Czasopismo | MATERIAŁY BUDOWLANE | Rocznik 2024 - zeszyt 9

Effect of metakaolin and zeolite as cement-reducing additives on the properties of ecological cement composites

Wpływ metakaolinu i zeolitu jako dodatków zmniejszających ilość cementu na właściwości ekologicznych kompozytów cementowych

10.15199/33.2024.09.03

nr katalogowy: 150635
10.15199/33.2024.09.03

Streszczenie

W badaniach określono wpływ metakaolinu MK i zeolitu Z na właściwości zaczynów i zapraw cementowych. Mieszaniny o różnych proporcjach MK i Z wprowadzono za- miast cementu w ilości do 40%. Stwierdzono, że opóźniają one czas wiązania, zmniejszają ilość wydzielonego ciepła hydrata- cji i pogarszają konsystencję zapraw, zmniejszają wytrzymałość wczesną i 28-dniową, w małym stopniu wpływają na wytrzyma- łość 90-dniową oraz zmniejszają skurcz zapraw. Intensywność wymienionych efektów zwiększa się wraz ze wzrostem ilości mieszaniny MK/Z i/lub ilości Z. Efekt synergii wynikający z jed- noczesnego wprowadzenia MK i Z nie jest duży, ale odpowied- nio dobierając proporcje mieszaniny MK/Z, można korygować właściwości cementu i kompozytów cementowych i bez pogor- szenia ich wytrzymałości znacznie zmniejszyć ilość odpowied- nio klinkieru lub cementu.

Abstract

In the study, the effects of metakaolin MK and zeolite Z on cement paste and mortar properties were determined. Blends with different proportions of MK and Z were introduced instead of cement in amounts of up to 40%. It was found that the MK/Z blends delayed the setting time, reduced the amount of hydration heat released and reduced the consistency of the mortars, decreased the early and 28-day strength, with little effect on the 90-day strength, and reduced the shrinkage of the mortars. The intensity of the above-mentioned effects increases with an increase in the amount of MK/Z blend and/or an increase in the amount of Z in the blend. The synergistic effect resulting from the simultaneous introduction of MK and Z is not considerable, but by appropriately selecting the proportions of the MK/Z mixture, the properties of cement and cement composites can be modified and the amount of clinker or cement can be significantly reduced without affecting the strength.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Kanamarlapudi L, Jonalagadda KB, JagarapuDCK, Eluru A. Different mineral admixtures in concrete: a review. SN Appl. Sci. 2020 https://doi. org/10.1007/s42452-020-2533-6.
[2] Chica L, Alzate A, Cellular concrete review: New trends for application in construction, Constr. Build. Mater. 2019. https://doi. org/10.1016/j. con- buildmat. 2018.12.136.
[3] Alexa-Stratulat S.-M, Olteanu I, Toma A.-M, Pastia C, Banu O-M, Corbu O.-C, Tom I-O. The Use of Natural Zeolites in Cement-Based Construction Ma- terials –A State of the Art Review. Coat. 2024. https://doi.org/10.3390/coating- s14010018.
[4] Tran YT, Lee J, Kumar P, Kim K-H, Lee SS. Natural zeolite and its applica- tion in concrete composite production, Compos. B Eng. 2019, https://doi.org/10.1016/j.compositesb. 2018.12.084.
[5] Shekarchi M, Ahmadi B, Azarhomayun F, Shafei B, Kioumarsi M. Na- tural zeolite as a supplementary cementitious material – A holistic review of main properties and applications. Constr. Build. Mater. 2023. https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat. 2023.133766.
[6] Wild S, Khatib JM, JonesA. Relative strength, pozzolanic activity and cement hydration in superplasticised metakaolin concrete. Cem. Concr. Res. 1996. https://doi.org/10.1016/0008-8846 (96) 00148-2.
[7] Małaszkiewicz D. Metakaolinit jako pucolanowy dodatek do betonu – przegląd stanu wiedzy. Civil and Environmental Engineering/Budownic- two i Inżynieria Środowiska. 2015; 6, 81 – 94.
[8] Homayoonmehr R, Ramezanianpour AA, Mirdarsoltany M. Influence of metakaolin on fresh properties, mechanical properties and corrosion resistan- ce of concrete and its sustainability issues: A review, J. Build. Eng. 2021. https://doi. org/10.1016/j. jobe. 2021.103011.
[9] Gowram I, Beulah M, Sudhir MR, Mohan MK, Jain D. Efficacy of Na- tural Zeolite and Metakaolin as Partial Alternatives to Cement in Fresh and Hardened High Strength Concrete. Advances in Mater. Sci. Eng. https://doi. org/10.1155/2021/4090389.
[10] PN-EN 196-1:2016-07 Metody badania cementu – Część 1: Oznacza- nie wytrzymałości.
[11] PN-EN 197-1:2012 Cement – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku.
[12] PN-EN 206:2014-04 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
[13] PN-EN 196-3:2016. Metody badania cementu – Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości.
[14] PN-EN 196-11:2019-1 Metody badania cementu – Część 11: Ciepło hy- dratacji – Metoda kalorymetrii izotermicznej.
[15] PN-EN 1015-3:2000/A2:2007 Metody badań zapraw do murów – Okre- ślenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą stolika rozpływu).
[16] PN-EN 1015-4:2000 Metody badań zapraw do murów – Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą penetrometru).

Zeszyt


MATERIAŁY BUDOWLANE- e-zeszyt (pdf) 2024-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	28.00 zł

Prenumerata

MATERIAŁY BUDOWLANE - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

300.00 zł

MATERIAŁY BUDOWLANE - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
MATERIAŁY BUDOWLANE - papierowa prenumerata roczna	300.00 zł brutto 277.78 zł netto 22.22 zł VAT (stawka VAT 8%)
MATERIAŁY BUDOWLANE - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

342.00 zł

MATERIAŁY BUDOWLANE - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
MATERIAŁY BUDOWLANE - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	456.00 zł brutto 422.22 zł netto 33.78 zł VAT (stawka VAT 8%)

456.00 zł

Open Access

Zeszyt

2024-9

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma