Metody bada aktywno ci pucolanowej dodatków mineralnych

Transkrypt

1 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 3, (2011), Metody bada aktywno ci pucolanowej dodatków mineralnych EWELINA TKACZEWSKA Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydzia In ynierii Materia owej i Ceramiki, KTMB, al. Mickiewicza 30, Kraków tkaczews@agh.edu.pl Streszczenie Praca zawiera przegl d metod bada aktywno ci pucolanowej dodatków mineralnych stosowanych w technologii produkcji cementu i betonu, na podstawie których oceniana jest przydatno okre lonej pucolany w danych warunkach i zastosowaniach. Ogólnie, metody te polegaj na badaniu samej pucolany lub analizie zmian, jakie pucolana powoduje w uk adzie pucolana wapno woda lub pucolana cement woda. S owa kluczowe: pucolana, aktywna krzemionka, aktywny tlenek glinu, wodorotlenek wapnia, wska nik aktywno ci pucolanowej METHODS OF TESTING POZZOLANIC ACTIVITY OF MINERAL ADDITIVES A wide range of methods for determining the pozzolanic activity of mineral additives to cement and concrete are described in this paper. Generally, the methods encompasses studies of pozzolana or analysis of changes in the pozzolana lime water or pozzolana cement water systems. On this basis, usefulness of pozzolana in given conditions or applications is assessed. Keywords: Pozzolana, Active silica, Active aluminium oxide, Calcium hydroxide, Pozzolanic activity index 1. Wst p Historia stosowania w technologii materia ów okre lanych powszechnie jako dodatki pucolanowe jest d uga i bogata, a jej pocz tki si gaj staro ytno ci. Ju 1000 lat p.n.e., przy budowie cystern pod Jerozolim stosowano wodoszczeln zapraw wapienn z dodatkiem zmielonej ceg y. Akwedukty doprowadzaj ce wod z tych zbiorników by y równie budowane przy u yciu zaprawy uzyskanej z mieszaniny wapna, piasku i zmielonej ceg y. Dzi ki odkryciom archeologicznym dokonanym na greckiej wyspie Thera wiemy, e 700 lat p.n.e. do wytwarzania zaprawy budowlanej stosowano miejscowy, aktywny pucolanowo surowiec wulkaniczny zwany ziemi santory sk. Wykonane przez von Gärtringena analizy wykaza y, e zaprawa ta sk ada a si z 43 % wapna, 47 % piasku morskiego i 10 % ziemi santory skiej [1]. Mo na zatem s dzi, e ju wtedy dodatek aktywnych pucolanowo materia ów stosowano celowo, zdaj c sobie spraw z mo liwo ci poprawy t drog w a ciwo ci zapraw wapiennych. ród os ów terminu pucolana zwi zany jest ze staro ytnym Rzymem, gdzie w II wieku p.n.e. zacz to stosowa aktywne surowce wulkaniczne jako dodatek zapraw wapiennych nara onych na dzia anie wody. Szczególny rozg os zdoby y materia y pochodz ce z okolic miasteczka Pozzuoli, po o onego u stóp Wezuwiusza [1]. W a nie od nazwy tej miejscowo ci pochodzi s owo pucolana (ang. pozzola- na), okre laj ce dzi wszystkie materia y, które same w sobie nie wykazuj w a ciwo ci wi cych, ale zawieraj takie sk adniki, które w rodowisku wodnym, wchodz w reakcj z Ca(OH) 2, tworz c trwa e po czenia o w a ciwo ciach wi cych i hydraulicznych. Dopiero post p nauki i techniki na prze omie XIX i XX wieku pozwoli na stworzenie naukowych podstaw t umacz cych rol pucolan w kszta towaniu w a ciwo ci