Properties of lightweight concrete made with crushed natural pozzolana as coarse aggregate

Abstract

This paper describes a laboratory‐based study examinig the use of natural pozzolana as an aggregate component in lightweight concrete (LWC). A range of conditioning variables, including cement and moisture content, storage period up to one year, was investigated. In order to explore these effects, a series of five concrete mixes using the same Portland cement was prepared. Three mixes (LWC1, LWC2, LWC3) were designed with cement content of 400 kg/m³ and three different W/C ratios leading to three different workability expressed with of a measured slumps of (3±1, 5±1 and 7±1) cm. Further two mixes (LWC4, LWC5) were also made with cement dosage of 300 and 350 kg/m³ and a constant workability with a slump of 3±1cm. The investigated properties included density, compressive strength, tensile strength and elastic modulus. The results were obtained for ages up to 365 days under different curing conditions (wet and dry). It is concluded that LWC with pozzolana, as coarse aggregate, has sufficient strength and adequate density to be accepted as structural lightweight concrete.

Lengvojo betono, gaminto iš gamtinio pucolano ir naudojamo kaip stambusis užpildas, savybės

Santrauka. Aprašomi laboratoriniai tyrimai, kurie buvo atliekami siekiant nustatyti gamtinio pucolano naudojimo užpildu lengvajam betonui (LB) gaminti. Buvo tiriama daug kintamųjų, kaip antai cemento kiekis, drėgnumas, laikymo trukmė iki vienerių metų. Minėtų kintamųjų poveikiui nustatyti buvo pagaminti penki betono mišiniai, naudojant tą patį portlandcementį. Trys mišiniai LB1, LB2 ir LB3 buvo pagaminti iš cemento, kurio tūrio masė lygi 400 kg/m³, tačiau su trimis skirtingais V/C santykiais, lemiančiais betono technologiškumą, o kartu turinčiais skirtingą slankį, atitinkamai: 3 ± 1 cm, 5 ± 1 cm ir 7 ± 1 cm. Du likę mišiniai LB4 ir LB5 buvo pagaminti iš 300 kg/m3 ir 350 kg/m3 tūrio masės cemento, kurių technologiškumas ir slankumas toks pats – 3 ± 1 cm. Buvo tiriamos šios medžiagų savybės: tankis, gniuždomasis ir tempiamasis stipris, elastingumo modulis. Tyrimo rezultatai buvo gauti laikant medžiagas skirtingomis sąlygomis (sausoje ir drėgnoje aplinkoje) iki 365 dienų. Daroma išvada, jog lengvasis betonas, pagamintas naudojant pucolaną kaip stambųjį užpildą, turi pakankamą stiprumą ir tankį, kad būtų naudojamas konstrukcijoms betonuoti.

Reikšminiai žodžiai: lengvasis betonas, lengvasis užpildas, pucolanas, mechanines savybes, gniuždomasis, tempiamasis stipris, gamtines medžiagos.

First Published Online: 21 Oct 2010

Keyword : lightweight concrete, lightweight aggregate, pozzolana, mechanical properties, compressive strength, tensile strength, natural materials