Popiół lotny jako odpadowy produkt przy wytwarzaniu energii stanowi bardzo ważny dodatek mineralny do cementów i betonu. Jego udział jako składnika uzupełniającego lub zastepującego znaczną część spoiwa wpływa w bardzo istotny sposób na póżniejsze właściwości betonów. Szczególną rolę odgrywa on w kształtowaniu trwałości środowiskowej betonów w obiektach budowlanych narażonych na oddziaływanie znakozmiennych temperatur i wysokiej wilgotności, przykład stanowią budowle hydrotechniczne. Problem mrozoodporności betonów z wysokim dodatkiem różnych popiołów był dotąd i jest nadal postrzegany dyskusyjnie. Jako skuteczna metoda zapewniania odporności tych betonów na działanie mrozu przyjmuje się napowietrzenie o odpowiednio ukształtowanej strukturze porowatości.
Zasadniczym celem pracy jest próba rozstrzygnięcia skuteczności dotąd dyskusyjnie postrzeganego procesu napowietrzania betonów z dodatkiem popiołu lotnego oraz ustalenie mechanizmów kształtowania struktury napowietrzenia na tle wpływu rodzaju, różnej ilości popiołu oraz różnorodnego ilościowego składu betonu. W szczególności celem badań własnych było określenie wpływu parametrów ilościowych i jakościowych popiołu lotnego (zwłaszcza wielkości strat prażenia) na kształtowanie struktury porowatości betonu napowietrzonego z jego dodatkiem i inne własciwości betonu, które w istotny sposób zależą od napowietrzenia jak również dodatku popiołu. W tym celu opracowano receptury mieszanek betonowych zaprojektowane przy przyjęciu zmiennego poziomu dozowania popiołu lotnego (0, 20, 35, 50% masy cementu), napowietrzeniu 0 i 4,5%, współczynniku w/s=0,55; 0,45; 0,38, rodzaju popiołu lotnego krzemionkowego w trzech kategoriach strat prażenia A, B i C. W ramach badań betonów oznaczone zostały rzeczywiste charakterystyki struktur i rozkładu porów powietrznych oraz 28 i 90 dniowa wytrzymałość na ściskanie i ich mrozoodporność. Natomiast badania mieszanek betonowych obejmowały oznaczenie: konsystencji, parametrów reologicznych oraz gęstości i zawartości powietrza. Ogółem w programie badawczym wykonanych zostało 67 serii betonów, z których poddano dalszym badaniom łącznie 2010 normowych kostek sześciennych.
Zrealizowany program badań własnych oraz analiza uzyskanych wyników badań dały podstawę do pozytywnego wykazania tez postawionych w oparciu o przeprowadzony we wstępnej części pracy przegląd literatury. W pracy wykazano, iż podstawowym kryterium przydatności popiołu do betonu napowietrzonego stanowi urabialność mieszanki betonowej jako rezultat kompatybilności domieszki z poziomem strat prażenia. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała bowiem, iż wielkość strat prażenia w popiele stosowanym jako dodatek do betonu wpływa w mniejszym stopniu na charakterystyki określających strukturę porowatości oraz na cechy wytrzymałościowe i trwałość betonu.
Struktura porowatości betonu kształtowana jest przede wszystkim przez takie cechy ilościowe jak poziom napowietrzenia betonu oraz wielkość współczynnika wodno-spoiwowego i procentowy udział popiołu w spoiwie. Popioły lotne spełniające wymagania PN-EN 450-1 z powodzeniem mogą być zatem stosowane w betonach narażonych na działanie mrozu, jednakże przy uwzględnieniu bardzo istotnej urabialności mieszanki betonowej. Jest to rezultatem oddziaływania wielkości strat prażenia w popiele wraz ze wzrostem, których wzrasta adsorpcja domieszek, zwłaszcza ich składnika napowietrzającego.
