Effect of fly ash and ground granulated blast - furnace slag on strength of high performance fine grained-concrete
Email:
chinhnd@utc.edu.vn
Keywords:
Fine grained-concrete, high performance, fly ash, ground granulated blast-furnace slag, compressive strength, flexural strength
Abstract
The use of fly ash (FA) and ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) as partial replacements for cement in concrete is currently attracting significant attention from both domestic and international scientists. This approach aims to address large volumes of industrial waste sustainably. This paper presents the effects of FA and GGBFS on the flexural and compressive strength of high-performance fine-grained concrete (HPFGC). In this study, FA replaced 30% of the cement by weight, while GGBFS replaced cement in amounts ranging from 15% to 45% by weight. The results indicate that FA and GGBFS reduce the amount of superplasticizer needed and improve the workability of the concrete mixture. It is possible to produce HPFGC with up to 75% of FA and GGBFS replacing cement while achieving a compressive strength of up to 80 MPa. Increasing the FA and GGBFS content in the placement of cement reduces the compressive strength of the concrete at an early age of 3 days; however, at 7 days and especially at 28 days, the compressive strength of HPFGC is equal to or higher than that of concrete using 100% cement, depending on the amount of FA and GGBFS used. However, the flexural strength of concrete with FA and GGBFS at 3 days, 7 days, and 28 days is consistently lower than the flexural strength of the concrete using 100% cementReferences
[1]. Nguyễn Thị Tâm, Điều tra, khảo sát đánh giá và đề xuất giải pháp sử dụng triệt để nguồn tro xỉ nhiệt điện trong sản xuất vật liệu xây dựng, Viện vật liệu xây dựng – Vietnam institute for Building Materials, 2012.
[2]. Chung-Ho Huang, Mix proportions and mechanical properties of concrete containing very high-volume of Class F fly ash, Construction and Building Materials, 46 (2013) 71-78. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.04.016
[3]. Thái Minh Quân, 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 Cầu đường Việt Nam, 3 (2021) 105-109.
[4]. M. Zabihi Samani, S. Mokhtari, F. Raji, Effects of Fly Ash on Mechanical Properties of Concrete, Journal of Applied Engineering Sciences, 8 (2018) 35-40. https://doi.org/10.2478/jaes-2018-0016
[5]. Nguyễn Trọng Lâm, Tống Tôn Kiên, Bùi Danh Đại, Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao sử dụng hàm lượng lớn tro bay của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 15 (2021) 1-11. https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(6V)-01
[6]. Lê Thanh Hà, Ngô Đức Chinh, Nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay và bột đá vôi đến tính chất cơ học và tính chống thấm nước của bê tông hạt nhỏ, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, 5 (2022) 52-57.
[7]. Nguyễn Trọng Lâm, Ảnh hưởng của tỉ lệ tro bay thay thế một phần xi măng đến các tính chất của bê tông thương phẩm, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, 14 (2020) 96-105. https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(4V)-09
[8]. Mohd Shariq, Jagdish Prasad, Amjad Masood, Effect of ground granulated blast furnace slag on time dependent compressive strength of concrete, Construction and Building Materials, 24 (2010) 1469-1478. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.01.007
[9]. Gideon Ayim-Mensah, Milan Radosavljevic, Influence of ground granulated blast furnace slag on the compressive strength and ductility of Ultra High-performance fibre reinforced cementitious composites, Cement, 8 (2022). https://doi.org/10.1016/j.cement.2022.100030
[10]. H. S. Chore, M. P. Joshi, Strength evaluation of concrete with fly ash and ground granulated blast furnace slag as cement replacing materials, Advances in concrete construction, 3 (2015) 223-236. https://doi.org/10.12989/acc.2015.3.3.223
[11]. J.L. Wang, Effects of Fly ash and Ground Granulated Blast- Furnaces Slag on Properties of High Strength Concrete, Key Engineering Materials, 405-406 (2009) 219-225. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.405-406.219
[12]. Tăng Văn Lâm, Nguyễn Đình Trinh, Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay và xỉ lò cao hoạt tính đến tính chất của bê tông cường độ cao hạt mịn không sử dụng chất kết dính xi măng, Tạp chí Xây dựng, 10 (2021) 183-190.
[13]. Hồ Văn Quân, Phan Nhật Long, Phạm Thái Uyết, Tính chất của bê tông tính năng cao kết hợp tro bay và xỉ lò cao, Tạp chí Giao thông vận tải, 7 (2021) 56-59.
[14]. Văn Viết Thiên Ân, Bùi Danh Đại, Trần Đức Trung, Ảnh hưởng của tro bay và xỉ lò cao đến độ bền của bê tông chất lượng siêu cao trong môi trường xâm thực, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, 15 (2021) 49-57. https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(6V)-05
[15]. J.E. Funk, D.R. Dinger, Predictive Process Control of Crowded Particulate Suspension, Applied to Ceramic Manufacturing, Kluwer Academic Press, 1994.
[16]. H.T. Le, The mix design for self-compacting high performance concrete containing various mineral admixtures, Materials & Design, 72 (2015) 51-62. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.01.006
[17]. EFNARC, Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete, 2015.
[18]. H.S. Wong, H. Abdul Razak, Efficiency of calcined kaolin and silica fume as cement replacement material for strength performance, Cement and Concrete Research, 35 (2005) 696-702. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.05.051
[19]. Ngô Sỹ Huy, Ảnh hưởng của hàm lượng xỉ lò cao nghiền mịn lên các tính chất vật lý và cơ học của vữa cường độ cao, Tạp chí Khoa học thủy lợi và môi trường, 78 (2022) 53-61.
