Z SUPERPLASTYFIKATORAMI - BADANIA WŁASNE
5 .1 . K o n c e p c ja i m e to d a b a d a ń
Dodatki mineralne wprowadza się do zapraw lub betonów jako ich składniki lub są one już zawarte w cemencie. W niniejszych badaniach własnych dodatki mineralne, jako zamiennik części cementu, dodawano do zaprawy podczas mieszania składników. Ilość dodatków dobrano tak, aby uzyskane wyniki można było również odnosić do cementów z dodatkami. Badania dotyczą dodatków o największym dla technologii betonu znaczeniu:
zmielonego granulowanego żużla wielkopiecowego, popiołu lotnego i pyłu krzemionkowego.
Czynniki stałe i zmienne w badaniach wpływu dodatków mineralnych oraz ich poziomy przedstawiono w tabl. 5.1. Właściwości stosowanych w badaniach cementów przedstawiono w tabl. 5.2, superplastyfikatorów w tabl. 5.3, a dodatków mineralnych w tabl. 5.4. Cementy o małej i dużej zawartości Na2 0e oznaczano odpowiednio NA i HA. Jak to nadmieniono wcześniej, dodatki mineralne wprowadzano do zaprawy jako zamiennik części cementu, utrzymując stałą ilość spoiwa w zaprawie i w ten sposób zmniejszając zmiany parametrów Teologicznych wywołane zwiększeniem ilości zaczynu. Ze względu na duży wpływ zawartości C3A w cemencie na parametry reologiczne mieszanki, ilość superplastyfikatorów dobrano doświadczalnie tak, aby zaprawy z cementów zawierających 2 i 12% C3A i 0,3%
Na2 0e charakteryzowały się wartością parametru g na poziomie 20±5 N mm. Tak dobrany dodatek superplastyfikatorów wynosi dla zapraw z cementów o 2% i 12% zawartości C3A odpowiednio 1,5% i 3%.
Składy zastosowanych w badaniach zapraw przedstawiono w tabl. 5.5.
Program badań zaplanowano jako statyczny, zdeterminowany, kompletny. Do statystycznego opracowania wyników badań zastosowano program STATGRAPHICS® 7.0 Plus.
Metodę pomiaru parametrów Teologicznych omówiono w rozdz. 4.1.
Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne.. 99
wielkopiecowy - 0, 20, 40% jako zamiennik części C pył krzemionkowy - 0, 10, 20% jako zamiennik części C
Zawartość C3A w cemencie 2, 12%
Zawartość Na2Oe w cemencie 0,3 (cementy NA), 1,1% (cementy HA) Rodzaj superplastyfikatora PC, PE wg tabl. 5.3
Masa cząsteczkowa i budowa
piasku CEN do cementu 3/1 jednak 0 zmienionym stosunku w/c
Stosunek w/c w/c = 0,40
Powierzchnia właściwa cementu 370 m2/kg Zawartość SO3 w cemencie 3,5%
Dodatek superplastyfikatora 1,5% - cementy zawierające 2% C3A 3% - cementy zawierające 12% C3A Sposób dodawania
superplastyfikatora PC/c, PEl/c, PE3/c razem z wodą zarobową
T emperatura 20 °C
Tablica 5.2 Właściwości cementów zastosowanych w badaniach wpływu dodatków mineralnych
Cement Rodzaj superplastyfikatorów zastosowanych w badaniach wpływu dodatków mineralnych
Domieszka Składnik bazowy Gęstość
rg/cm3l
Stężenie
; '"i PEl/c polieter (mniejsza masa cząsteczkowa, krótsze łańcuchy boczne) 1,05 18 PE3/c polieter (większa masa cząsteczkowa, dłuższe łańcuchy boczne) 1,05 36 PC/c polimer karboksylowy (największa masa cząsteczkowa, najdłuższy łańcuch
główny, krótkie łańcuchy boczne) 1,06 40
żużel wielkopiecowy 38,6 8,48 0,90 44,2 6,13 2,01 - - 440
100 Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reołogiczne..
