Development of concrete mixtures with fine lime-pozzolan binder as supplementary cementitious material
Desarrollo de hormigones con aglomerante cal-puzolana fina como material cementicio suplementario
Author
Dopico, Juan José
Martirena Hernandez, Fernando
Day, Robert
Middendorf, Bernhard
Gehrke, Matthias
Martinez, Lesday
Abstract
The very high concrete strength and durability achieved in high and ultra-high-performance concrete is associated with a very dense matrix, accomplished through the use of high volumes of very fine mineral additions, such as fly ash, silica-fume, metakaolin and ground quartz sand. The paper reports on a study where a finely ground lime-pozzolan binder (LPB) is used as active mineral addition in concrete. The very fine lime particles, having size between 0.1-lOum, can fill the gaps between cement grains, while the larger pozzolan particles, having size between 10-lOQim, can fill the gaps between fine aggregate grains; this results in a much denser matrix. The addition of lime during concrete mixing also increases the Ca+2 and OH ion concentration, which results in a better and faster hydration of both ordinary portland cement (OPC) and pozzolanic reaction products. The use of LPB as an active addition in some ultra-high performance concretes could lowe the cost of the product for equivalent strength and durability performance, through the use of less cement, thus improving the ecologic profile of the material. Results from an initial series of tests are examined in this paper; further testing is required to establish the benefits of the use of LPC in High Performance Concrete. Examples of applications of this work in concretes are also presented.Rev. ing. constr. [online]. 2008, vol.23, n.3, pp. 171-178. ISSN 0718-5073. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-50732008000300005 La alta resistencia y durabilidad alcanzada en los hormigones de alta y ultra alta resistencia está asociada a la obtención de una matriz muy densa, definida a partir del uso de altos volúmenes de adiciones minerales muy finas, tales como las cenizas volantes, microsílice, metacaolín y polvos finos de cuarzo. El trabajo muestra un estudio sobre el uso del aglomerante cal- puzolana (ACP) de alta finura, como adición mineral activa en el hormigón. Las partículas muy finas de la cal, de tamaños entre las 0.1-10 m pueden llenar los vacíos entre los granos de cemento, mientras las partículas más grandes de la puzolana, entre 10-100 m, pueden llenar los vacíos entre los granos más finos del agregado, resultando en una matriz más densa. La adición de hidróxido de calcio (HC) durante el mezclado del hormigón, también incrementa la concentración de iones Ca+2 y OH-, lo cual resulta en una mejor y mas rápida hidratación del Cemento Pórtland Ordinario (CPO) y de la reacción puzolánica. El uso de la ACP como adición mineral activa en hormigones de alta resistencia (HAR), podría contribuir a disminuir los costos del producto sin afectar su resistencia mecánica y durabilidad usando menos cemento, con lo cual se estaría mejorando el perfil ecológico de este material. Resultados iniciales son mostrados en este trabajo, requiriéndose de ensayos adicionales para establecer los beneficios del uso de la ACP en los HAR. Un ejemplo de aplicación de este trabajo en hormigones son también presentados.Rev. ing. constr. [online]. 2008, vol.23, n.3, pp. 171-178. ISSN 0718-5073. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-50732008000300005