spoiw. Wynalezienie cementu portlandzkiego sprawi o, e zykochemia materia ów wi cych sta a si dyscyplin o znacznie poszerzonym zakresie. W jej ramach pojawi si nowy problem zwi zany z wykorzystaniem materia ów pucolanowych jako sk adników cementu. D ugoletni tradycj stosowania jako pucolany maj popio y lotne, otrzymywane jako uboczny produkt spalania w gla w elektrowniach i elektrociep owniach [2]. Aktywne sk adniki popio ów (SiO 2akt, Al 2 O 3akt ) wchodz w reakcje z Ca(OH) 2 w rodowisku wodnym, z utworzeniem trwa ych po cze typu C-S-H [3, 4]. W reakcji pucolanowej powstaj równie uwodnione gliniany wapnia (C 4 AH 13, C 2 AH 8 ) oraz uwodnione glinokrzemiany wapnia typu hydrogehlenitu (C 2 ASH 8 ) i hydrogranaty (C 3 AS 3 -C 3 AH 6 ) [5, 6]. W chwili obecnej, w technologii cementu i betonu, dodatki pucolanowe zajmuj bardzo wa n pozycj. Materia y te mody kuj szereg w a ciwo ci u ytkowych cementu, miedzy innymi ciep o hydratacji, czas wi zania, wytrzyma o 536

2 METODY BADA AKTYWNO CI PUCOLANOWEJ DODATKÓW MINERALNYCH na ciskanie, odporno na korozyjne oddzia ywanie rodowisk chemicznych, wodoszczelno i skurcz [3, 4, 7, 8]. Celem prezentowanej pracy jest przegl d metod oceny aktywno ci pucolanowej materia ów. Wielowiekowa tradycja stosowania pucolan w budownictwie zaowocowa a bardzo du liczb metod, na podstawie których oceniana jest przydatno okre lonej pucolany w danych warunkach i zastosowaniach. Zasadniczo, metody te polegaj na badaniu samej pucolany lub analizie zmian, jakie pucolana powoduje w uk adach pucolana wapno woda lub pucolana cement woda. 2. Metody badania aktywno ci pucolanowej materia ów Okre lenie aktywno ci pucolanowej materia ów jest zadaniem trudnym i z o onym. Decyduje o tym szereg czynników [9-11]. Po pierwsze, aktywno pucolanowa przejawia si : w ilo ci i szybko ci wi zania Ca(OH) 2 przez aktywne sk adniki dodatku, we wp ywie pucolan na wytrzyma o cementów lub spoiw wapiennych. Po drugie, aktywno pucolanowa materia ów mo e zale e od rodzaju tworzywa wi cego, do którego zostaje dodana. Po trzecie, sposoby badania aktywno ci pucolanowej mog dawa zadowalaj ce wyniki dla jednej grupy testowanych materia ów, a zupe nie si nie sprawdza przy ocenie innych grup. Najlepszym rozwi zaniem przy prowadzonej rzetelnie ocenie aktywno ci pucolanowej jest jej okre lenie za pomoc dwóch lub trzech odpowiednio wytypowanych i wzajemnie uzupe niaj cych si metod. Ogólnie, metody badania aktywno ci pucolanowej dzieli si na metody chemiczne i zyczne [2-4]. Te pierwsze polegaj na okre leniu ilo ci i szybko ci wi zania Ca(OH) 2 przez sk adniki badanej pucolany lub wyznaczeniu ilo ci SiO 2 i Al 2 O 3 jakie zostan wy ugowane z pucolany w okre lonych warunkach. Metody zyczne w wi kszo ci przypadków polegaj na okre leniu wp ywu dodatku na wytrzyma o zapraw cementowych lub wapiennych. 