Tablica 5.5 Skład zapraw (g/zarób)
Cement Cement PL, Z SF Piasek W/S SP
Cement #1 (NA), #2 (HA) 450 - zawartości Na2Oe w cemencie i rodzaju superplastyfikatora na parametry reołogiczne zapraw z cementów zawierających 2 i 12% C3A przedstawiono w tabl. 5.6 i 5.7 Wykazują one, że parametry reołogiczne tych zapraw zależą od ilości dodanego popiołu lotnego, zawartości C3A i Na2Oe w cemencie, rodzaju superplastyfikatora oraz współdziałania tych czynników.
Zastąpienie popiołem lotnym części cementu o 2% zawartości C3A powoduje wzrost parametru g zapraw z dodatkiem PC i PE proporcjonalnie do jego ilości. Zakres tego wzrostu jest większy w przypadku stosowania cementu HA. Rodzaj superplastyfikatora tylko w niewielkim stopniu wpływa na parametr g tych zapraw. Wpływ popiołu lotnego na parametr g zapraw z cementów o 12% zawartości C3A jest bardziej złożony i zależy od rodzaju superplastyfikatora oraz zawartości Na2Oe w cemencie. W zaprawach z cementami NA popiół lotny nie wpływa (zaprawy z PEl/c i PE3/c) lub powoduje nieznaczny wzrost (zaprawa z PC/c) parametru g. W zaprawach z cementem HA, a zwłaszcza w zaprawach z dodatkiem P E l/c i PE3/c, popiół lotny powoduje wyraźne zmniejszenie parametru g wprost proporcjonalne do jego ilości. cemencie, zależy natomiast od rodzaju superplastyfikatora. W przypadku zapraw z dodatkiem PC/c i PE3/c, które bez popiołu lotnego charakteryzują się stosunkowo dużym parametrem h,
Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reołogiczne.. 101
Rys. 5.1. Wpływ zastąpienia cementu o 2% zawartości C3A popiołem lotnym na parametry reołogiczne zapraw z superplastyfikatorami PC i PE
Fig. 5.1. The effect of cement containing 2% C3A replacement with fly ash on rheological parameters of mortars with PC and PE superplasticizers
Tablica 5.6 Analiza wariancji badania czynnikowego wpływu ilości dodatku popiołu lotnego, zawartości Na2Oe w cemencie
i rodzaju superplastyfikatora na parametry reołogiczne zapraw o stosunku w/c = 0,40 z cementu o 2% zawartości C3A
Źródło wariancji
Parametr#po 10 min Parametr h po 10 min Parametr g po 60 min Parametr h po 60 min Wartość F Poziom
popiołu lotnego 120,871 0,001 238,795 0,001 313,999 0,000 147,576 0,001
B: Zaw. Na2Oe 70,044 0,004 39,086 0,008 187,542 0,001 4,771 0,117
C: Rodzaj SP 39,044 0,007 144,745 0,001 329,957 0,000 67,252 0,003
AB 33,302 0,009 11,762 0,038 31.087 0,010 1,010 0,462
AC 7,458 0,065 366,740 0,000 16,710 0,022 185,440 0,001
BC 8,556 0,057 12,388 0,036 19,180 0,020 1,422 0,368
ABC 1,483 0,388 4,634 0,119 6,553 0,077 1,007 0,519
h po 1 0 min
102 Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne..
Rys. 5.2. Wpływ zastąpienia cementu o 12% zawartości C3A popiołem lotnym na parametry reologiczne zapraw z superplastyfikatorami PC i PE
Fig. 5.2. The effect of cement containing 12% C3A replacement with fly ash on rheological parameters of mortars with PC and PE superplasticizers
Tablica 5.7 Analiza wariancji badania czynnikowego wpływu ilości dodatku popiołu lotnego, zawartości Na2Oe w cemencie
i rodzaju superplastyfikatora na parametry reologiczne zapraw o stosunku w/c = 0,40 z cementu o 12% zawartości C3A
popiołu lotnego 210,328 0,000 33,489 0,001 2659,06 0,000 424,376 0,000
B: Zaw. Na2Oe 1760,401 0,000 6,961 0,078 7208,945 0,000 54,722 0,005
C: Rodzaj SP 196,780 0,001 292,386 0,000 427,666 0,000 195,195 0,001
AB 352,639 0,000 7,546 0,068 3773,837 0,000 33,552 0,009
AC 107,089 0,001 411,178 0,000 562,482 0,000 164,616 0,001
BC 122,387 0,001 80,155 0,003 521,239 0.000 58,250 0,004
ABC 14,686 0.026 31,795 0,009 394,521 0,000 17,809 0,020
Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne... 103
dodanie popiołu lotnego powoduje proporcjonalne do jego ilości zmniejszenie parametru h.
