Betonin lisäaineiden soveltuvuus alkaliaktivoiduille sideaineille

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tarkasteltiin betonissa käytettävien lisäaineiden soveltuvuutta alkaliaktivoiduille sideaineille. Nykyisin käytettävät tehonotkisteet (superplastizers) soveltuvat huonosti kehitettyjen alkaliaktivoitujen tai-, geopolymeeripohjaisten betonien lisäaineiksi, minkä vuoksi niiden soveltuvuutta ja vaikutuksia betonimassaan pyritään kartoittamaan. Työ suoritettiin tekemällä sarja erilaisia kokeita, joissa vertailtiin kahdeksan kaupallisten notkistinlisäaineiden vaikutusta betonimassan ominaisuuksiin. Vertailtavia ominaisuuksia olivat vaikutukset massan leviämään, massan myötörajaan, viskositeettiin ja kovettumisaikaan. Ominaisuuksien vaikutuksia tutkittiin testaamalla eri tavoin kutakin notkistinta ja vertailemalla saatuja tuloksia sekä erilaisten käytettyjen notkistinlisäaineiden välillä, myös lisäaineettomaan vertailumassaan. Kaiken kaikkiaan kutakin koesarjaa varten valmistettiin yhdeksän erilaista massaa, joista mitattiin erikseen tarkasteltavat, työssä esitetyt tulokset. Tarkkuuden lisäämiseksi kokeissa suoritettiin toistoja, joiden pohjalta laskettuja keskiarvoja käytettiin varsinaisessa lopputuloksien tarkastelussa. Mittauksista saadut tulokset on esitelty työssä pylväsdiagrammikuvaajina, tarkemmat yksittäiset mittaustulokset ovat mukana liitteinä.

Tehty työ voidaan jakaa kolmeen eri päävaiheeseen: 1. Kirjallisuuden tarkasteluun ja aiheeseen perehtymiseen, joissa kartoitettiin käytettävät mittausmenetelmät ja mahdolliset ongelmat. 2. Kokeelliseen vaiheeseen, jossa suoritettiin suunnitellut mittaukset. 3. Saatujen tulosten tarkastelu ja johtopäätökset.

Työn kokeellinen osuus suoritettiin kolmella eri mittaustekniikalla: leviämämittauksella, reometrimittauksella ja kovettumisaikamittauksella. Leviämämittauksessa saadut tulokset kuvaavat pastan leviämän muutosta standardisoidulla leviämäpöydällä, reometrimittauksessa tarkasteltiin pastojen leikkauksen myötörajoja ja viskositeetteja. Kovettumisaikamittauksessa tarkasteltiin notkisteiden vaikutusta pastan kuivumiseen. Saadut tulokset on esitelty työn Tulosten tarkastelu -osiossa.

Tulosten tarkastelu -osiota seuraavassa Johtopäätökset -kappaleessa tehdään yhteenvetoa ja kootaan edellisen kappaleen perusteella olennaisia huomioita. Kyseisessä osiossa esitellään työn lopulliset päätelmät ja niistä tehtävät johtopäätökset.

In this Bachelor’s Thesis, the objective was to study the suitability of traditional concrete admixtures for alkalineactivated binders. Nowadays used concrete water-reducing agents, also known as superplastizers, suit poorly to alkaline-activated binders. Because of that, the suitability and the effects of those superplastizers was surveyed by various methods. The research was conducted by running a series of tests, where the effects of superlastizers to alkaline-activated geopolymer-paste were measured. The effects of superplastizers on paste’s spreading, yield strength, viscosity and setting time were studied. The effects of the paste properties were studied by testing superplastizers and comparing the results reference mixture without admixtures. All in all, nine different pastes were prepared for each test series, from which the results of the study were examined separately. To increase accuracy, the experiments were performed multiple times and mean values were used for the actual end-result analysis. The results of the measurements are presented in the work as bar graphs, more specific individual measurements are included as attachments.

The work done can be divided into three main stages: 1. review of literature and analytical 2. the experimental stage and 3. examination of the results obtained and conclusions.

The experimental part of the work was carried out with three different measurement techniques: spreading measurement, rheometric measurement and setting time measurement. The results of the spreading measurement show the change in the spread of the paste on the standardized spreading table, while the yield stresses and viscosities were measured in the rheometric assay. In setting time measurement, the effect of admixtures on the drying of the pasta was studied.