3. Metody chemiczne 3.1. Metoda wed ug polskich norm PN-EN i PN-EN Norma PN-EN 197-1:2007 [12] przewiduje badanie aktywno ci pucolanowej materia u poprzez okre lenie w nim zawarto ci aktywnej krzemionki, która stanowi ró nic pomi dzy ca kowit zawarto ci SiO 2, a jego cz ci zawart w pozosta o ci nierozpuszczalnej w HCl i NaOH, oznaczon zgodnie z norm PN-EN 196-2:2006 [13] Metoda wed ug ameryka skiej normy ASTM C379-65T Norma ASTM C379 65T [14] przewiduje okre lenie aktywno ci pucolanowej materia u na podstawie oznaczenia w nim ilo ci SiO 2 i Al 2 O 3, które zostaj wy ugowane z badanej próbki, w wyniku ogrzewania jej w roztworze 1-molowym wodorotlenku sodu przez 1,5 godziny w temperaturze 80 C. Te cz ci krzemionki i tlenku glinu, które ulegn rozpuszczeniu w NaOH, uznaje si za potencjalnie reaktywne wobec Ca(OH) 2. Sumaryczna zawarto SiO 2 i Al 2 O 3 powy- ej 20 % wskazuje na pucolanowy charakter badanej próbki. Ilo aktywnej krzemionki oznaczona wed ug normy ASTM C379 65T jest dobrym sprawdzianem, koreluj cym z wynikami oznacze wytrzyma o ci [7-8, 15]. Norma ta przewidywa a równie ocen pucolanowo ci materia u poprzez oznaczanie wytrzyma o ci zaprawy wapienno-pucolanowej, przechowywanej wst pnie przez 7 dni w atmosferze wilgoci w temperaturze 65 C, a nast pnie sch odzonej do temperatury 23 C i przetrzymywanej przez kolejne 21 dni w atmosferze wilgoci. Norma ASTM C379 65T zosta a wycofana w 1966 roku i zast piona przez norm ASTM C [16], która dotyczy wy cznie oceny cech wytrzyma o ciowych zaprawy wapienno-pucolanowej Metoda wed ug rosyjskiej normy GOST Zgodnie z norm GOST [17] miar aktywno- ci pucolanowej jest sumaryczna ilo wodorotlenku wapnia zwi zanego przez pucolan w ci gu 30 dni. W metodzie tej próbk badanej pucolany (2 g) umieszcza si w szczelnie zamkni tym cylindrze w 100 ml nasyconego roztworu wodorotlenku wapnia i energicznie wytrz sa (2-3 razy dziennie). Po up ywie 2 dni pobiera si za pomoc pipety 50 ml roztworu znad pucolany, a odmierzony roztwór miareczkuje HCl w obecno ci metylooran u. Nast pnie do cylindra wlewa si 50 ml nasyconego roztworu wodorotlenku wapnia, ponownie nim wstrz sa przez 2 dni i powtarza miareczkowanie. Badanie prowadzi si przez 30 dni Metoda normowa ISO Nr 1156 (metoda Fratiniego) Metoda polega na kompleksometrycznym oznaczaniu ilo ci jonów wapnia zwi zanych przez pucolan w mieszaninie cementowo-pucolanowej. W tym celu próbk zmielonej pucolany wstrz sa si przez 8 dni w zawiesinie Ca(OH) 2 w temperaturze 40 C [18]. Nast pnie zawiesin przes cza si, z przes czu pobiera 50 ml roztworu i oznacza w nim alkaliczno ca kowit przez miareczkowanie 0,1-molowym roztworem HCl. Po zneutralizowaniu przes czu amoniakiem, oznacza si w nim kompleksometrycznie ilo CaO. Wielko alkaliczno ci ca kowitej (wyra onej jako st enie jonów OH - ) i st enie jonów Ca 2+ (wyra one jako CaO) nanosi si w postaci punktu na odpowiedni wykres (Rys. 1). Metoda ISO nr 1156 zosta a opracowana przez Frattiniego na postawie prac Vicata, który wykaza spadek st - enia jonów wapnia w roztworze w obecno ci drobno zmielonej próbki pucolany. Sposób oznaczania aktywno ci pucolanowej materia- ów, opracowany przez Fratiniego, sta si podstaw normy PN-EN 196-5:2006 [19], dotycz cej oceny pucolanowo ci cementów portlandzkich pucolanowych (CEM II-P i CEM II/Q) i cementów pucolanowych (CEM IV). MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 3, (2011) 537