W przypadku zapraw z dodatkiem PEl/c, które bez popiołu lotnego charakteryzują się najmniejszym parametrem h, występuje efekt przeciwny. Dodanie popiołu lotnego powoduje wzrost parametru h tych zapraw, a wzrost ten jest proporcjonalny do ilości popiołu lotnego.
W rezultacie, zaprawy z dodatkiem PEl/c zawierające 40% popiołu lotnego mają większy parametr h od analogicznych zapraw z dodatkiem PC/c i PE3/c.
Wprowadzenie popiołu lotnego do zapraw z cementów zawierających 2% C3A nie wpływa na zakres wzrostu parametru g w czasie. Równocześnie zakres wzrostu parametru g w czasie zapraw z cementów o 12% zawartości C3A ulega znacznemu zmniejszeniu. Dotyczy to zwłaszcza zapraw z cementu HA i z dodatkiem PC/c i PE3/c, w przypadku których bez dodatku popiołu lotnego średni wzrost parametru g w czasie 50 min wynosi odpowiednio 26 i 59 N mm, a po dodaniu 20% popiołu lotnego zmniejsza się odpowiednio do 6,5 i 3,5 N mm.
Po dodaniu 40% popiołu lotnego wzrost parametru g w czasie tych zapraw jest pomijalny.
Dodanie 20% popiołu lotnego, niezależnie od rodzaju cementu i superplastyfikatora, zwiększa zakres spadku parametru h zapraw w czasie - jest on dla zapraw z popiołem lotnym średnio o 25% większy niż w przypadku zapraw bez tego dodatku. Zwiększenie ilości popiołu lotnego do 40% powoduje w przypadku zapraw z dodatkiem PEl/c dalsze zwiększenie, natomiast w przypadku zapraw z SP PE3/c i PC/c zmniejszenie zakresu spadku parametru h w czasie. Wpływ popiołu lotnego na zakres zmian parametru h w czasie zależy od zawartości Na2 0e w cemencie tylko w przypadku zapraw z cementów o 12% zawartości C3A.
5 .3 . W p ły w z m ie lo n e g o g r a n u lo w a n e g o żu żla w ie lk o p ie c o w e g o
Wpływ zmielonego żużla na parametry reologiczne zapraw z cementów o różnej zawartości C3A i Na2Oe z dodatkiem superplastyfikatorów PEl/c, PE3/c, PC/c pokazano na rys. 5.3 i 54. Analizy wariancji badania czynnikowego wpływu ilości zmielonego żużla, zawartości Na2 0e w cemencie i rodzaju superplastyfikatora na parametry reologiczne zapraw z cementów zawierających 2 i 12% C3A przedstawiono w tabl. 5.8 i 5.9. Wykazują one, że parametry reologiczne tych zapraw zależą od ilości zmielonego żużla, zawartości C3A i Na2 0e w cemencie, rodzaju superplastyfikatora oraz współdziałania tych czynników.
Dodanie 20% zmielonego żużla w miejsce cementu o 2% zawartości C3A zwiększa wartość parametrów g i h wszystkich badanych zapraw. Zwiększenie dodatku żużla do 40%
powoduje dalszy wzrost parametrów g i h zapraw z cementu HA. W przypadku zapraw z cementu NA zwiększenie dodatku żużla nie wpływa znacząco na wartość parametru g, natomiast parametr h tych zapraw, podobnie jak zapraw z cementem HA, wzrasta.
