Page Header

Influence of Curing Conditions on Strength of Alkali Activated Mortar Made from High Calcium Fly Ash and Low Calcium Fly Ash

Apiwish Thongraksa, Saofee Dueramae, Sirichai Pethrung, Akkadath Abdulmatin, Tawich Klathae


งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลการบ่มต่อการพัฒนากำลังอัดของมอร์ต้าร์ที่ใช้วัสดุประสานกระตุ้นด้วยด่างจากเถ้าถ่านหินที่มีองค์ประกอบของแคลเซียมที่ต่างกัน ได้แก่ การใช้เถ้าถ่านหินเถ้าแคลเซียมสูงและการใช้เถ้าถ่านหินแคลเซียมสูงร่วมกับเถ้าถ่านหินแคลเซียมต่ำ ทำการศึกษาระยะเวลาการก่อตัว และการพัฒนากำลังอัดของมอร์ต้าร์ที่ทำจากวัสดุประสารกระตุ้นด้วยด่างที่ทำการบ่มอุณหภูมิห้องและบ่มด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากผลการทดสอบ พบว่า ปริมาณแคลเซียมในองค์ประกอบของ สารตั้งต้นส่งผลต่อการก่อตัวที่เร็วขึ้น โดยการใช้วัสดุประสานจากเถ้าถ่านหินแคลเซียมสูงร่วมกับเถ้าถ่านหินแคลเซียมต่ำมีระยะเวลาการก่อตัวนานกว่าการใช้เถ้าถ่านหินแคลเซียมสูง การใช้เถ้าถ่านหินที่มีปริมาณของแคลเซียมสูงเป็นวัสดุประสานกระตุ้นด้วยด่างสามารถพัฒนากำลังอัดได้ดีกว่าการใช้เถ้าถ่านหินแคลเซียมสูงร่วมกับเถ้าถ่านหินที่มีปริมาณแคลเซียมต่ำเมื่อบ่มที่อุณหภูมิห้อง เมื่อมีการบ่มด้วยความร้อนอุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง พบว่า มอร์ต้าร์จากเถ้าถ่านหินกระตุ้นด้วยด่างที่ใช้เถ้าถ่านหินแคลเซียมสูงร่วมกับเถ้าถ่านหินที่มีปริมาณแคลเซียมต่ำเป็นสารตั้งต้นสามารถพัฒนากำลังได้ดีกว่ามอร์ต้าที่ใช้เถ้าถ่านหินแคลเซียมสูงเป็นสารตั้งต้นเพียงอย่างเดียว โดยมอร์ต้าร์ที่ใช้เถ้าถ่านหินแคลเซียมสูงร่วมกับเถ้าถ่านหินแคลเซียมต่ำในอัตราส่วน 50:50 และบ่มด้วยความร้อนมีกำลังอัดเท่ากับ 151, 168, 187 และ 189 กก/ซม2 ที่อายุ 7, 28, 45 และ 60 วัน ตามลำดับ

This research aims to study the effect of curing conditions on the strength development of mortar made from alkali-activated fly ash with different calcium contents, which consist of high calcium fly ash and a combination of high and low calcium fly ash. The setting time and the development of compressive strength of the alkali-activated fly ash mortar under curing at ambient temperature and a temperature of 80 oC for 24 hours were investigated. The experimental results found that the calcium content in precursors affected the setting time, with higher calcium content resulting in a faster setting time. Using a blend of high and low calcium fly ash as a binder provided a longer setting time than the binder made with only high calcium fly ash. The alkali-activated mortar made with high calcium fly ash as a binder had higher strength than the blend of high and low calcium fly ash at ambient temperature. For the curing temperature of 80 oC, the binder made from high calcium fly ash had lower strength than the blend of high and low calcium fly ash. The compressive strength of alkali-activated mortar made from high calcium fly ash and low calcium fly ash in a 50:50 ratio with a curing temperature of 80 oC was 151, 168, 187 and 189 kg/cm2 at 7, 28, 45, and 60 days, respectively.


วัสดุประสานกระตุ้นด้วยด่าง; เถ้าถ่านหินแคลเซียมสูง; เถ้าถ่านหินแคลเซียมต่ำ; กำลังอัด; การบ่มด้วยความร้อน; Alkali activated; High calcium fly ash; Low calcium fly ash; Compressive strength; Heat curing

[1] L.K. Turner and F.G. Collins, Carbon dioxide equivalent (CO2-e) emissions: A comparison between geopolymer and OPC cement concrete, Construction and Building Materials, 2013, 43, 125-130.