3 E. TKACZEWSKA Rys. 1. Krzywa rozpuszczalno ci Ca(OH) 2 w temperaturze 40 o C: punkty 1 i 2 pucolany s abo aktywne, punkty 3 i 4 pucolany bardzo aktywne. Fig. 1. Solubility curve of Ca(OH) 2 at 40 o C: points 1 and 2 little active pozzolanas, points 3 and 4 very active pozzolans Metoda Markeza Metoda jest mody kacj metody wed ug GOST Zmiana polega na zast pieniu nasyconego roztworu Ca(OH) 2 przez nasycony roztwór Ba(OH) 2. Oznacza si zmniejszenie st enia roztworu Ba(OH) 2 w czasie reakcji z pucolan i okre leniu tak zwanej liczby barytowej, tj. ilo ci BaO przereagowanego z 1 g pucolany Metoda Chapelle a Metoda polega na gotowaniu próbki pucolany w roztworze Ca(OH) 2 przez 16 godzin, a nast pnie oznaczeniu w przes czu zawarto ci wodorotlenku wapnia [20]. Miara aktywno- ci pucolanowej materia u jest ró nica zawarto ci Ca(OH) 2 w roztworze wyj ciowym i w przes czu Metoda orenty ska Metoda opiera si na oznaczeniu rozpuszczalno ci pucolany w roztworze HCl w temperaturze pokojowej i okre leniu produktów reakcji pucolanowej z wodorotlenkiem wapnia; pucolana w tych warunkach reaguje z HCl w znikomym stopniu. Zmielon próbk pucolany wstrz sa si przez 10 minut w 100 ml HCl (30 %) i oznacza ilo SiO 2, Al 2 O 3 i Fe 2 O 3 jaka przesz a do roztworu. Ze wie ej pucolany i Ca(OH) 2 przygotowuje si mieszanin (1:1), z której formuje si zaczyn o konsystencji plastycznej. Próbki zaczynu przechowuje si przez 3 dni w atmosferze wilgoci, a nast pnie w wodzie o temperaturze 15 C przez 1, 4 i 26 tygodni licz c od momentu zarobienia. Nast pnie próbki suszy si, miele i oznacza w nich zawarto SiO 2, Al 2 O 3 i Fe 2 O 3, jaka przesz a do roztworu podczas wstrz sania zmielonego materia u w roztworze HCl (30 %) w takich samych warunkach jak w przypadku próbki wyj ciowej. Miar pucolanowo ci jest przyrost ilo ci wy ugowanych tlenków w stosunku do próbki wyj ciowej Metoda Jarrige a i Decreux Metoda polega na okre leniu zawarto ci cz ci nierozpuszczalnych w pucolanie poddanej dzia aniu HCl przez 5 i 30 minut. Miar aktywno ci pucolanowej materia u jest zwi kszenie ilo ci rozpuszczonego materia u wraz ze wzrostem czasu ugowania. Ró nica w rozpuszczalno ci powy ej 10 % wiadczy o dobrej aktywno ci pucolanowej materia u Metoda Guillaume a Metoda polega na porównaniu zawarto ci cz ci nierozpuszczalnych dwóch cementów, z których jeden zawiera 20 % wag. dodatku pucolanowego, a drugi 20 % wag. piasku kwarcowego. Po okre leniu cz ci nierozpuszczalnych w HCl w materiale wyj ciowym, cementy pra y si w temperaturze 1000 C przez 1 godzin, a nast pnie oznacza zawarto cz ci nierozpuszczalnych w HCl w wypra onych próbkach. Miar pucolanowo ci jest przyrost ilo ci cz ci rozpuszczalnych. Obecny w pucolanie aktywny SiO 2 wchodzi w reakcj z tlenkiem wapnia lub alitem tworz c krzemiany wapniowe rozpuszczalne w HCl. W cemencie z dodatkiem piasku kwarcowego zawarto cz ci nierozpuszczalnych w HCl nie ulega wi kszej zmianie Metoda rozpuszczania pucolany w roztworze Na 2 CO 3 Metoda polega na okre leniu cz ci rozpuszczalnych w pucolanie poddanej dzia aniu wrz cego roztworu Na 2 CO 3 o st eniu 50 g/dm 3 w ci gu 15 i 30 minut oraz 1 i 2 godzin. Miar aktywno ci pucolanowej materia u jest przyrost zawarto ci sk adników rozpuszczalnych oraz wzrost szybko rozpuszczania tych sk adników. 538 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 3, (2011)

