Urabialność i właściwości mieszanki betonowej. Mieszanki z cementów:
CEM II/A-W, CEM II/B-W, CEM IV/B-W charakteryzują się gorszą urabialnością oraz szybszą utratą urabialności w czasie w porównaniu do mieszanek z cementu CEM I. Efekty te są tym większe, im więcej popiołu lotnego wapiennego znajduje się w cemencie. Należy jednak zaznaczyć, że negatywny wpływ popiołu lotnego wapiennego stosowanego jako dodatek do cementu na urabialność mieszanki jest wyraźnie mniejszy, niż gdy jest on stosowany jako dodatek typu II[ Raport 6, Raport 7, Raport 10];
CEM II/A-M (V-W), CEM II/B- M (V-W), CEM IV/B- M (V-W) charakteryzują się zbliżoną urabialnością w porównaniu do mieszanek z cementu CEM I i utratą urabialności w czasie. Stosując takie cementy o odpowiednio dobranym składzie możliwe jest uzyskanie mieszanek o urabialności nawet lepszej od mieszanek z cementu CEM I. Odpowiednio dobierając stosunek ilości popiołu lotnego V i popiołu lotnego W można minimalizować wpływ ziemności właściwości popiołu lotnego na właściwości cementu i urabialność mieszanki [Raport 6, Raport 7, Raport 10];
CEM II/B-M (S-W) charakteryzują się zbliżoną lub nieco gorszą urabialnością oraz zbliżoną lub nieco większą utratą urabialności w czasie w porównaniu do mieszanek z cementu CEM I. Ze względu na urabialność stosowanie takich cementów daje więc zadawalające rezultaty. Stwierdzono, że stosunek ilości zmielonego granulowanego żużla wielkopiecowego S i popiołu lotnego wapiennego W w cemencie CEM II/B-M (S-W) w małym stopniu wpływa na urabialność mieszanki [Raport 6, Raport 7, Raport 10];
CEM II/B- M (LL-W) charakteryzują się gorszą lub zbliżoną urabialnością do mieszanek z cementu CEM I oraz większą utratą urabialności w czasie. Z punktu widzenia poprawy warunków kształtowania urabialności stosowanie cementów zawierających popiół lotny wapienny (W) i zmielony kamień wapienny LL nie jest zasadne [Raport 6, Raport 7, Raport 10].
Rys. 8. Wpływ rodzaju cementu na rozpływ zapraw.
Cementy zawierające popiół lotny wapienny charakteryzują się porównywalnym wpływem na urabialność jak aktualnie stosowane w budownictwie cementy z innymi dodatkami Możliwa jest jednak szybsza utrata urabialności mieszanek z cementów z popiołem lotnym wapiennym, zwłaszcza gdy popiół stosowany jest w dużej ilości w stanie dostawy (rys. 8) [Raport 6, Raport 7, Raport 10].
Urabialność mieszanek z cementów zawierających tylko popiół lotny wapienny jest bardziej wrażliwa na zmiany temperatury niż mieszanek z cementów CEM I [Raport 6, Raport 10]. W przypadku mieszanek z cementów wieloskładnikowych wpływ temperatury na ich urabialność jest zbliżony lub mniejszy od mieszanek z cementu odniesienia CEM I.
Charakter wpływu temperatury na urabialność mieszanek zależy od rodzaju cementu, rodzaju i właściwości zastosowanych dodatków oraz od obecności i rodzaju domieszki. Może się on zmieniać w szerokim zakresie nie wykazując przy tym jednoznacznych tendencji. W konsekwencji wpływ temperatury na urabialność należy weryfikować doświadczalnie podczas projektowania składu betonu, optymalizując rodzaj ilość domieszek i jeśli to możliwe rodzaj cementu.