[20]. Lê Xuân Hậu, Ảnh hưởng của xỉ lò cao đến tính chất của xi măng, Tạp chí Khoa học Kiến trúc và Xây dựng, 53 (2024) 39-41.
[21]. Lê Việt Hùng, Xây dựng chỉ dẫn kỹ thuật sử dụng xỉ hạt lò cao nghiền mịn (GGBFS) cho sản xuất bê tông, Tạp chí Vật liệu & Xây dựng, Bộ xây dựng, 11 (2022) 125-130.
[2]. Chung-Ho Huang, Mix proportions and mechanical properties of concrete containing very high-volume of Class F fly ash, Construction and Building Materials, 46 (2013) 71-78. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.04.016
[3]. Thái Minh Quân, 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 Cầu đường Việt Nam, 3 (2021) 105-109.
[4]. M. Zabihi Samani, S. Mokhtari, F. Raji, Effects of Fly Ash on Mechanical Properties of Concrete, Journal of Applied Engineering Sciences, 8 (2018) 35-40. https://doi.org/10.2478/jaes-2018-0016
[5]. Nguyễn Trọng Lâm, Tống Tôn Kiên, Bùi Danh Đại, Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao sử dụng hàm lượng lớn tro bay của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 15 (2021) 1-11. https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(6V)-01
[6]. Lê Thanh Hà, Ngô Đức Chinh, Nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay và bột đá vôi đến tính chất cơ học và tính chống thấm nước của bê tông hạt nhỏ, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, 5 (2022) 52-57.
[7]. Nguyễn Trọng Lâm, Ảnh hưởng của tỉ lệ tro bay thay thế một phần xi măng đến các tính chất của bê tông thương phẩm, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, 14 (2020) 96-105. https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(4V)-09
[8]. Mohd Shariq, Jagdish Prasad, Amjad Masood, Effect of ground granulated blast furnace slag on time dependent compressive strength of concrete, Construction and Building Materials, 24 (2010) 1469-1478. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.01.007
[9]. Gideon Ayim-Mensah, Milan Radosavljevic, Influence of ground granulated blast furnace slag on the compressive strength and ductility of Ultra High-performance fibre reinforced cementitious composites, Cement, 8 (2022). https://doi.org/10.1016/j.cement.2022.100030
[10]. H. S. Chore, M. P. Joshi, Strength evaluation of concrete with fly ash and ground granulated blast furnace slag as cement replacing materials, Advances in concrete construction, 3 (2015) 223-236. https://doi.org/10.12989/acc.2015.3.3.223
[11]. J.L. Wang, Effects of Fly ash and Ground Granulated Blast- Furnaces Slag on Properties of High Strength Concrete, Key Engineering Materials, 405-406 (2009) 219-225. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.405-406.219
[12]. Tăng Văn Lâm, Nguyễn Đình Trinh, Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay và xỉ lò cao hoạt tính đến tính chất của bê tông cường độ cao hạt mịn không sử dụng chất kết dính xi măng, Tạp chí Xây dựng, 10 (2021) 183-190.
[13]. Hồ Văn Quân, Phan Nhật Long, Phạm Thái Uyết, Tính chất của bê tông tính năng cao kết hợp tro bay và xỉ lò cao, Tạp chí Giao thông vận tải, 7 (2021) 56-59.
[14]. Văn Viết Thiên Ân, Bùi Danh Đại, Trần Đức Trung, Ảnh hưởng của tro bay và xỉ lò cao đến độ bền của bê tông chất lượng siêu cao trong môi trường xâm thực, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, 15 (2021) 49-57. https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(6V)-05
[15]. J.E. Funk, D.R. Dinger, Predictive Process Control of Crowded Particulate Suspension, Applied to Ceramic Manufacturing, Kluwer Academic Press, 1994.
[16]. H.T. Le, The mix design for self-compacting high performance concrete containing various mineral admixtures, Materials & Design, 72 (2015) 51-62. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.01.006
[17]. EFNARC, Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete, 2015.
[18]. H.S. Wong, H. Abdul Razak, Efficiency of calcined kaolin and silica fume as cement replacement material for strength performance, Cement and Concrete Research, 35 (2005) 696-702. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.05.051
[19]. Ngô Sỹ Huy, Ảnh hưởng của hàm lượng xỉ lò cao nghiền mịn lên các tính chất vật lý và cơ học của vữa cường độ cao, Tạp chí Khoa học thủy lợi và môi trường, 78 (2022) 53-61.
[20]. Lê Xuân Hậu, Ảnh hưởng của xỉ lò cao đến tính chất của xi măng, Tạp chí Khoa học Kiến trúc và Xây dựng, 53 (2024) 39-41.
[21]. Lê Việt Hùng, Xây dựng chỉ dẫn kỹ thuật sử dụng xỉ hạt lò cao nghiền mịn (GGBFS) cho sản xuất bê tông, Tạp chí Vật liệu & Xây dựng, Bộ xây dựng, 11 (2022) 125-130.
Downloads
Download data is not yet available.
Received
13/08/2024
Revised
22/11/2024
Accepted
11/12/2024
Published
15/12/2024
Type
Research Article
How to Cite
Ngô Đức, C., Lê Thanh, H., & Đỗ Anh, T. (1734195600). Effect of fly ash and ground granulated blast - furnace slag on strength of high performance fine grained-concrete. Transport and Communications Science Journal, 75(9), 2356-2370. https://doi.org/10.47869/tcsj.75.9.10
Abstract Views
264
Total Galley Views
80
