WPŁYW WIEKU NA WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE BETONU MODYFIKOWANEGO DODATKIEM METAKAOLINITU

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.

Pełny tekst (pdf)

[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 metakaolin-cement 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.