Influence of temperature on the effect of plastification in concrete mixtures

Abstract

Demand for plasticisers used in concrete industry is growing in Lithuania and other countries. The paper examines a plasticising admixture based on carboxylate and the influence of temperature on the properties of concrete mixtures. Two types of Portland cement – limestone CEM II/A – LL 42.5R and slag CEM II/A – S 42.5N – have been investigated. To determine the effect of plasticising admixtures on the rheological properties of a concrete mixture, the slump, spread and density of the mixture, along with the depth of cone penetration, were examined. Then, with reference to the obtained data, yield stress was calculated. The research results illustrate the effects specific to certain combinations of plasticising admixtures with different types of cement. A plasticised concrete mixture with limestone Portland cement retains its slump better and remains almost unchanged for 90 min. The slump of the plasticised concrete mixture with slug Portland cement, however, is decreasing gradually for the full period of two hours, from the moment the mixture is ready. At higher temperatures, plastification effect manifests itself in a less intensive manner. Concrete mixtures with slug Portland cement have a higher slump, spread and the depth of cone penetration. A 5 °C increase in temperature (from +15 °C to +20 °C) makes the slump decrease by 32–33% both in concrete mixtures with limestone Portland cement and in concrete mixtures with slug Portland cement.

Santrauka

Plastiklių poreikis gaminant betoną tiek Lietuvoje, tiek kitose šalyse nuolat didėja. Darbe nagrinėjama plastiklio karboksilatų pagrindu ir aplinkos temperatūros poveikis betono mišinio savybėms. Išbandyti dviejų rūšių portlandcemenčiai klintinis – CEM II/A – LL42,5R ir šlakinis CEM II/A – S 42,5N. Siekiant nustatyti, kokį poveikį daro plastiklis reologinėms betono mišinio savybėms, buvo atlikti betono mišinio slankumo, kūgio įsmigimo į betoną gylio, betono mišinio sklidumo ir betono mišinio tankio tyrimai. Remiantis atliktų tyrimų duomenimis, buvo apskaičiuoti ribiniai šlyties įtempiai. Atliktų tyrimų rezultatai parodo plastiklio naudojimo su skirtingų tipų cementais ypatumus. Betono mišinys su klintiniu portlandcemenčiu plastifikuojamas geriau išlaiko beveik nekintamą mišinio slankumą apie 90 min. Plastifikuoto betono mišinio su šlakiniu portlandcemenčiu slankumas tolygiai mažėja nuo mišinio paruošimo momento iki 2 val. Aukštesnėje temperatūroje mažiau pasireiškia plastifikavimo efektas. Slankumas, sklidumas ir kūgio įsmigimo gylis didesnis betono mišinių su klintiniu portlandcemenčiu. Padidėjus temperatūrai 5 oC (nuo +15 oC iki +20 oC), betono mišinio slankumas tiek su klintiniu, tiek su šlakiniu portlandcemenčiu sumažėja 32–33%.

Reikšminiai žodžiai: klintinis portlandcementis, šlakinis portlandcementis, plastiklis, slankumas, sklidumas, ribiniai šlyties įtempiai, kūgio įsmigimo gylis

Keyword : limestone Portland cement, slag Portland cement, plasticiser, slump, flow table, spread, yield stress, cone penetration