4 METODY BADA AKTYWNO CI PUCOLANOWEJ DODATKÓW MINERALNYCH Metoda Fereta Dokonuj c oceny pucolanowo ci t metod nale y oznaczy cz ci nierozpuszczalne badanej pucolany poddanej kolejno dzia aniu 30-procentowego roztworu HCl i 25-procentowego roztworu NaOH. Miar pucolanowo ci jest ilo badanego materia u wyra ona w procentach, która przesz a do roztworu. W przypadku wysokoaktywnych pucolan pozosta o nierozpuszczalna nie powinna przekracza 40 %. 4. Metody zyczne 4.1. Metoda wed ug polskiej normy PN-EN 450-1:2009 Norma PN-EN 450-1:2009 [21] przewiduje badanie wska nika aktywno ci pucolanowej (WAP) popio ów lotnych, de niowanego jako stosunek w procentach wytrzyma o ci na ciskanie zaprawy normowej, wykonanej z u yciem mieszaniny 75 % mas. cementu porównawczego i 25 % mas. popio- ów, do wytrzyma o ci na ciskanie zaprawy normowej z u yciem 100-procentowego cementu porównawczego. Jako cementu porównawczego nale y u y cementu portlandzkiego CEM I 42,5R spe niaj cego wymagania omawianej normy. Wska nik aktywno ci pucolanowej popio ów lotnych po 28 dniach powinien osi gn warto 75 %, natomiast po 90 dniach warto 85 %. Metoda pomiaru wska nika aktywno ci pucolanowej daje wyniki, które ci le koreluj z oznaczeniami st enia wapna w roztworze w obecno ci pucolany [30-33] Metoda wytrzyma o ciowa Fratiniego Pucolanowo materia u mo na oszacowa równie w krótszym czasie ni w metodzie zawartej w normie PN-EN [21] porównuj c wytrzyma o zaprawy z cementu portlandzkiego z wytrzyma o ci zaprawy zawieraj cej dodatek pucolany, które po okresie wst pnego dojrzewania s przetrzymywane w wodzie o podwy szonej temperaturze. Metoda Fratiniego polega na przygotowaniu dwóch serii próbek zapraw normowych opartych na cementach zawieraj cych pucolan w ilo ci % m.c. Jedn seri próbek przechowuje si przez 7 dni w warunkach normowych (w wodzie o temperaturze 20 C), za drug seri próbek po trzech dniach dojrzewania w warunkach normowych przenosi si do wody o temperaturze 50 C i przez kolejne 4 dni przechowuje si w tych warunkach. Ró nica wytrzyma o ci próbek zapraw normowych wiadczy nie tylko o aktywno ci pucolanowej badanego dodatku, ale równie wskazuje na faktyczny wp yw tego dodatku na wytrzyma o zaprawy [22]. Metoda Fratiniego, wykorzystuj ca szybszy przebieg reakcji pucolanowej w podwy szonej temperaturze pozwala uzyska rezultaty wiadcz ce o wp ywie dodatku pucolany na wytrzyma o cementu ju po 7 dniach Metoda Graffa Metoda ta polega na badaniu wp ywu pucolany na wytrzyma o zaprawy cementowej. Zgodnie z metod przygotowuje si trzy serie zapraw zawieraj cych obok piasku normowego: cement portlandzki seria I, mieszaniny cementu portlandzkiego oraz pucolany (zawarto pucolany w próbkach powinna wynosi : 15, 30, 50, 70 i 90 %) seria II, mieszaniny cementu portlandzkiego oraz piasku kwarcowego (zawarto piasku w kolejnych próbkach powinna wynosi 15, 30, 50, 70 i 90 %) seria III. Zaprawy powinny by przechowywane w warunkach normowych i poddane badaniom wytrzyma o ciowym zgodnie