Większość analizowanych w pracy zagadnień ujęto w formuły modeli analitycznych opisujących parametry struktur porowatości tj. całkowita zawartość powietrza w betonie, wskaźnik rozmieszczenia, wskaźnik mikroporowatości, wytrzymałość na ściskanie betonów po 28 dniach dojrzewania, przyrost wytrzymałości pomiędzy 28 a 90 dniem dojrzewania oraz wpływ napowietrzenia na 28 i 90 dniową wytrzymałość betonów z dodatkiem popiołów lotnych w trzech normowych kategoriach strat prażenia A, B i C, których ważność określono w przedziale współczynnika w/s=0,38÷0,55 i procentu zastąpienia cementu popiołem H=0÷50%. Studia literatury obejmujące 201 pozycji uwzględniają aktualny stan problemu w świetle najnowszych zródeł podstawowej literatury krajowej i światowej.
Fly ash as waste product of production energy state is a very important mineral addition to cements and concrete. Its part as a supplementary component or replacing the considerable part of binder influences in an essential way the later proprieties of concretes. It plays the special part of the environmental durability of concretes in formation of building objects the influence sign variables temperatures and the high moisture, the hydraulic engineering buildings are the example. The problem of freeze resistance of concretes with high addition of different ashes was up to here and it is perceived in discussion still. The suitably modelling structure of porosity takes the root as effective method assuring freezeproof of these concretes.
The test of decision of effectiveness of up to here in discussion perceived process air entraining concretes with addition of fly ash is the principal aim of the work as well as the settlement of mechanisms of structure formation the air void on thebackground of influence of the kind, the different quantity of ash as well as the varied quantitative composition of concrete. The qualification of influence of quantitative parameters was in particular and qualitative of the fly ash (especially the size of losses of ignition) the aim of self investigations on formation of the porosity structure of air-entrained concrete with its addition and other concrete properties, which depend in essential on air-entrained and the addition of ash.
The partial replacement of cement by fly ash (0, 20, 35, 50% mass of cement), air content 0 and 4,5%, the coefficient w/s = 0,55; 0,45; 0,38, and kind of siliceous fly ash in three categories of losses of ignition A, B and C were variable in concrete mixes.
In terms of investigations of concretes the real characteristic of porosity structures and the air-void distribution as well as 28 and 90 day compressive strength and their freeze resistance were appointed.
However investigations of concrete mixtures were to mark: the consistency, rheological parameters as well as the density and the air content. In general in investigation programme there were 67 series of concretes prepared, of which 2010 standard cubic samples were put to further investigation.
The realized research programme was the basis of the analysis of results of positive proof of thesis in support about conducted in preliminary part of work review of literature. It was shown, that the basic criterion of usefulness of ash to the air-entrained concrete is workability of concrete mixture as a result of compatibility of admixture with level of losses of ignition. The analysis of received results of investigations shown, that the ammount of losses of ignition to concrete influences in smaller degree on the profile defining the structure of porosity as well as on compressive strength and the durability of concrete. The structure of porosity of concrete is shaped first of all by such quantitative features like the level the air content of concrete as well as the size of coefficient the water-binder and the proportional part of ash in binder. The fly ashes fulfilling the requirements the PN - EN 450-1 with success can be therefore applied in subject on working the frost concretes, yet regarding the very essential workability of concrete mixture. It is then the result of influence of size of losses of ignition together with growth which grows up the adsorption of admixtures especially their air entrained component.
It the analysed work the majority issues were put in the formula of analytic models describing the parameters of structures of porosity i.e. the total air content in concrete, the spacing factor, coefficient of micro air, strength after 28 days the concretes the maturation, increase of strength among 28 and 90 day of maturation as well as the influence of the air content on 28 and 90 day strength of concretes with addition of fly ashes in three standard categories of losses of ignition A, B and C, which the validity qualify in compartment of coefficient in w/s=0,38÷0,55 and the percentage of replacement of cement the ash H=0÷50%. Literature studies 201 position take into account the current state of problem in light of the newest world and home literature.