[2] L.N. Assi, E.E. Deaver, M.K. ElBatanouny, and P. Ziehl, Investigation of early compressive strength of fly ash-based geopolymer concrete, Construction and Building Materials, 2016, 112, 807-815.

[3] S.W. Wijaya and D. Hardjito, Factors affecting the setting time of fly ash-based geopolymer, Materials Science Forum, 2016, 841, 90-97.

[4] B. Rajmohan, R.R. Nayaka, K.R. Kumar and K. Kaleemuddin, Mechanical and durability performance evaluation of heat cured low calcium fly ash based sustainable geopolymer concrete, Materials Today: Proceedings, 2022, 58, 1337-1343.

[5] S. Zhou, C. Ma, G. Long and Y. Xie, A novel non-Portland cementitious material: Mechanical properties, durability and characterization, Construction and Building Materials, 2020, 238, 117671.

[6] H. Alanazi, J. Hu and Y.R. Kim, Effect of slag, silica fume, and metakaolin on properties and performance of alkali-activated fly ash cured at ambient temperature, Construction and Building Materials, 2019, 197, 747-756.

[7] P. Nuaklong, A. Wongsa, V. Sata, K. Boonserm, J. Sanjayan and P. Chindaprasirt, Properties of high-calcium and low-calcium fly ash combination geopolymer mortar containing recycled aggregate, Heliyon, 2019, 5(9) e02513.

[8] ASTM C618, Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete, American Society for Testing and Materials, 2017.

[9] ASTM C191, Standard Test Methods for Time of Setting of Hydraulic Cement by Vicat Needle, American Society for Testing and Materials, 2021.

[10] ASTM C109: Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50 mm] Cube Specimens, American Society for Testing and Materials, 2020.

[11] T. Phoo-Ngernkham, V. Sata, S. Hanjitsuwan, C. Ridtirud, S. Hatanaka and P. Chindaprasirt, High calcium fly ash geopolymer mortar containing Portland cement for use as repair material, Construction and building materials, 2015, 98, 482-488.

[12] P. Chindaprasirt, P. De Silva, K. Sagoe-Crentsil and S. Hanjitsuwan, Effect of SiO2 and Al2O3 on the setting and hardening of high calcium fly ash-based geopolymer systems, Journal of Materials Science, 2012, 47, 4876-4883.

[13] U. Rattanasak and P. Chindaprasirt, Influence of NaOH solution on the synthesis of fly ash geopolymer. Minerals Engineering, 2009, 22(12), 1073-1078.

[14] S. Dueramae, W. Tangchirapat, P. Chindaprasirt, and C. Jaturapitakkul, Influence of activation methods on strength and chloride resistance of concrete using calcium carbide residue–fly ash mixture as a new binder, Journal of Materials in Civil Engineering, 2017, 29(4), 04016265.

[15] S. Kumar and R. Kumar, Mechanical activation of fly ash: Effect on reaction, structure and properties of resulting geopolymer, Ceramics International, 2011, 37(2), 533-541.

[16] S. Hanjitsuwan, S. Hunpratub, P. Thongbai, S. Maensiri, V. Sata and P. Chindaprasirt, Effects of NaOH concentrations on physical and electrical properties of high calcium fly ash geopolymer paste, Cement and Concrete Composites, 2014, 45, 9-14.

[17] S. Dueramae, W. Tangchirapat, P. Sukontasukkul, P. Chindaprasirt and C. Jaturapitakkul, Investigation of compressive strength and microstructures of activated cement free binder from fly ash-calcium carbide residue mixture, Journal of Materials Research and Technology, 2019, 8(5), 757-4765.

[18] P. Sajan, T. Jiang, C. Lau, G. Tan and K. Ng, Combined effect of curing temperature, curing period and alkaline concentration on the mechanical properties of fly ash-based geopolymer, Cleaner Materials, 2021, 1, 100002.

[19] R.J. Myers, E. L'Hôpital,  J.L. Provis and B. Lothenbach, Effect of temperature and aluminium on calcium (alumino) silicate hydrate chemistry under equilibrium conditions, Cement and Concrete Research, 2015, 68, 83-93.

Full Text: PDF

DOI: 10.14416/


  • There are currently no refbacks.