W pracy zbadano wpływ popiołu lotnego [FA] na hydratację i rozwój wytrzymałości zaczynów cementowych z trójskładnikowego spoiwa z układu OPC-CSA-CŠ [cement portlandzki – cement wapniowo-siarczanoglinianowy – anhydryt]. Badano konsystencję, czas wiązania, zmiany wymiarów liniowych i wytrzymałość na ściskanie zaczynów cementowych zawierających 0%, 5%, 10%, 15% i 20% masowych popiołu lotnego zastępującego cement portlandzki. Proces hydratacji, twardnienie i mikrostrukturę zaczynu cementowego analizowano z użyciem kalorymetrii, XRD, TG-DTG, SEM i MIP. Wyniki wykazały, że wraz ze wzrostem zawartości popiołu lotnego rozpływ zaczynu się zwiększył, czas wiązania najpierw skrócił, a następnie wydłużył się, a dodatek popiołu ograniczył skurcz zaczynu na późniejszym etapie. Gdy zawartość popiołu wynosiła 10%, rozpływ zwiększył się o 9.6%, a czas początku i końca wiązania uległ skróceniu odpowiednio o 23,4% i 12,1%. Jednocześnie efekt zarodkowania FA zapewnia powierzchnię dla wytrącania Ca(OH)2 i fazy C-S-H, co dysperguje wytworzone produkty hydratacji, przyspieszając hydratację i generując więcej AFt, poprawiając wytrzymałość na ściskanie. Na późniejszym etapie hydratacji efekt mikrowypełniacza sprawił, że nieuwodnione cząstki popiołu przecinają duże pory w zaczynie cementowym na małe połączone ze sobą pory, co poprawia ogólną zwartość zaczynu. Powyższe wyniki jeszcze bardziej rozwijają wartość użytkową FA i skutecznie rozszerzają zastosowanie trójskładnikowego systemu cementowego w inżynierii szybkich napraw.
This paper investigates the effect of fly ash [FA] on the hydration and strength development of composite cement pastes with ternary cementitious systems [OPC-CSA-CŠ]. The fluidity, setting time, swelling rate, and compressive strength of cement pastes with 0 %, 5 %, 10 %, 15 % and 20 % [mass fraction] fly ash substituted for OPC cement were tested. The hydration process, hardening, and microstructure of the cement slurry were analyzed by hydration heat, XRD, TG-DTG, SEM, and MIP test techniques. The results showed that with increasing FA content, the flowability of cement slurry improved, the setting time was shortened first and then lengthened, and the doping of FA can inhibit the shrinkage of the volume of the cementitious system at the later stage. When the FA content was 10 %, the flowability increased by 9.6 %, and the initial and final setting times were shortened by 23.4 % and 12.1 %, respectively. Simultaneously, the nucleation effect of FA provides a precipitation surface for Ca(OH)2 and C-S-H, which spreads the generated hydration products, accelerating the early hydration reaction rate and generating more AFt, improved its compressive strength. At the later stage of hydration, the micro-filler effect of FA made the unhydrated particles cut the large pores in the cement pore space into small interconnected pores, which improves the overall compactness of the slurry. The above results further develop the utilization value of FA and effectively expand the application of the ternary cementitious system in rapid repair engineering.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025)
