Self-compacting concrete using calcium-rich ashes as alternative fillers and heated dry materials to simulate hot weather mixing

Abstract

Abstract Algaroba wood (Prosopis juliflora) is commonly used as energy source in the northeast region of Brazil and India, generating rich-calcium carbonate (CaCO3) ashes as a promising alternative limestone filler. Moreover, concreting in hot climates (for example, in tropical regions) can affect its fresh state conditions owing to the evaporation of the mixing water. Thus, Self-Compacting Concretes (SCCs) incorporating Algaroba ashes were produced using heated dry materials (80 ± 2oC) to simulate hot weather mixing (on site, 50 ± 2oC). In order to simulate the hot weather conditions on site for subsequent control tests over time (in the laboratory), the specimens were cured in water at 20 ± 2oC. The self-compacting ability at the end of mixing was kept constant by extra water addition or superplasticizer overdosing. The partial replacement of 50% of natural lime filler by calcium-rich ash preserved the compressive strength and permeability of mixtures with 100% of limestone filler. Using 50% ash also demanded less water and superplasticizer when submitted to the simulated hot weather mixing.A madeira de Algaroba (Prosopis juliflora) é comumente usada na região nordeste do Brasil e na Índia como matriz energética, gerando cinzas ricas em carbonato de cálcio (CaCO3), promissores fíleres calcários alternativos. Adicionalmente, concretar em climas quentes (por exemplo, em regiões tropicais) pode afetar o estado fresco devido à evaporação da água de mistura. Concretos Auto Adensáveis (CAAs) incorporando cinzas de Algaroba foram produzidos usando materiais secos aquecidos (80 ± 2 o C) para simular mistura sob clima quente (em obra, 50 ± 2 o C). A fim de simular as condições de clima quente em obra para posterior teste de controle ao longo do tempo (em laboratório), as amostras foram curadas em água a 20 ± 2 o C. A auto-adensabilidade foi mantida constante ao final das misturas pela adição de água extra ou superdosagem de superplastificante.A substituição parcial de 50% do fíler calcário por cinzas ricas em cálcio preservou a resistências à compressão e permeabilidade das misturas com 100% de fíler calcário. O uso de 50% de cinza também demandou menos água e superplastificante em condição simulada de mistura sob clima quente.