104 Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne.. reologiczne zapraw z superplastyfikatorami PC i PE
Fig. 5.3. The effect of cement containing 2% C3A replacement with ground blast furnace slag on rheological parameters of mortars with PC and PE superplasticizers
Tablica 5.8 Analiza wariancji badania czynnikowego wpływu ilości dodatku zmielonego żużla wielkopiecowego, zawartości
Na2Oe w cemencie i rodzaju superplastyfikatora na parametry reologiczne zapraw o stosunku w/c = 0,40 z cementu o 2% zawartości C3A
A: Zaw. żużla 122,236 0,001 104,819 0,002 72,610 0,002 32,174 0,049
B: Zaw. Na2Oe 781,704 0,000 47,452 0,006 1859,10 0,000 37,608 0,051
C: Rodzaj SP 60,695 0,004 2238,55 0,000 342,918 0,000 2598,75 0,000
AB 64,819 0,003 1,733 0,316 123,624 0,001 0,594 0,607
AC 46,112 0,005 1,898 0,313 192,992 0,001 10,282 0,043
BC 17,566 0,022 45,009 0,006 542,588 0,000 7,232 0,071
ABC 20.359 0,016 2,613 0,228 117,791 0,001 5,355 0,101
Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne. 105
Rys. 5.4. Wpływ zastąpienia cementu o 12% zawartości C3A zmielonym żużlem wielkopiecowym na parametry reologiczne zapraw z superplastyfikatorami PC i PE
Fig. 5.4. The effect of cement containing 12% C3A replacement with ground blast furnace slag on rheological parameters of mortars with PC and PE superplasticizers
Tablica 5.9 Analiza wariancji badania czynnikowego wpływu ilości dodatku zmielonego żużla wielkopiecowego, zawartości
Na2Oe w cemencie i rodzaju superplastyfikatora na parametry reologiczne zapraw o stosunku w/c = 0,40 z cementu o 12% zawartości C3A
A: Zaw. żużla 8,531 0,058 68,659 0,003 334,860 0,000 46.948 0,005
B: Zaw. Na2Oe 184,126 0,001 16,417 0,027 1280,88 0,000 3,410 0,162
C: Rodzaj SP 49,477 0,005 1895,58 0,000 120,790 0,001 1428,94 0,000
AB 49,447 0,005 6,301 0,084 239,693 0,001 8,622 0,008
AC 13.999 0,028 8,602 0,054 45.803 0,005 31,755 0,009
BC 4,895 0,114 29,665 0,011 61,449 0,004 9,540 0,050
ABC 6.570 0,077 4,314 0,130 39,971 0,006 9,680 0,046
106 Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne.
Zmiany parametru g zapraw z cementu o 12% zawartości C3A w wyniku dodania zmielonego żużla zależą od rodzaju superplastyfikatora i zawartości Na2Oe w cemencie.
W przypadku zapraw z cementu HA z dodatkiem P E l/c i PE3/c wprowadzenie zmielonego żużla powoduje proporcjonalne do jego ilości zmniejszenie parametru g. Dodatek żużla nie wpływa na parametr g zapraw z cementu HA z dodatkiem PC/c. W zaprawach z cementu NA dodatek zmielonego żużla w ilości 20% powoduje wzrost parametru g. Dalsze zwiększenie dodatku zmielonego żużla w zaprawach nie wpływa na wartość parametru g zapraw z dodatkiem P E l/c i PC/c, natomiast zmniejsza parametr g zaprawy z dodatkiem PE3/c.
Wpływ zmielonego żużla na parametr h zapraw z cementów zawierających 12% C3A jest analogiczny jak na parametr h zapraw z cementów o 2% zawartości C3A.
Dodanie zmielonego żużla do zapraw z cementów o 2% zawartości C3A nie wpływa na zakres zmian w czasie parametru g zapraw z cementem NA i dodatkiem PC/c oraz z cementem HA i dodatkiem PEl/c. W pozostałych przypadkach dodanie żużla powoduje, że zmienia się kierunek zmian parametru g w czasie. Parametr g tych zapraw bez żużla wzrasta, natomiast z jego dodatkiem zmniejsza się z upływem czasu. Dodatek zmielonego żużla zwiększa zakres zmian parametru h zapraw w czasie. Taki efekt jest szczególnie wyraźny w przypadku zapraw z dodatkiem P E l/c i PE3/c.
Dodanie zmielonego żużla do zapraw z cementów o 12% zawartości C3A zmniejsza wzrost parametru g w czasie zapraw z cementu HA W przypadku zapraw z cementu NA dodatek żużla powoduje, że parametr g tych zapraw nieznacznie maleje z upływem czasu.
