ASSESSMENT OF THE MECHANICAL AND ENVIRONMENTAL PROPERTIES OF CONCRETES WITH HIGH LEVELS OF LIME FILLER AND FLY ASH

Abstract

This study evaluated the possibility of producing high strength concrete (HSC) by replacing Portland cement (PC) with high levels of limestone filler (LF) in binary mixtures and ternary mixtures of PC, LF and fly ash (FA) in contents varying from 50 % to 80 %, with the objective of reducing CO2 emissions during manufacture. Parameters evaluated were axial compression strength, CO2 emissions of the constituent materials and cost per m³ of concrete with focus on reductions in environmental impact. Results indicated the possibility of producing HSC with high LF and FA contents, reduced water/binder content (w/b = 0.25) and workability of 100 mm 20 mm through particle packaging and the use of a superplasticizer additive. The resulting concrete had axial compression strength of 51.8 MPa at 91 days with 77 kgco2/m3 of concrete for a mixture with 80 % of PC replaced with 70 % LF and 10 % FA. These amounts corresponded to the use of only 97 kg/m3 of PC (87 kg/m3 of clinker) and 104 L/m3 of water. Thus, it was demonstrated to be possible to obtain a HSC with fck of up to 80 MPa and low CO2 emissions through the use of high levels of mineral admixtures.

O presente artigo avalia a possibilidade de produção de Concreto de Alta Resistência (CAR) com a substituição de cimento Portland (CP) por teores elevados de fíler calcário (FC), em misturas binárias e ternária com cinza volante (CV), em proporções de 50% a 80%, com o propósito de diminuir as emanações de CO2 durante sua fabricação. Foram estudadas a resistência à compressão axial, a emissão de CO2 dos materiais constituintes e o custo por m3 de concreto, com vistas à redução do impacto ambiental. Foi possível a elaboração de CAR com elevados teores de FC e CV e reduzidos teores água/ligante (a/l = 0,25), através do empacotamento de partículas e da utilização de aditivo superplastificante, com uma trabalhabilidade de 10020 mm. Obteve-se concretos com resistência à compressão axial de 51,8 MPa, a 91 dias, com 77 kgCO2/m3 de concreto, onde 80% do CP foi substituído por 70% de FC e 10% de CV, com o uso de apenas 97 kg/m3 de CP (87 kg.m-3 de clínquer) e 104 L/m3 de água. Este trabalho mostra que é possível obter-se CAR com fck de até 80 MPa e baixas emissões de CO2, com o emprego de elevados teores de adições minerais.

Este trabajo evalúa la posibilidad de producir concreto de alta resistencia (CAR) reemplazando el cemento portland (CP) por altos niveles de polvo calizo (PC), en mezclas binarias y ternarias con cenizas volantes (CV), en proporciones del 50% al 80%, con el objetivo de reducir las emanaciones de CO2 durante la fabricación. Se estudió la resistencia a la compresión axial, la emisión de CO2 de los materiales que lo componen y el coste por m3 de hormigón, con el fin de reducir el impacto ambiental. se logró producir car con altos contenidos de PC y CV y contenidos reducidos de agua/conglomerante (a/l = 0,25), mediante empaquetamiento de partículas y el uso de un aditivo superplastificante, con una trabajabilidad de 100 20 mm. con resistencia a compresión axial de 51.8 MPa, a 91 días, con 77 kgco2/m3 de concreto, donde se reemplazó el 80% de CP por 70% de PC y 10% de CV, con el uso de solo 97 kg/m3 de CP (87 kg/ m3 de clinker) y 104 L/m3 de agua. el trabajo demuestra que es posible obtener CAR con fck de hasta 80 MPa y bajas emisiones de CO2, utilizando altos niveles de adiciones minerales.