Wpływ mączki chalcedonitowej na właściwości reologiczne i procesy hydratacji cementów

Celem działania naukowego realizowanego w konkursie „Miniatura 8” było uzyskanie wiedzy na temat wpływu dodatku mączki chalcedonitowej (jej działania i współdziałania) na właściwości reologiczne i procesy hydratacji (procesy wiązania i twardnienia) zaczynów cementowych. Zaplanowane badania w formie wyjazdów badawczych oraz wyjazdu konsultacyjnego realizowane były we współpracy z Instytutem Chemii Politechniki Brneńskiej w Czechach. Całość projektu podzielono na kilka etapów. Pierwszy z nich dotyczył określenia właściwości surowców wytypowanych do badań: cementu portlandzkiego CEM I, mączki chalcedonitowej o zróżnicowanym uziarnieniu, a także dodatków mineralnych powszechnie stosowanych w produkcji cementu – granulowanego żużla wielkopiecowego, popiołu lotnego krzemionkowego i mączki wapiennej. Określono między innymi ich skład chemiczny, uziarnienie, powierzchnię właściwą, aktywność pucolanową dodatków. W kolejnym, II etapie wykonano badania zaczynów cementowych modyfikowanych mączką chalcedonitową, w których zastępowano cement w ilości 10%, 20% i 30% wagowo dodatkiem o uziarnieniu do 10mm, 20 mm i 36 mm. Biorąc pod uwagę zarówno właściwości reologiczne, jaki wytrzymałościowe do dalszych badań wytypowano mączkę chalcedonitową o uziarnieniu do 20 mm. Kolejny, III etap obejmował badania zaczynów cementowych modyfikowanych udziałem powszechnie stosowanych dodatków, zastępujących cement w ilości 10%, 20% oraz 30% wagowo. Następnie, w ostatniej części badań (IV etapie) wykonano doświadczenia, w których 10%, 20% i 30% cementu zastępowano kombinacją mączki chalcedonitowej z granulowanym żużlem wielkopiecowym lub popiołem lotnym krzemionkowym lub mączką wapienną, dodawanych w tych samych ilościach. W każdym z etapów wykonano badania właściwości reologicznych zaczynów po czasie 5,30 i 60 minut, określono konsystencję metodą mini stożka, a także wykonano badania mające na celu ocenę procesów wiązania i twardnienia: czas wiązania metodą Vicata, hydratację zaczynów metodą kalorymetryczną, badania właściwości mechanicznych - wytrzymałości na zginanie i ściskanie oraz analizę DTA/TG próbek po czasie 3 i 28 dni dojrzewania.