WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI BETONÓW MODYFIKOWANYCH ZMIENNYM UDZIAŁEM DODATKU METAKAOLINITU

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.

Pełny tekst (pdf)

[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 wysoko-wartościowych, Cement Wapno Beton, 9, 2009, s. 113-122.