Evaluation of Portland limestone cements for use in concrete construction: Fid-Bau Portal

Evaluation of Portland limestone cements for use in concrete construction

Dhir, R. K. / Limbachiya, M. C. / McCarthy, M. J. / Chaipanich, A.

Abstract The paper describes a study carried out to examine the performance of concrete produced using combinations of Portland cement (PC) and limestone (LS), covering compositions for Portland limestone cement (PLC) conforming to BS EN 197-1: 2000, and up to 45% LS. In particular, key engineering (mechanical) and durability properties of concrete were studied. The results indicate only minor differences in performance between PC and 15% PLC concretes of the same cement content and water/cement (w/c) ratio (cement = Portland cement + addition). However, there was an adverse effect with increasing LS content beyond 15% of the cement content for many properties. It is shown that for 35 N/mm2 cube strength concrete the adjustment to w/c ratio to match the compressive strength of PC concrete was in the region of 0.08 for each 10% LS added (water curing at 20°C) above this level. Studies of permeation and concrete durability performance, including, initial surface absorption, carbonation resistance, chloride diffusion, freeze/thaw scaling and abrasion resistance, indicate that in general the test concretes followed single relationships with strength for most properties. Consideration is given to the practical implications of the main outcomes of the study.

Résumé L’article décrit une étude ayant pour objet d’examiner les performances du béton produit à l’aide de combinaisons de ciment Portland (PC) et de calcaire (LS), recouvrant des compositions allant jusqu’à 45% de LS, et au-delà, pour le ciment de calcaire de Portland (PLC), conformément à la norme EN DE BS 197-1 : 2000. On a étudié en particulier les propriétés clés mécaniques et de durabilité du béton. Les résultats indiquent seulement des différences mineures entre les bétons à base de PC et 15 % de PLC pour un contenu de ciment et un rapport eau/ciment identiques. Cependant, on a observé un effet défavorable avec l’accroissement du contenu de LS au delà de ce niveau pour beaucoup de propriétés. Un graphique illustrant la composition du mélange indique que l’ajustement du contenu de LS au rapport eau/ciment, nécessaire pour correspondre à la résistance à la compression du béton de PC, impliquait des réductions de ce rapport eau/ciment d’entre 0,04 et 0,08 pour chaque tranche de 10% de LS ajouté. Les études des performances de durabilité du béton, y compris l’absorption de surface initiale, la gazéification, la diffusion de chlorure, la résistance au gel-dégel et l’écaillement, indiquent que sur une base de résistance égale, les performances étaient similaires pour le PC et les mélanges de béton de PLC. On s’intéresse aux implications pratiques des principaux résultats de l’étude.