This report describes a study on the effects of ground granulated blast furnace slag, low calcium fly ash and metakaolin on the hydration behavior of different binder pastes blended with these SCM. The study investigated early heat development, phase assemblages at different ages, strength gain, changes in porosity and pore sizes, pore water OH-concentration, development of the microstructure and the micro chemistry of the binder pastes.It was shown that all SCM impact the pore size distribution of pastes of different ages. Compared to a reference paste without SCM, SCM containing pastes shift their pore size range to smaller sizes, the more SCM the pastes contain. The total porosity depends on the type of SCM. With slag, there was a tendency to decrease the total porosity with increasing SCM content. With fly ash, total porosity was increased with increasing fly ash content. The strength development of slag and fly ash containing mortars is under that of a Portland cement reference mortar within the first 28 days. However, after 28 d strength gain, in particular with fly ash is considerable compared to the reference. With metakaolin already at early ages a strong increase in strength was observed. After that, the strength development was parallel the one of the reference mortar. Aluminum containing SCM contribute to the formation of AFm phases. AFm phases increase the chloride binding in seawater or deicing salt exposed concretes. In particular metakaolin and fly ash contribute, due to their high alumina content, to the formation of AFm phases but also increase the aluminum content in the C-S-H phases.

Rapporten beskriver en studie om inverkan av tillsatsmaterial (SCM) som mald granulerad masugnslagg, kiselhaltig flygaska och metakaolin på hydratationsförloppet hos cementpastor med sammansatta bindemedel, dvs en blandning av cement och en av dessa SCM.Studien undersökte den tidiga värmeutvecklingen, vilka cementhydratfaser som utvecklas vid olika ålder, hållfasthetsutvecklingen, förändringarna i porositet och porstorlekar, porvattnets OH-koncentration och utvecklingen av mikrostruktur och mikrokemi i cementpastan, beroende bindemedlets sammansättning.Studien visar att samtliga tillsatsmaterial (SCM) påverkar porstorleksfördelningen i cementpastan. Jämfört med en referenspasta med enbart cement, sker i cementpastor med blandcement (cement plus SCM) en ändring mot finare porstorlekar, dvs mindre pordiameter, ju högre andelen SCM i blandningen är. Den totala porositeten beror på vilken typ av SCM som används i blandningen. Slagg visade tendensen att leda till minskad total porositet med ökande slagghalt. Med flygaska ökade däremot den totala porositeten med ökande halt flygaska.Hållfastheten som utvecklas hos bruk med bindemedel med slagg och flygaska är lägre än den hos referensbruk med enbart Portland cement, under de första 28 dygnen. Efter 28 dygn märks däremot en mer markant hållfasthetsutveckling jämfört med referensbruket, i synnerhet hos bruk med flygaska. Med metakaolin noterades en markant ökning av hållfastheten redan under de första dygnen, men hållfasthetsutvecklingen fortsatte därefter i samma takt som (parallellt med) referensbruket.Aluminiumhaltiga SCM leder vid hydratation till bildning av hydratfaser av typen AFm.AFm-faser bidrar till ökad kloridbindning i cementpastan, en fördel för betong som utsätts för t ex havsvatten eller avisningssalter på vintervägar. I synnerhet metakaolin och flygaska, tack vare den höga aluminiumhalten, leder till cementhydrater av typen AFm, samtidigt som de även ökar aluminiumhalten i kalciumsilikathydraten (C-S-H-faser).