Kierunek i zakres zmian parametru h w czasie zapraw z cementów o 12% zawartości C3A z dodatkiem zmielonego żużla zależy od rodzaju superplastyfikatora. Dodanie zmielonego żużla do zapraw z dodatkiem P E l/c i PC/c zwiększa zakres spadku parametru h w czasie.
Dodanie żużla do zapraw z dodatkiem PE3/c powoduje, że parametr h, w przeciwieństwie do zapraw bez tego dodatku, wzrasta w czasie; zakres tego wzrostu nie zależy od ilości żużla.
5.4. W p ły w p y łu k r z e m io n k o w e g o
Wpływ pyłu krzemionkowego na parametry reologiczne zapraw z cementów o różnej zawartości C3A i Na2 0e z dodatkiem superplastyfikatorów PEl/c, PE3/c, PC/c pokazano na rys. 5.5 i 5.6. Analizy wariancji wpływu ilości pyłu krzemionkowego, zawartości Na2Oe w cemencie i rodzaju superplastyfikatora na parametry reologiczne zapraw z cementów zawierających 2 i 12% C3A przedstawiono w tabl. 5.10 i 5.11. Wykazują one, że parametry reologiczne tych zapraw zależą od ilości pyłu krzemionkowego, rodzaju superplastyfikatora, zawartości C3A i Na2Oe w cemencie oraz współdziałania tych czynników.
Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne.. 107
100
80
E Z
di 40 •
20 •
w/c = 0,40 Cement:
C3A - 2%, S 03 - 3,5%
Swc - 370 m2/kg,
g po 1 0 min
10 20
DODATEK PYŁU KR ZEM IO NKO W EGO , % C C em ent NA
-P E 1 /c -1 ,5 % - -P E 3 /C - 1,5% ■ P C / c 1,5%
-Cem ent HA
— P E 1 /c-1 ,5 % - P E 3 / C - 1,5%
- P C / c - 1,5%
Cement LA
— PE1/b -1,5% •
— PE3 -1 ,5 % • - P C -1 ,5 % ■
Cement HA
— PE1/b-1,5%
h - P E 3 - 1,5%
— PC - 1,5%
DODATEK PYŁU KRZEMIONKOW EGO, % C
Rys. 5.5. Wpływ zastąpienia cementu o 2% zawartości C3A pyłem krzemionkowym na parametry reologiczne zapraw z superplastyflkatorami PC i PE
Fig. 5.5. The effect of cement containing 2% C3A replacement with condensed silica fume on rheological parameters of mortars with PC and PE superplasticizers
Tablica 5.10 Analiza wariancji badania czynnikowego wpływu ilości dodatku pyłu krzemionkowego, zawartości Na2Oe
w cemencie i rodzaju superplastyfikatora na parametry reologiczne zapraw o stosunku w/c = 0,40 z cementu o 2% zawartości C3A
Parametr po 10 min Parametr 6po 10 min Parametr g po 60 min Parametr h po 60 min Źródło wariancji Wartość Poziom Wartość Poziom Wartość Poziom Wartość Poziom
F istotności F istotności F istotności F istotności
A: Zaw. pyłu
krzemionkowego 72,885 0,003 391,781 0,000 87,670 0,002 131,841 0,001
B: Zaw. Na2Oe 26.604 0,014 11,572 0,042 25,835 0,015 7,572 0,071
C: Rodzaj SP 82,283 0.002 1437,393 0.000 1077,904 0,000 483,577 0,000
AB 79,676 0.003 5,140 0,107 191,465 0,001 0,933 0,484
AC 26,015 0,011 21,385 0,015 85,354 0,002 24,956 0,012
BC 43,587 0,006 3,327 0,173 288,095 0,000 6,903 0,075
ABC 7,489 0,065 9,592 0,047 20,668 0,016 2,725 0,218
108 Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne..
