Mechanical properties of structural concrete incorporating a high volume of Class F fly ash as partial fine sand replacement

Abstract

A research program was carried out on the utilization of large quantities of Class F fly ash of marginal quality in structural concrete as partial fine sand replacement. The present paper studies the effect of such replacement on the properties of hardened concrete. The effect on the properties of the fresh concrete was presented in another paper [1]. The properties studied were: compressive strength, modulus of elasticity, drying shrinkage and water penetration under pressure. The cement content of the concrete mixtures was maintained constant. Also, the consistency and slump were kept constant by adjusting the amount of the mixing water.

The test results show clearly that fly ash of marginal quality, as partial fine sand replacement, has a beneficial effect on the compressive strength of structural concrete, particularly at later ages, and also on the modulus of elasticity. The drying shrinkage of the fly ash mixtures was similar or somewhat lower than that of the reference mix. The maximum penetration depth of water under pressure of the fly ash concrete mixtures was somewhat smaller than that of the reference mix.

Résumé

Un programme de recherches a été entrepris sur l'utilisation de grandes quantités de cendres volantes de qualité marginale (Classe F) en remplacement partiel de sable fin. Cet article étudie les effets de tels remplacements sur les propriétés du béton durci. Les effets sur les propriétés du béton frais ont été présentés dans un autre article [1]. Les propriétés étudiées étaient la résistance à la compression, le module d'élasticité, le retrait de séchage et la pénétration de l'eau sous pression. La teneur en ciment des formules de béton a été maintenue constante. La consistance et l'affaissement ont également été maintenus constants par ajustement de la quantité d'eau.

Les résultats montrent clairement que les cendres volantes de qualité marginale, en tant que remplacement partiel de sable fin, ont un effet bénéfique sur la résistance à la compression du béton, en particulier à des âges avancés, ainsi que sur le module d'élasticité. Le retrait de séchage des formules contenant des cendres volantes était égal ou légèrement inférieur à celui du mélange de référence. Dans des formules contenant des cendres volantes, la profondeur maximale de pénétration de l'eau sous pression était légèrement inférieure à celui de la formule de référence.