z norm PN-EN 196-1:2006 [19] po 7, 28 i 90 dniach. Miar aktywno ci pucolanowej badanego materia u jest liczba pucolanowo ci okre lona wzorem: P = (a c) : (b c) (1) gdzie P liczba pucolanowo ci, a wytrzyma o na ciskanie [MPa] po 28 dniach zaprawy przygotowanej z mieszaniny cementu i pucolany w ilo- ci 15, 30, 50, 70 i 90 % m.c., b wytrzyma o na ciskanie [MPa] po 28 dniach zaprawy przygotowanej z cementu portlandzkiego CEM I, c wytrzyma o na ciskanie [MPa] po 28 dniach zaprawy przygotowanej z mieszaniny cementu i piasku kwarcowego w ilo ci 15, 30, 50, 70 i 90 % m.c Metoda wed ug ameryka skiej normy ASTM C Zgodnie z norm ASTM C [23] pucolanowo materia u szacuje si na podstawie bada wytrzyma o ci zaprawy wykonanej z u yciem mieszaniny 180 g wapna hydratyzowanego, 360 g pucolany i 1480 g piasku. Z przygotowanej zaprawy nale y uformowa 6 próbek sze ciennych o boku 50 mm zgodnie z norm ASTM C109/C109M 07 [24]. Zaformowane próbki przechowuje si przez 7 dni w atmosferze wilgoci w temperaturze 54 C. Po sch odzeniu do temperatury 23 C próbki nale y rozformowa i przetrzyma przez kolejne 21 dni w atmosferze wilgoci. Dobra pucolana powinna zapewni próbkom wytrzyma- o 4,1 MPa Metoda normowa w oska Kolejna metoda oceny pucolanowo ci polega na okre- leniu wytrzyma o ci próbek 4x4x16 cm przygotowanych z plastycznych zaczynów wapienno-pucolanowych (stosunek masowy 1:3) [15, 25]. Próbki te przechowuje si przez 7 dni w atmosferze wilgoci, a nast pnie przenosi do wody na kolejne 21 dni. Zaczyn zawieraj cy wysokoaktywn pucolan powinien osi gn : wytrzyma o na zginanie 0,5 MPa, wytrzyma o na ciskanie 2,5 MPa Metoda normowa jugos owia ska Do metod oznaczania aktywno ci pucolanowej opartych na zaprawach wapienno-pucolanowych nale y mi dzy innymi metoda, w której sporz dza si mieszanin wapna gaszonego, pucolany oraz piasku o stosunku masowym 1:2:9 [26]. Przygotowane z tej zaprawy próbki o wymiarach 4x4x16 cm MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 3, (2011) 539

5 E. TKACZEWSKA nale y umie ci w szczelnie zamkni tym pojemniku i przetrzyma przez okres 24 godzin w temperaturze pokojowej. Nast pnie przez kolejnych 6 dni pojemnik wraz z próbkami przechowywa w temperaturze 55 C. Po och odzeniu próbki przetrzymuje si minut w atmosferze nasyconej pary wodnej. Bior c pod uwag minimaln wytrzyma o zaprawy wapienno-popio owej, norma jugos owia ska wyró nia trzy klasy pucolan: Klasa I wytrzyma o na zginanie 4,0 MPa, wytrzyma o na ciskanie 15,0 MPa, Klasa II wytrzyma o na zginanie 3,0 MPa, wytrzyma o na ciskanie 10,0 MPa, Klasa III wytrzyma o na zginanie 2,0 MPa, wytrzyma o na ciskanie 5,0 MPa Metoda Battaglino i Schippa Metoda zaproponowana przez Battaglino i Schippa [27] polega na wyznaczeniu powierzchni w a ciwej stwardnia ego zaczynu cementowego z 30-procentowym dodatkiem pucolany oraz na okre leniu w nim zawarto ci niezwi zanego Ca(OH) 2 po ró nych okresach twardnienia. Po ka dym okresie bada zaczyn nale y zmieli i wyodr bni z niego frakcj o uziarnieniu mm. Powierzchni w a ciw frakcji zaczynu wyznacza si metod BET, natomiast zawarto w niej niezwi zanego Ca(OH) 2 metod etyloacetylooctanow (metoda