistry of Cement, 3, 85-89, Paris 1980.
• 5. S. Diamond, J. Huang, "The ITZ in concrete - a different view based on image analysis and SEM observations", Cem. Concr. Comp., 23, 179-188, (2001).
• 6. M-H. Zhang, O. Gj0rv, "Microstructure of the interfacial żonę between lightweight aggregate and cement paste", Cem. Concr. Res., 20, 610-618, (1990).
• 7. A. Elsharief, M. Cohen, J. Olek, "Influence of lightweight aggregate on the microstructure and durability of mortar", Cem. Concr. Res., 35, 1368-1376, (2005).
• 8. T. Lo, H. Cui, "Effect of porous lightweight aggregate on strength of concrete", Mat. Let., 58, 916-919, (2004).
• 9. R. Wasserman, A. Bentur, "Interfacial interactions in lightweight aggregate concretes and their influence on the concrete strength", Cem. Concr. Comp., 18, 67-76(1996).
• 10. D. Bentz, "Influence of internal curing using lightweight aggregates on interfacial transition zone percolation and chloride ingress in mortars", Cem. Concr. Comp., 31, 285-289 (2009).
• 11. W. Kurdowski, Chemia cementu i betonu, Polski Cement, PWN Kraków 2010.
• 12. M-H. Zhang, O. Gjørv, "Penetration of cement paste into lightweight aggregate", Cem. Concr. Res., 22, 47-55 (1992).
• 13. L. Domagała, „Wpływ wstępnej wilgotności kruszyw lekkich na nasiąkliwość betonu”, Cement-Wapno-Beton, 74, 149-156 (2010).
• 14. R. Wasserman, A. Bentur, “Effect of lightweight fly ash aggregate microstructure on the strength of concretes”, Cem. Concr. Res., 27, 525-537 (1997).
• 15. M-H. Zhang, O. Gjørv, “Pozzolanic reactivity of lightweight aggregates”, Cem. Concr. Res., 20, 884-890 (1990).
• 16. T. Lo, H. Cui, W. Tang, M. Leung, “The effect of aggregate absorption on pore area at interfacial zone of lightweight concrete", Constr. Buil. Mat., 22, 623-628 (2008).
• 17. T. Lo, X. Gao, A. Jeary, “Microstructure of pre-wetted aggregate on lightweight concrete”, Buil. Envir, 34, 759-764 (1999).
• 18. S. Smeplass, T. Hammer, M. Sandvik, “Production of structural high strength LWAC with initially dry aggregates”, Congress on Structural Lightweight Aggregate Concrete, 390-396, Sandefjord 1995.
• 19. N. Buenfeld, E. Okundi, “Release of air from unsaturated aggregate during setting of concrete”, Constr. Buil. Mat., 13, 143-147 (1999).
• 20. l. Maruyama, M. Kanematsu, T. Noguchi, H. likura, A. Teramoto, H. Hayano, “Evaluation of water transfer from saturated lightweight aggregate to cement paste matrix by neutron radiography”, Nuclear Instruments and Methods in Physics, Research Section A, 605, 159-162 (2009).
• 21. M. Collepardi, “Astate-of-the-art review on delayed ettringite attack on concrete”, Cem. Concr. Comp., 25, 401-407, (2003).
• 22. L. Domagała, „Skurcz i pęcznienie lekkich betonów kruszywowych modyfikowanych fazą włóknistą”, Czasopismo Techniczne PK, Z1-B, 21-40(2008).