E E
z
10 20
ZAWARTOŚĆ PYŁU KRZEMIONKOWEGO, % C Cement NA Cement HA
— PE1/C - 3% - o — P E 1 /c -3 %
— • — PE3/C - 3% — □ — PE3/C - 3%
— A— PC/c - 3% — 6— P O c - 3%
EE
z
E E Z
0 10 20
ZAWARTOŚĆ PYŁU KRZEMIONKOWEGO, % C C em ent N A C em ent HA
— ♦ — P E 1 /c -3 % — O— P E 1 /c - 3%
PE3/C - 3% - O — PE3/C - 3%
P C /c - 3% — G— P C /c -3 %
Rys. 5.6. Wpływ zastąpienia cementu o 12% zawartości C3A pyłem krzemionkowym na parametry reologiczne zapraw z superplastyfikatorami PC i PE
Fig. 5.6. The effect of cement containing 12% C3A replacement with condensed silica fume on rheological parameters of mortars with PC and PE superplasticizers
Tablica 5.11 Analiza wariancji badania czynnikowego wpływu ilości dodatku pyłu krzemionkowego, zawartości Na2Os w cemencie i rodzaju superplastyfikatora na parametry reologiczne zapraw o stosunku w/c = 0,40 z cementu
o 12% zawartości C3A
Źródło wariancji
Parametr g po 10 min Parametr /? po 10 min Parametr g po 60 min Parametr h po 60 min Wartość Poziom Wartość Poziom Wartość Poziom Wartość Poziom
F istotności F istotności F istotności F istotności
A: Zaw. pyłu
krzemionkowego 49,954 0,005 139,163 0,001 527,849 0,000 122,622 0,001
B: Zaw. Na2Oe 3110,184 0,000 49,134 0,006 7917,255 0,000 98,861 0,002
C: Rodzaj SP 289,205 0,000 1193,166 0.000 556,686 0,000 832,607 0,000
AB 7,157 0,072 15,353 0,027 363,189 0,000 44,824 0.006
AC 58,159 0,036 20,138 0,016 340,332 0,000 16,829 0,022
BC 77,462 0,026 0.882 0,500 216,231 0,001 21,972 0,016
ABC 21,294 0,015 13,403 0,030 156,636 0,001 12,975 0,031
Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne.. 109
Wpływ pyłu krzemionkowego na parametr g zapraw z dodatkiem PE i PC zależy od zawartości C3A i Na2 0e w cemencie oraz rodzaju superplastyfikatora. Ogólnie, dodanie pyłu krzemionkowego do zapraw z cementów NA powoduje proporcjonalny do ilości tego dodatku wzrost parametru g. Wzrost ten w przypadku zapraw z dodatkiem PEl/c jest największy, a w przypadku zapraw z dodatkiem PE3/c najmniejszy. Jedynie w przypadku zaprawy z cementu zawierającego 12% C3A z dodatkiem PE3/c dodatek pyłu krzemionkowego początkowo zmniejsza wartość parametru g. W przypadku zapraw z cementów HA wpływ dodania pyłu krzemionkowego zmienia się zależnie od zawartości C3A w cemencie i rodzaju superplastyfikatora. W zależności od tych czynników parametr g tych zapraw nieznacznie zwiększa się (cement o 2% zawartości C3A i PEl/c, PE3/c i PC/c oraz cement o 12%
zawartości C3A i PEl/c), albo maleje (cement o 12% zawartości C3A i PE3/c i PC/c) wraz ze zwiększaniem dodatku pyłu krzemionkowego.
Dodatek pyłu krzemionkowego zawsze, niezależnie od rodzaju stosowanego cementu i superplastyfikatora, znacznie zmniejsza parametr h zapraw. Zakres tego spadku zależy od wartości parametru h zaprawy bez dodatku pyłu krzemionkowego. Im jest on większy, tym zmniejszenie parametru h w wyniku dodania pyłu krzemionkowego jest również większe.
Zakres zmniejszenia parametru h zapraw z dodatkiem P E l/c i PE3/c w wyniku dodania pyłu krzemionkowego w niewielkim stopniu zależy od zawartości C3A i Na2Oe w cemencie.
W przypadku zapraw z dodatkiem PC/c zmniejszenie parametru h jest większe, gdy stosowany jest cement HA.
