Wpływ mączki chalcedonitowej i zeolitu na wybrane właściwości fizykochemiczne zaczynów i zapraw cementowych

The influence of chalcedonite powder and zeolite on selected physicochemical properties of cement pastes and mortars

article in a collection out of WoS and Scopus

Polish

Redukcja emisji dwutlenku węgla przez branżę cementową, popularyzacja cementów niskoklinkierowych a także wykorzystanie materiałów odpadowych w produkcji materiałów budowlanych przyczyniają się do zwiększonego stosowania dodatków mineralnych. Z uwagi na ich zróżnicowane właściwości, a także możliwość zastosowania kombinacji kilku dodatków jednocześnie ważne jest określenie ich wpływu na parametry zapraw i betonów. W artykule dokonano oceny działania wybranych dodatków mineralnych - mączki chalcedonitowej oraz zeolitu. W pierwszym etapie badań określono skład chemiczny, gęstość właściwą, powierzchnię właściwą, wykonano analizę składu ziarnowego poszczególnych surowców oraz przeprowadzono badanie aktywności pucolanowej każdego z zastosowanych dodatków chemiczną metodą Chapelle’a. Drugim - zasadniczym celem przeprowadzonych badań było porównanie działania mączki chalcedonitowej oraz zeolitu jako częściowego zamiennika cementu w zaprawach, a także ocena ich współdziałania w ustalonych proporcjach względem cementu. Do badań przygotowano zaprawę referencyjną (bez modyfikacji) oraz wytypowano 3 rodzaje zapraw, w których spoiwo cementowe zastępowano w 20% wagowo jednym z dodatków lub kombinacją obydwu składników w ilości po 10% każdy. Na podstawie parametrów technologicznych: czasu wiązania, konsystencji oraz wytrzymałości na ściskanie po 2, 28 i 90 dniach dojrzewania dokonano oceny działania mączki chalcedonitowej i zeolitu jako częściowego zamiennika cementu. Badania uzupełniono o termiczną analizę różnicową DTA/TG zaczynów po 3, 28 i 126 dniach hydratacji. Uzyskane wyniki potwierdzają możliwość zastosowania obydwu dodatków jako zamienników cementu w zaprawach, z tym, że ich działanie jest zróżnicowane. Analizując wyniki czasu wiązania, każdy z dodatków wpłynął na skrócenie początku i końca czasu wiązania, ale nieznacznemu wydłużeniu uległ czas wiązania modyfikowanych zaczynów. Zarówno mączka chalcedonitowa, jak i zeolit wpłynęły na zmniejszenie płynności zapraw. Najmniejszy rozpływ uzyskano stosując 20% zeolitu. Biorąc pod uwagę wytrzymałość na ściskanie po 28 i 90 dniach dojrzewania, zbliżone wyniki w porównaniu do zaprawy wzorcowej, odnotowano w przypadku receptur zawierających 20% zeolitu oraz jednocześnie 10% mączki chalcedonitowej i 10% zeolitu. Artykuł stanowi fragment szerszego opracowania dotyczącego oceny możliwości zastosowania mączki chalcedonitowej i zeolitu w zaprawach cementowych.

Reduction of carbon dioxide emissions by the cement industry, popularization of low-clinker cements as well as the use of waste materials in the production of building materials contribute to the increased use of mineral additives. Due to their diverse properties, as well as the possibility of using a combination of several additives at the same time, it is important to determine their effect on the parameters of mortars and concretes. The article evaluates the action of selected mineral additives - chalcedonite powder and zeolite. In the first stage of the research, the chemical composition, specific density, specific surface area were determined, the grain composition of individual raw materials was analyzed and the pozzolanic activity of each of the additives was tested using the Chapelle chemical method. The second - main objective of the conducted research was to compare the effect of chalcedonite powder and zeolite as a partial replacement of cement in mortars, as well as to evaluate their interaction in fixed proportions in relation to cement. A reference mortar (without modifications) was prepared for the tests and 3 types of mortars were selected, in which the cement binder was replaced in 20% by weight with one of the additives or a combination of both components in the amount of 10% each. On the basis of technological parameters: setting time, consistency and compressive strength after 2, 28 and 90 days of maturing, the performance of chalcedonite powder and zeolite as a partial cement replacement was assessed. The research was supplemented with thermal differential DTA/TG analysis of pastes after 3, 28 and 126 days of hydration. The obtained results confirm the possibility of using both additives as cement substitutes in mortars, but their effect is different. When analyzing the setting time results, each of the additives shortened the beginning and end of the setting time, but the setting time of the modified pastes was slightly extended. Both chalcedonite powder and zeolite reduced the fluidity of mortars. The smallest flow was obtained using 20% zeolite. Taking into account the compressive strength after 28 and 90 days of curing, similar results compared to the reference mortar were recorded for recipes containing 20% zeolite and 10% chalcedonite powder and 10% zeolite at the same time. The article is a part of a broader study on the assessment of the possibility of using chalcedonite powder and zeolite in cement mortars.

chalcedonit; zeolit; pasta cementowa; czas wiązania; konsystencja; wytrzymałość na ściskanie

chalcedonite; zeolite; cement paste; settiung time; consistency; compressive strength

SPYCHAL, E.; CZAPIK, P.; VYŠVAŘIL, M.

9. 10. 2023

Polish Cement

978-83-61331-47-6

Monographs on concrete technology

827

838

12