W stosunku do mieszanek z cementu CEM I:
obecność popiołu lotnego wapiennego w cemencie nie wpływa lub przyczynia się do zmniejszenia ilości powietrza w mieszance [Raport 6, Raport 7, Raport 10, Raport 11, Raport 12];
obecność popiołu lotnego wapiennego w cemencie powoduje początkowo zwiększenie ilości wydzielonego ciepła [Raport 6]. Pomimo to czas początku i końca wiązania takich cementów jest opóźniony. W dłuższym okresie czasu, 12 – 72 h ilość wydzielonego ciepła przez cementy zawierające popiół lotny wapienny jest mniejsza od 10 do 20%, a w przypadku cementów zawierających popiół lotny wapienny (W) i krzemionkowy (V) nawet do 30%.
skurcz plastyczny może być większy w mieszankach z cementów zawierających popiół lotny wapienny [Raport 6]. Należy uwzględnić ten fakt, odpowiednio przyjmując sposób pielęgnacji betonu – intensywne nawilżanie od momentu zakończenia procesu betonowania.
Beton stwardniały z cementów z dodatkiem popiołu lotnego wapiennego. Betony z cementów zawierających dodatek popiołu lotnego wapiennego, w tym z cementów wieloskładnikowych wykazują analogiczne właściwości wytrzymałościowe i mniejszy skurcz niż betony z cementów CEM I (jeśli klasa wytrzymałościowa tych cementów jest taka sama) [Raport 7, Raport 9, Raport 10].
Odporność, na działanie korozyjne środowiska agresywnego chemicznie, cementów z popiołem lotnym wapiennym zależy od rodzaju klinkieru z jakiego wykonano cement, ilości popiołu lotnego wapiennego oraz rodzaju drugiego składnika wprowadzonego do cementu. W pewnych przypadkach w badaniach wykonanych w ramach projektu uzyskano niejednoznaczny wpływ popiołu lotnego wapiennego na cechy trwałościowe betonu. Poniżej podane charakterystyki wymagają więc weryfikacji dla danego wyprodukowanego przemysłowo cementu.
Wprowadzenie popiołu lotnego wapiennego do cementu nie wpływa negatywnie na odporność betonu na cykliczne zamrażanie i rozmrażanie oraz na powierzchniowe łuszczenie jeżeli charakterystyka porów powietrznych jest zgodna z przyjętymi wymaganiami (beton jest właściwie napowietrzony) [Raport 7, Raport 12].
Wprowadzenie popiołu lotnego wapiennego do składu cementu zwiększa podatność betonu na karbonatyzację, zwłaszcza przy większych jego zawartościach. Głębokość karbonatyzacji jest najmniejsza w przypadku cementów wieloskładnikowych zawierających mieszaninę popiołu lotnego wapiennego i żużla wielkopiecowego, największa w przypadku cementów zawierających mieszaninę popiołu lotnego wapiennego i krzemionkowego [Raport 9, Raport 11].
Dodatek popiołu lotnego wapiennego w cemencie zwiększa odporność betonu na korozję chlorkową, zwłaszcza przy większych jego zawartościach w betonie oraz po dłuższych okresach twardnienia betonu (powyżej 28 dni). [Raport 9, Raport 11].
Wpływ dodatku popiołu lotnego wapiennego do cementu na odporność betonu na korozję siarczanową nie jest jednoznaczny. Zależy od rodzaju roztworu agresywnego, rodzaju klinkieru z jakiego wykonano cement, ilości i rodzaju popiołu lotnego wapiennego oraz rodzaju drugiego składnika wprowadzonego do cementu. Najwyższą odporność na korozję siarczanową wykazały cementy wieloskładnikowe zawierające mieszaninę popiołów lotnych wapiennych i krzemionkowych [Raport 9].
Obecność popiołu lotnego wapiennego w cemencie nie pogarsza, a nawet polepsza ochronne właściwości betonu względem zbrojenia. Dotyczy to również betonów z cementów wieloskładnikowych zawierających obok popiołu lotnego wapiennego zmielony kamień wapienny i popiół lotny krzemionkowy. Betony zawierające popiół lotny wapienny i żużel wielkopiecowy w mniejszym stopniu zabezpieczają zbrojenie przed korozją niż betony z cementu CEM I [Raport 9].
Wprowadzenie popiołu lotnego wapiennego do składu cementu wpływa na znaczące obniżenie ekspansji wywołanej reakcją alkalia – reaktywna krzemionka ze składu kruszywa [Raport 9].