##common.pageHeaderLogo.altText##
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng - Bộ Xây dựng

ISSN:

Website: www.jomc.vn

Influence of fly ash as a partial cement substitution on properties of high-strength concrete

Chanh Doan Cong , Nguyen Phu Nguyen Phu , Khanh Tran Van , Phuoc Huynh Trong

Abstract

This study evaluates the possibility of using fly ash, a by-product of coal thermal power plants, in the production of high-strength concrete. The influence of fly ash as a partial cement substitution (by 0 – 50 % with an interval of 10 %) on the engineering properties of the high-strength concrete was investigated through a test series of workability, dry density, compressive strength, water absorption, drying shrinkage, and ultrasonic pulse velocity. The experimental results show that the workability of fresh concrete mixture and water absorption of concrete samples increased as increasing fly ash content in the mixtures. Meanwhile, compressive strength and ultrasonic pulse velocity were reduced with increasing fly ash replacement levels. The replacement of cement with fly ash was effective in reducing dry density and drying shrinkage of hardened concrete. The concrete samples produced in this study achieved good quality and durability with ultrasonic pulse velocity values of above 4570 m/s. The test results also reveal that fly ash could be used to replace up to 40 % of cement in the production of high-strength concrete with compressive strength value at 28 days of ≥ 55 MPa.

References

  1. . Nath P., Sarker P. (2011), Effect of fly ash on the durability properties of high strength concrete, Procedia Engineering 14, pp. 1149–1156.
  2. . Rao S. K., Sravana P., Rao T. C. (2016), Experimental studies in ultrasonic pulse velocity of roller compacted concrete pavement containing fly ash and M-sand, International Journal of Pavement Research and Technology 9(4), pp. 289–301.
  3. . Nguyễn Văn Chính, Đặng Văn Mến (2019), Ảnh hưởng của tro bay nhiệt điện Duyên Hải đến cường độ chịu nén và khả năng chống thấm của bê tông, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 17, tr. 11–14.
  4. . Wongkeo W., Thongsanitgarn P., Ngamjarurojana A., Chaipanich A. (2014), Compressive strength and chloride resistance of self-compacting concrete containing high level fly ash and silica fume, Materials and Design 64, pp. 261–269.
  5. . Karahan O., Atis C. D. (2011), The durability properties of polypropylene fiber reinforced fly ash concrete, Materials and Design 32(2), pp. 1044–1049.
  6. . Leung H. Y., Kim J., Nadeem A., Jaganathan J., Anwar M. P. (2016), Sorptivity of self-compacting concrete containing fly ash and silica fume, Construction and Building Materials 113, pp. 369–375.
  7. . Hoàng Thị Phương, Vũ Quốc Vương (2020), Tiềm năng vật liệu xây dựng từ tro xỉ - Giải pháp tái chế bảo bệ môi trường và hiệu quả kinh tế, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, số 70, tr. 118–123.
  8. . Thái Minh Quân, Nguyễn Thanh Sang, Lê Thu Trang, Hoàng Tiến Văn (2021), Một nghiên cứu thực nghiệm bê tông hàm lượng tro bay cao có cường độ cao làm mặt đường ô tô ở Việt Nam, Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 3, tr. 105–109.
  9. . Đỗ Thị Phượng, Lê Văn Trí, Vũ Minh Đức, Nguyễn Nhân Hòa (2018), Chất kết dính chịu nhiệt sử dụng tro bay, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 5, tr. 51–55.
  10. . Phạm Thanh Tùng, Châu Trường Linh, Nguyễn Thành Đạt (2018), Nghiên cứu sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải làm cọc đất-tro bay gia cố nền đất yếu hạ tầng dự án khu đô thị mới phía Đông đường Mậu Thân, thành phố Trà Vinh, Tạp chí Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải, số 27+28, tr. 142–148.
  11. . Bộ Xây dựng, Xử lý tro xỉ thải nhiệt điện: Thực trạng và những nút thắt cần gỡ, ngày đăng 16/11/2020, ngày truy cập 17/7/2021.
  12. . TCVN 10302:2014 (2014), Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây và xi măng, Hà Nội, Việt Nam.
  13. . TCVN 7570:2006 (2006), Cốt liệu cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật, Hà Nội, Việt Nam.
  14. . TCVN 10306:2014 (2014), Bê tông cường độ cao - Thiết kế thành phần mẫu hình trụ, Hà Nội, Việt Nam.
  15. . TCVN 3106:1993 (1993), Hỗn hợp bê tông nặng - Phương pháp thử độ sụt, Hà Nội, Việt Nam.
  16. . TCVN 3118:1993 (1993), Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén, Hà Nội, Việt Nam.
  17. . TCVN 3115:1993 (1993), Bê tông nặng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích, Hà Nội, Việt Nam.
  18. . TCVN 3113:1993 (1993), Bê tông nặng - Phương pháp xác định độ hút nước, Hà Nội, Việt Nam.
  19. . TCVN 3117:1993 (1993), Bê tông nặng - Phương pháp xác định độ co, Hà Nội, Việt Nam.
  20. . TCVN 9357:2012 (2012), Bê tông nặng - Phương pháp thử không phá hủy - Đánh giá chất lượng bê tông bằng vận tốc xung siêu âm, Hà Nội, Việt Nam.
  21. . de Matos P. R., Foiato M., Jr L. R. P. (2019), Ecological, fresh state and long-term mechanical properties of high-volume fly ash high-performance self-compacting concrete, Construction and Building Materials 203, pp. 282–293.
  22. . Siddique R. (2004), Performance characteristics of high-volume class F fly ash concrete, Cement and Concrete Research 34(3), pp. 487–493.
  23. . Atis C. D. (2003)¸ High-volume fly ash concrete with high strength and low drying shrinkage, Journal of Materials in Civil Engineering 15(2), pp. 153–156.
  24. . Topcu I. B., Canbaz M. (2007), Effect of different fibers on the mechanical properties of concrete containing fly ash, Construction and Building Materials 21(7), pp. 1486–1491.
  25. . Saha A. K. (2018), Effect of class F fly ash on the durability properties of concrete, Sustainable Environment Research 28(1), pp. 25–31.
  26. . Joseph G., Ramamurthy K. (2009), Influence of fly ash on strength and sorption characteristics of cold-bonded fly ash aggregate concrete, Construction and Building Materials 23(5), pp. 1862–1870.
  27. . Lee H. K., Lee K. M., Kim B. G. (2003), Autogenous shrinkage of high-performance concrete containing fly ash, Magazine of Concrete Research 55(6), pp. 507–515.
  28. . Estévez E., Martín D. A., Argiz C., Sanjuán M. Á. (2020), Ultrasonic pulse velocity – Compressive strength relationship for Portland cement mortars cured at different conditions, Crystals 10(2), pp. 133.
  29. . Kumar M., Sinha A. K., Kujur J. (2020), Mechanical and durability studies on high-volume fly-ash concrete, Structural Concrete 22(S1), pp. E1036–E1049.
  30. . Malhotra V. M. (1976), Testing hardened concrete: Nondestructive methods. American Concrete Institute, Detroit, US.

Most read articles by the same author(s)

1 2 > >>