Frankego) [28]. Pucolana wykazuje dobr reaktywno, je li posiada ona niewielk szybko reakcji z Ca(OH) 2, ale daje zaczyn o silnie rozwini tej powierzchni w a ciwej Metoda pomiaru ciep a zwil ania materia u Metod pomiaru ciep a zwil ania pucolany opracowali Kurdowski i Peukert [10]. Metoda ta stosowana jest do oceny pucolanowo ci popio ów lotnych zawieraj cych znaczne ilo ci wolnego CaO. Obecno niezwi zanego wapna daje silne efekty cieplne zwi zane z chemisorpcj wody na powierzchni ziaren popio ów. Warto ciep a zwil ania maleje proporcjonalnie do wzrostu powinowactwa chemicznego popio ów lotnych w stosunku do wodorotlenku wapnia Metoda konduktometryczna Do oceny aktywno ci pucolanowej materia ów mo na wykorzysta wyniki pomiaru przewodnictwa w a ciwego zawiesiny wodorotlenku wapnia i pucolany [29, 31-33]. Miar pucolanowo ci jest spadek przewodnictwa elektrycznego roztworu wynikaj cy z wi zania rozpuszczonego Ca(OH) 2 przez pucolan. Metoda ta jest jednak nieodpowiednia dla pucolan o wysokiej zawarto ci CaO Metoda analizy termicznej zaczynów cementowych Miar pucolanowo ci jest ilo wodorotlenku wapnia zwi zanego w reakcji pucolanowej. Ilo niezwi zanego Ca(OH) 2 w zaczynie okre la si na podstawie bada termicznych DTA/TG, porównuj c wielko ubytku masy próbki (krzywa TG) w zakresie temperatur odpowiadaj cych efektowi endotermicznemu zarejestrowanemu w temperaturze oko o C (krzywa DTA). Jest to efekt zwi zany z rozk adem termicznym Ca(OH) Metoda analizy rentgenogra cznej popio ów lotnych Badania z wykorzystaniem analizy rentgenogra cznej pozwalaj okre li ilo aktywnego (rozpuszczalnego) SiO 2 w pucolanie. Szerokie pasmo re eksów na dyfraktogramie pucolany w zakresie max wiadczy o obecno ci w nim krzemionki aktywnej. Pasmo to odpowiada prawdopodobnie zdehydratyzowanemu elowi krzemionkowemu. Natomiast pasmo w zakresie max wiadczy o obecno ci krzemionki krystalicznej (krystaliczny kwarc), wp ywaj cej negatywnie na reaktywno materia u. 5. Podsumowanie Ocena aktywno ci pucolanowej materia ów posiada podstawowe znaczenie w wietle zastosowania tych materia ów w budownictwie. Pucolanowo decyduje bowiem o warto ci u ytkowej materia ów, okre laj c równocze nie podstawowe w asno ci wytwarzanych z ich dodatkiem cementów lub spoiw wapiennych. Za najbardziej wiarygodne uznaje si - zyczne metody bada, które umo liwiaj bezpo redni ocen wp ywu pucolany na w a ciwo ci cementu lub betonu. Na szczególn uwag zas uguje metoda bada wska nika aktywno ci pucolanowej (PN-EN 450-1), porównuj ca wytrzyma o zaprawy na bazie czystego cementu portlandzkiego do wytrzyma o ci zaprawy zawieraj cej 25 % mas. pucolany. Istotnym uzupe nieniem bada wytrzyma o ciowych jest okre lenie ubytku wolnego wodorotlenku wapnia (analiza termiczna), po tych samym okresach czasu. Za o one w normie PN-EN d ugie terminy bada wynikaj ze stosunkowo wolnego reagowania pucolany z Ca(OH) 2, a wi c pó nego ujawniania si jej dzia ania pucolanowego. Ciekaw chemiczn metod bada jest metoda Fratiniego, wykorzystuj ca szybszy przebieg reakcji pucolanowej w podwy szonej temperaturze, której wyniki wiadcz o wp ywie pucolany na wytrzyma o cementu ju po 7 