INFLUENCE OF GROUND LIMESTONE ADMIXTURE ON THE PHYSICAL AND MECHANICAL CHARACTERISTICS AND EXOTHERMIC HEATING OF CEMENT-BASED COMPOSITIONS

Abstract

Portland cement, mineral additive, limestone, heat release, structure formation, cement stone.

An important problem in the practice of producing mineral binders is the development of optimal proportions of Portland cement with mineral additives, particularly ground limestone. Such cement can be produced either by the joint grinding of Portland cement clinker, gypsum stone, and limestone, or by mixing Portland cement with ground limestone. This paper considers issues related to the influence of the amount of ground limestone (5…20 %) on bulk and true density, specific surface area, heat release, and compressive strength of cement stone at 3, 7, and 28 days of hardening.

The study established that an increase in the content of ground limestone in the blended binder from 0 to 20 % slightly affects both bulk and true density, reducing them by 1,5 % and 4 %, respectively. A much more noticeable effect of the increased content of ground limestone is observed in the exothermic behavior of the binder. In particular, in the absence of ground limestone, the maximum heating of the composition reaches 45,6 °C, whereas with 20 % limestone the exothermic temperature rise does not exceed 38,7 °C.

At the same time, the introduction of 20 % ground limestone into the cement composition causes a decrease (35 %) in the compressive strength of the cement stone, especially at the early age of 3 days. At the later age of 28 days, the reduction in compressive strength does not exceed 30 %. In this regard, it becomes evident that the use of superplasticizing admixtures in the technology of concrete mix production is necessary, or the cement consumption should be increased.

1. Кривенко П.В., Петропавловський О.М., Гелевера О.Г. Цементи з високим вмістом мінеральних домішок природного і техногенного походження. Будівництво України. 2006. №1.С. 39-45.

Kryvenko P.V., Petropavlovskyi O.M., Helevera O.H. Tsementy z vysokym vmistom mineralnykh domishok pryrodnoho i tekhnohennoho pokhodzhennia. Budivnytstvo Ukrainy. 2006. №1.S. 39-45.

2. Гуняк О.М. Пуцоланові добавки до портландцементів транспортного будівництва. Вісник НУ «Львівська політехніка». Теорія і практика будівництва. №877. 2018. С.88-93.

Huniak O.M. Putsolanovi dobavky do portlandtsementiv transportnoho budivnytstva. Visnyk NU «Lvivska politekhnika». Teoriia i praktyka budivnytstva. №877. 2018. S.88-93.

3. Котів Р.М., Кропивницька Т.П., Саницький М.А. Низькоенергоємні декаративні цементи та будівельні штукатурні розчини на їх основі. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. 2013. Вип. 26. С.217-224.

Kotiv R.M., Kropyvnytska T.P., Sanytskyi M.A. Nyzkoenerhoiemni dekaratyvni tsementy ta budivelni shtukaturni rozchyny na yikh osnovi.  Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy. 2013. Vyp. 26. S.217-224.

4. Мюллер К. Характеристики коппозиционних цементів. Cement Interna Tional. Киев.2008. №1.С.44-56.

Miuller K. Kharakterystyky koppozytsyonnykh tsementiv. Cement Interna Tional. Kyev.2008. №1.S.44-56.

5. Козлова В.В., Манюха А.Ш. Влияние карбонатосодержащих добавок на свойства композиционных цементов. Цемент и его применение. 2012. №3. С. 53-57.

Kozlova V.V., Maniukha A.Sh. Vlyianye karbonatosoderzhashchykh dobavok na svoistva kompozytsyonnыkh tsementov. Tsement y eho prymenenye. 2012. №3.    S. 53-57.

6. Химические и минеральние добавки в бетон/Под. Общ. Редакцией Умерова-Маршака А.В. Харків. 205.С.86-91.

Khymycheskye y myneralnye dobavky v beton/Pod. Obshch. Redaktsyei Umerova-Marshaka A.V. Kharkiv. 205.S.86-91.

7. Чепурна С.М. Бетон підвищеною водонепроникності та корозійної стійкості з добавкою високодисперсної крейди. Дис. на здобуття наукового ступеня к. т. н. Харків. 2018. 202 с.

Chepurna S.M. Beton pidvyshchenoiu vodonepronyknosti ta koroziinoi stiikosti z dobavkoiu vysokodyspersnoi kreidy. Dys. na zdobuttia naukovoho stupenia k. t. n. Kharkiv. 2018. 202 s.

8. Саницький М.А., Кропивницька Т.П., Гев’юк І.М. Швидкотверднучі портландцементи з добавкою вапняку. Будівельні матеріали та вироби. 2019. №1-2 (100). С. 18-24. https://doi.org/10.48076/2413-9890.2019-100-02

Sanytskyi M.A., Kropyvnytska T.P., Heviuk I.M. Shvydkotverdnuchi portlandtsementy z dobavkoiu vapniaku. Budivelni materialy ta vyroby. 2019. №1-2 (100). S. 18-24. https://doi.org/10.48076/2413-9890.2019-100-02

9. Хозин В.Г., Хохряков О.В. Карбонатные цементы низкой водопотребности. Технология бетонов. 2009. №11-12. С. 10-12.

Khozyn V.H., Khokhriakov O.V. Karbonatnыe tsementы nyzkoi vodopotrebnosty. Tekhnolohyia betonov. 2009. №11-12. S. 10-12.

10. Саницький М.А. Модіфіковані композиційні цементи/ М.А. Саницький, Х.С. Соболь, Т.С. Марків// Львів: Вид-во Львів. Політехніки.2010.132 с.

Sanytskyi M.A. Modifikovani kompozytsiini tsementy/ M.A. Sanytskyi, Kh.S. Sobol, T.S. Markiv// Lviv: Vyd-vo Lviv. Politekhniky.2010.132 s.