Setting times of Portland cement–metakaolin–fly ash blends

Abstract

In the present study two pozzolanic materials are used, Metakaolin (MK) and Fly Ash (PFA), as binary and ternary partial replacement binders with Portland cement (PC) to investigate their effect on standard consistence and setting times of paste. To maintain standard consistency for MK–PC pastes increasing w/b ratios are required with increasing MK levels, whereas PFA has little influence on consistency. For binary MK–PC pastes there are substantial increases in initial and final setting times at 5% MK followed by decreases at 10 and 15% MK before further increases at 20% MK. For binary PFA–PC pastes however setting times increase at approximately the same rate up to 30% PFA and then increase more sharply between 30% PFA and 40% PFA. In general the effects of both PFA and MK on consistency and setting times in binary pastes are reflected in the behaviour of the ternary pastes although the two pozzolans do not behave completely independently of each other. The different ways in which the two pozzolans influence setting times is explained in terms of differences in their pozzolanic activities and in the manner in which they influence the availability of water for hydration.

Portlandcemenčio, metakaolino ir lakiųjų pelenų mišinių rišimosi terminai

Santrauka. Šiame tyrime naudojamos dvi pucolaninės medžiagos—metakaolinas (MK) ir lakieji pelenai (PFA), kaip dviejų ir trijų komponentų dalinio pakeitimo rišikliai su portlandcemenčiu (PC), siekiant ištirti jų poveikį standartinėms konsistencijoms ir reguliuoti mišinio kietėjimo laiką. Siekiant išlaikyti standartinę MK–PC mišinio konsistenciją, didinant vandens ir rišamųjų medžiagų santykius, reikia didinti MK lygį, nes PFA turi mažai įtakos konsistencijai. Dviejų komponentų MK–PC mišiniams svarbu padidinti pradinius ir galutinius kietėjimo laikus 5 % MK, po sumažėjimo 10 ir 15% MK, prieš tolesnį padidinimą 20 % MK. Dviejų komponentų PFA–PC mišinių kietėjimo laikui padidinti maždaug tokiomis pačiomis normomis iki 30% PFA ir tuomet didinti atsargiau tarp 30 % PFA ir 40 % PFA. Apskritai PFA ir MK poveikis konsistencijai ir kietėjimo laikui abiejuose mišiniuose matomas iš trijų mišinio komponentų elgsenos, nors du pucolanai nėra visiškai nepriklausomi vienas nuo kito. Kiti būdai, kuriais du pucolanai daro įtaką kietėjimo laikui, yra pristatyti kalbant apie jų pucolaninės veiklos skirtumus ir jų elgseną, kurios metu jie daro įtaką vandens galimybei hidratuotis.

Reikšminiai žodžiai: cemento mišiniai, lakieji pelenai, metakaolinas, pucolanai, standartinė konsistencija, kietėjimo laikas.

Keyword : cement paste, fly ash, metakaolin, pozzolans, standard consistence, setting time