dniach. Literatura [1] Witruwiusz M.V.P.: O architekturze ksi g dziesi, (t um. Kumanecki K.), Wyd. Prószy ski i S-ka, Warszawa, (1990). [2] Pachowski J.: Drogi i Mosty, nr 1, (2002), 59. [3] Massazza F.: Pozzolana and Pozzolanic Cement, Lea s Chemistry of Cement and Concrete, Arnold, London, (1998), 471. [4] Kurdowski W.: Chemia cementu, PWN, Warszawa, (1991). [5] Dron R. : Bull. Liaison Lab. Ponts Chauss., 99, (1978), 66. [6] Ko akowski J., Szyma ski E., Wilczy ska H.: Prace Katedry Chemii i Technologii Materia ów Budowlanych, Politechnika Warszawska, ( ). [7] Ma olepszy J., Tkaczewska E.: IV Konf. Dni Betonu Tradycja i Nowoczesno, Wis a, (2006), 591. [8] Tkaczewska E., Ma olepszy J.: V Konf. Dni Betonu Tradycja i Nowoczesno, Wis a, (2008), 649. [9] Roszczynialski W.: Metody badania aktywno ci pucolanowej, Laboratorium materia ów wi cych, AGH, Kraków (2003). [10] Kurdowski W., Peukert S.: Cement Wapno Gips, nr 7-8, (1970), 211. [11] Osiecka E.: Cement Wapno Gips, nr 6, (1983), MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 3, (2011)

6 METODY BADA AKTYWNO CI PUCOLANOWEJ DODATKÓW MINERALNYCH [12] PN-EN 197-1:2007. Cement. Cz 1: Sk ad, wymagania i kryteria zgodno ci dotycz ce cementów powszechnego u ytku. [13] PN-EN 196-2: Metody badania cementu. Cz 2: Analiza chemiczna cementu. [14] ASTM C T. Speci cation for Fly Ash for Use as a Pozzolanic Material with Lime. [15] Bastion S.: Betony konstrukcyjne z popio em lotnym, Arkady, Warszawa (1980). [16] ASTM C Standard Speci cation for Fly Ash and Other Pozzolans for Use With Lime. [17] GOST Binder active mineral additives. [18] Recommendation ISO R 863, (1968). [19] PN-EN 196-5:2006. Metody badania cementu. Cz 5: Badanie pucolanowo ci cementów pucolanowych. [20] Chappelle J.: Revue des Materiaux de Construction, No. 512, (1958), 136. [21] PN-EN 450-1:2009. Popió lotny do betonu. Cz 1: De nicje, specy kacje i kryteria zgodno ci. [22] Odler J., Skalny J.: Hydration of tricalcium silicate at elevated temperature, J. Appl. Chem. Biotechnol., 23, (1973), 661. [23] ASTM C Fly Ash and Other Pozzolans for Use with Lime for Soil Stabilization. [24] ASTM C109/C109M-07. Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens). [25] Mazur S.: Badania aktywno ci pucolanowej popio ów lotnych z w gla kamiennego ró nymi metodami, Praca habilitacyjna, Politechnika Wroc awska, (1962). [26] Trzymak J., Roszczynialski W., Gustaw K.: Cement Wapno Gips, nr 6, (1971), 273. [27] Battaglino G., Schippa G.: Ind. Ital. Chem., 38, 175. [28] Pressler E.E, Brunauer S.: Anorg. Allg. Chem., 28, (1956), 896. [29] Luxán M.P., Madruga F., Saavedra J.: Cem. Conc. Res., 19, (1989), 63. [30] Donatello S., Tyrer M., Cheeseman C.R.: Cem. Conc. Comp., 32, (2010), 121. [31] Payá J., Borrachero M.V., Monzo, Peris-Mora E., Amahjour F.: Cem. Conc. Res., 31, (2001), 41. [32] Frias M., Villar-Cocin E., Sánchez de Rojas M.I., Valencia- Morales E.: Cem. Conc. Res., 35, (2005), [33] McCarter W.J., Tran D.: Construction and Building Materials, 10, (1996), 179. Otrzymano 20 stycznia 2011; zaakceptowano 2 lutego 2011 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 3, (2011) 541