Influence of cement type and admixtures on rheological properties of cement paste

Abstract

The article aims to research the influence of the chemical admixtures on the rheological properties of Portland cement paste and determine their impact on the effectiveness of hydration induction period. Materials used in the study: Portland cement CEM I 42.5 (N and R early strength), limestone Portland cement CEM II/A-LL 42.5 N, plasticizer Centrament N3, the latest generation superplasticizer MC-PowerFlow 3140 and water. Investigations focused on effects of Plasticizer and superplasticizer on water and cement (W/C) ratio and Portland cement paste flow characteristics. Portland cement pastes with the same watercement ratio with and without chemical admixtures were tested. Investigations were carried out using a Suttard viscometer and rotation viscometer Rheotest NH 4.1 with coaxial cylinders. It was observed that viscosity of Portland cement paste can be controlled by chemical admixtures during the hydration induction period. Investigations of effectiveness of the chemical admixtures on the rheological properties of the Portland cement pastes, comparing it with a control composition of the Portland cement paste were provided in the article. Diagrams show changes of the viscosity of the Portland cement pastes depending on the type and amount of the used chemical admixtures. Obtained results were compared with the same consistence without admixtures. After making the regressive analysis of research results of Portland cement paste with and without chemical admixtures, empirical equations were produced.

Santrauka

Šio darbo tikslas – ištirti cheminių įmaišų poveikį reologinėms portlandcemenčio tešlų savybėms ir nustatyti jų poveikio veiksmingumą indukcinio hidratacijos periodo metu. Tyrimams naudotos šios medžiagos: AB „Akmenės cementas“ gamyklos portlandcementis CEM I 42,5 (N ir R ankstyvojo stiprumo), klinties portlandcementis CEM II/A-LL 42,5 N, plastiklis Centrament N3, naujausios kartos superplastiklis MC-PowerFlow 3140 ir vanduo. Ištirtas plastiklio ir superplastiklio poveikis vandens ir cemento (V/C) santykio pokyčiams ir portlandcemenčio tešlų sklidumui naudojant Sutardo viskozimetrą. Buvo tiriamos vienodo vandens ir cemento santykio portlandcemenčio tešlos su cheminėmis įmaišomis ir be jų. Tyrimai atlikti naudojant rotacinį viskozimetrą Rheotest NH 4.1 su bendraašiais cilindrais. Nustatytas cheminių įmaišų portlandcemenčio tešlose veiksmingumas. Pastebėta, kad portlandcemenčio tešlų dinaminė klampa gali būti reguliuojama cheminėmis įmaišomis viso indukcinio hidratacijos periodo metu. Atlikus portlandcemenčio tešlų su cheminėmis įmaišomis ir be jų tyrimų rezultatų regresinę analizę, gautos empirinės lygtys.

Reikšminiai žodžiai: portlandcementis, cemento tešla, cheminės įmaišos, klampa, plastiklis, superplastiklis, reologinės savybės, rotacinis viskozimetras, sklidumas

Keyword : Portland cement paste, chemical admixtures, viscosity, plasticizer, superplasticizer, rheological properties, rotational viscometer