Indre Hydrofobering av leirbasert bindemiddel

Abstract

Denne studien har som hensikt å undersøke hvordan kalsinert og sintert leire samt med hydrofoberende tilsetningsstoffer påvirker bøyestrekk- og trykkfasthet, og kapillærsugehastighet i sementpasta.

Hydrofobering av betong er en behandling, hvor betongen blir vanntett ved å benytte forskjellige typer hydrofoberende tilsetningsstoffer. Systemet har hensikt å undersøke om bruk av leire som sementerstattende materiale beholder de mekaniske egenskapene og forbedre betongens evne til å motstå vann.

Forfatterne i denne studien har derfor på vegne av NTNU Gjøvik, foretatt bøyestrekk- og trykkfasthetsforsøk i laboratorium, i tillegg til kapillærsugehastighet, porøsitet og PF-verdi. Bøyestrekk- og trykkfasthetsforsøkene er i hovedsak basert på NS-EN 196-1, og ble testet etter 28 herdedøgn. Kapillærsugehastighet testen er utført i henhold til Statens vegvesens håndbok R210 om Laboratorieundersøkelser.

Vi har utført undersøkelser av 20 forskjellige prøveserier, med totalt tre bøyestrekk- og tre trykktester innenfor hver prøveserie og fire skiver med dimensjon 40x40x20mm for kapillærsugehastighet. Prøvestykkene i hver serie, hadde mål på; 40x40x160mm og ble armert med tre forskjellige kombinasjoner og mengde av hydrofoberende tilsetningsstoffer, som er Stearic Acid (0,5%, 1,0% og 2,0%), Rapsolje (0,5%, 1,0% og 2,0%) og Sika ViscoBond (5,0%, 10,0% og 15,0%). Resultatene fra forskningsprosjektet ble analysert ved hjelp av statistisk modell. Sammenligning av resultater mellom de to forskjellige varmebehandlede blåleirene (Kalsinert og sintert leire) da vi tilsatte samme mengden av hydrofoberende tilsetningsstoffer, viser nedenfor konkluderte resultater.

Ut fra resultatene konkluderte gruppa følgende: - Alle prøveserier som inneholder sintert leire indikerer økning i forhold til alle prøveserier som inneholder kalsinert leire ved bøyestrekkfasthet test. - Prøveserier med kalsinert og sintert leire som inneholder Stearic Acid tåler mer i trykkfasthet test i forhold til de andre prøveserier. - Kalsinert og sintert leire med rapsolje viser en god økning når det gjelder PF-verdi eller med et annet ord betongens frostbestandighet. - Kalsinert og sintert leire med rapsolje har lavere kapillærsugehastighet enn alle andre prøveserier.

This study has a main purpose to examine how calcined and sintered clay along with hydrophobic additives affect flexural and compressive strength, as well as capillary suction speed in cement paste.

Hydrophobation of concrete is a treatment where the concrete becomes water resistant by using different types of hydrophobic additives. The system has an objective to examine whether the usage of clay as cement replacement material keeps the mechanical properties and enhances concrete’s ability to resist water.

The authors in this experiment has therefore on behalf of NTNU Gjøvik, performed trial on flexural and compressive strength in laboratory, in addition, capillary suction speed, porosity and PF-value (PorskyddsFaktor, refer to Statens vegvesens håndbok R210 about laboratory research – page 327). The trials on flexural and compressive strength are mainly based on NS-EN 196-1, and were tested after 28 hardening days. Capillary suction speed test fulfilled in accordance to Statens vegvesens håndbok R210 about laboratory research.

We have researched 20 different test series, with total three flexural and three compressive strength within each test series and four sample pieces with dimension 40 ˟ 40 ˟ 20 mm for capillary suction speed. Sample pieces in each series had measurements at 40 ˟ 40 ˟ 160mm, and armoured with three different combinations and quantity of hydrophobic additives. Those hydrophobic additives are Stearic Acid (0,5%, 1,0% and 2,0%), Canola oil (0,5%, 1,0% and 2,0%) and Sika ViscoBond (5,0%, 10,0% and 15,0%).

The results of the research project were analysed with help of statistics model. When we added the same quantity of hydrophobic additives, compared results between the two different heat-treated clay (calcined and sintered clay) show the below concluded results.

Based on the results the group has concluded the following: - All test series which include sintered clay indicated rising in relation to all the test series that contained calcined clay at flexural strength test. - Test series with calcined and sintered clay which include Stearic Acid withstand more in compressive strength test relative to the other test series. - Calcined and sintered clay with canola oil demonstrate a good ascending when it comes to PF-value or in other words concrete’s frost resistance. - Calcined and sintered clay with canola oil retain lower capillary suction speed than all other test series.