Dodanie pyłu krzemionkowego do zapraw z cementu zawierającego 2% C3A z dodatkiem P E l/c zmniejsza zakres wzrostu parametru g w czasie. Dodanie pyłu krzemionkowego do zapraw z dodatkiem PE3/c i PC/c powoduje natomiast, że zmienia się kierunek zmian parametru g w czasie. Parametr g tych zapraw bez pyłu krzemionkowego wzrasta, natomiast z jego dodatkiem zmniejsza się z upływem czasu. Pył krzemionkowy wpływa także na zakres zmian parametru h w czasie tych zapraw. Wpływ ten nie jest jednak jednoznaczny i zmienia się zależnie od rodzaju superplastyfikatora, a w dalszej kolejności od zawartości Na2Oe w cemencie i ilości dodanego pyłu krzemionkowego. Wprowadzenie pyłu krzemionkowego do zapraw z SP PC/c zmniejsza zakres spadku parametru h w czasie. Zakres zmian parametru h tych zapraw w czasie nie zależy przy tym od dodatku pyłu krzemionkowego. Dodanie pyłu krzemionkowego do zapraw z SP PEl/c również zmniejsza zakres spadku parametru h w czasie, przy czym zmniejszenie to jest tym większe, im więcej dodano pyłu krzemionkowego. Dodanie pyłu krzemionkowego do zapraw z SP PE3/c zwiększa zakres spadku parametru h w czasie, zwłaszcza w przypadku zapraw z cementu NA.
110 Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne...
Dodanie pyłu krzemionkowego do zapraw z cementu HA o 12% zawartości C3A znacznie zmniejsza zakres wzrostu parametru g w czasie. Charakter wpływu pyłu krzemionkowego na zmiany w czasie parametru g zapraw z cementów N A o 2 i 12%
zawartości C3A jest podobny, podobny jest również charakter zmian w czasie parametru h zapraw z cementów o 2 i 12% zawartości C3A.
5 .5 . P o d s u m o w a n ie
Dodatki mineralne mają duży wpływ na parametry reologiczne zapraw z superplastyfikatorami PC i PE, a charakter i zakres tego wpływu zmienia się zależnie od rodzaju superplastyfikatora, zawartości C3A i Na2Oe w cemencie oraz współdziałania tych czynników. Równocześnie wpływ superpłastyfikatorów PC i PE na parametry reologiczne zaprawy m oże ulegać dużym zmianom w wyniku zastąpienia części cementu dodatkiem mineralnym. W przypadku mieszanek z dodatkami mineralnymi ocena kompatybilności superplastyfikatora i cementu dokonana bez uwzględnienia obecności i ilości tych dodatków nie będzie w ięc w pełni miarodajna.
Należy przy tym zwrócić uwagę, że wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne mieszanek z superplastyfikatorami PC i PE może się znacząco różnić od wpływu tych dodatków na właściwości reologiczne mieszanek bez dodatku superplastyfikatora lub z superplastyfikatorami SNF i SMF. Według danych literaturowych wprowadzenie popiołu lotnego w miejsce części cementu zawsze zmniejsza wartość parametrów g i h mieszanek bez superplastyfikatora lub z dodatkiem SNF i SMF, a efekt ten jest tym większy, im większy jest udział tego dodatku (Gjorv [67], de Larrard [115], Szwabowski [180], Tattersall i Banfill [188], W allevik [201]). Zmniejszenie wartości parametru g ma przy tym zwykle wyraźnie większy zakres niż zmniejszenie wartości parametru h. Wprowadzenie popiołu lotnego do zapraw z superplastyfikatorami PC i PE może powodować zwiększenie lub zmniejszenie parametrów g i h, a kierunek i zakres tych zmian zależą od zawartości C3A i Na2Oe w cemencie i rodzaju superplastyfikatora. Należy przy tym zwrócić uwagę na wyraźną interakcję pomiędzy popiołem lotnym a rodzajem superplastyfikatora. Parametr h zapraw z dodatkiem P E l/c w wyniku wprowadzenia popiołu lotnego wzrasta, a zapraw z dodatkiem PC/c i PE3/c maleje. Dane literaturowe i wyniki badań własnych pokazują że pył krzemionkowy stosowany w miejsce części cementu zawsze, niezależnie od rodzaju i właściwości cementu i superplastyfikatora, powoduje znaczne zmniejszenie parametru h mieszanki, przy czym efekt ten jest tym większy, im większa jest ilość dodatku.
Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne. 111
W przypadku mieszanek bez lub z dodatkiem SNF i SMF towarzyszy temu duży, proporcjonalny do ilości wprowadzonego pyłu krzemionkowego, wzrost parametru g oraz zwiększenie zakresu wzrostu parametru g w czasie. Jak wykazują wyniki badań własnych, efekt ten w mieszankach z superplastyfikatorami PE i PC jest zdecydowanie słabszy, a w przypadku stosowania cementów bogatych w alkalia może nawet być przeciwny. Dodanie zmielonego granulowanego żużla hutniczego do mieszanek bez i z dodatkiem SNF i SMF powoduje zmniejszenie parametru g, któremu towarzyszy wzrost parametru h. Uzyskane wyniki badań wykazują że charakter wpływu zmielonego żużla na parametr h mieszanek z dodatkiem PE i PC jest podobny. Dodatek zmielonego żużla może jednak powodować wzrost parametru g zapraw, zwłaszcza z cementów o małej zawartości C3A i Na2Oe.
Przy określonym dodatku superpłastyfikatorów PC lub PE wprowadzenie dodatku mineralnego do zapraw z cementów o 12% zawartości i o 1,1% zawartości Na2Oe powoduje, niezależnie od rodzaju dodatku mineralnego, zmniejszenie parametru g oraz znaczne zmniejszenie zakresu zmian parametru g w czasie. W przypadku zapraw z cementów o 2%
zawartości C3A oraz zapraw o 12% zawartości C3A i o 0,3% zawartości Na2Oe wprowadzenie dodatku mineralnego powoduje zwiększenie parametru g, jednocześnie zależnie od rodzaju dodatku mineralnego i superplastyfikatora nie wpływając lub zmniejszając wzrost tego parametru w czasie. Dodanie żużla i pyłu krzemionkowego może nawet powodować, że parametr g zapraw, w przeciwieństwie do zapraw bez ich dodatku, nieznacznie maleje z upływem czasu.
Parametr h zapraw z superplastyfikatorami PC i PE, niezależnie od zawartości C3A i Na2Oe w cemencie, zmniejsza się wraz ze wzrostem ilości wprowadzonego dodatku pyłu krzemionkowego, a zwiększa się wraz ze wzrostem ilości wprowadzonego zmielonego żużla wielkopiecowego. Zakres tych zmian zależy od rodzaju superplastyfikatora i składu cementu.
Kierunek zmian parametru h zapraw w wyniku wprowadzenia popiołu lotnego zależy od rodzaju zastosowanego superplastyfikatora. Dodatki mineralne wpływają również na zakres zmian w czasie parametru h zapraw z superplastyfikatorami PC i PE. Wpływ ten jednak nie jest jednoznaczny i zmienia się zależnie od rodzaju superplastyfikatora, ilości C3A i Na2Oe
w cemencie oraz rodzaju i ilości dodatku mineralnego.
Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne mieszanki można wyjaśnić w oparciu o łączne występowanie następujących efektów.
Stosowanie dodatku mineralnego w miejsce takiej samej masowo ilości cementu powoduje, ze względu na mniejszą gęstość dodatków mineralnych od cementu, przyrost objętości spoiwa i proporcjonalny do tego wzrost objętości zaczynu w mieszance. Efekt ten
112 Wpływ dodatków mineralnych na właściwości reologiczne..
przyczynia się do zmniejszenia parametrów g i h oraz zmniejszenie zakresu zmian tych parametrów w czasie.
Dodatki mineralne m ają mniejszą od cementu aktywność chemiczną w początkowej fazie procesu hydratacji. Ich stosowanie w miejsce części cementu powoduje więc ogólne spowolnienie procesu hydratacji spoiwa, a tym samym zmniejszenie objętości wody związanej chemicznie i zwiększenie objętości wody wolnej w mieszance. Przy określonym dodatku superplastyfikatora większa też jego ilość pozostaje niezaadsorbowana w roztworze.
Efekty te przyczyniają się do: zmniejszenia parametrów g i h mieszanki oraz zakresu ich zmian w czasie. Zmniejszenie to jest tym większe, im większa jest aktywność cementu zastępowanego dodatkiem mineralnym. Należy zwrócić uwagę, że większa ilość
Efekty te przyczyniają się do: zmniejszenia parametrów g i h mieszanki oraz zakresu ich zmian w czasie. Zmniejszenie to jest tym większe, im większa jest aktywność cementu zastępowanego dodatkiem mineralnym. Należy zwrócić uwagę, że większa ilość