Industri konstruksi menyumbang emisi karbon yang masif, sehingga memicu pengembangan Zero-Cement Concrete (ZCC) menggunakan fly ash sebagai pengikat tunggal (sole binder). Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi perilaku mekanis dan fisik pada mortar serta beton bebas semen Portland (zero-OPC) yang ditambah menggunakan variasi rasio kalsium hidroksida (Ca(OH)2) dan kalsium oksida (CaO). Material kalsium CaO disintesis melalui kalsinasi serbuk CaCO3 pada suhu kurang lebih 900°C selama 2 jam, yang menghasilkan pembentukan fase kristalin CaO. Pengujian dilakukan pada fase mortar dengan lima variasi rasio Ca(OH)2 terhadap CaO, serta pada fase beton dengan rasio 75% Ca(OH)2 : 25% CaO menggunakan variasi dosis superplasticizer (SP) sebesar 2.5% dan 1.5%. Seluruh sampel dirancang menggunakan rasio air-binder (w/b) 0.25 dan dirawat pada suhu ruang. Pada fase mortar, reaksi pozzolanik sekunder terbukti terus berlangsung hingga umur 56 hari. Penggunaan 100% Ca(OH)2 menghasilkan kuat tekan tertinggi yang mendekati 30 MPa. Substitusi material kalsium dengan 25% CaO (rasio 75:25) mengoptimalkan kuat lentur material hingga 6.0 MPa, sedangkan rasio kalsium yang seimbang (50:50) menghasilkan struktur paling padat dengan nilai absorpsi air terendah sebesar 6.6% pada umur 28 hari. Pada fase beton, peningkatan dosis SP menjadi 2.5% menyebabkan adonan menjadi sangat lengket (non-Newtonian) dan rentan mengalami pemisahan air (bleeding), yang menurunkan kemudahan pengerjaan (workability) secara drastis. Namun demikian, hal ini secara signifikan mampu meningkatkan densitas dan performa mekanis akhir, di mana kuat tekan melampaui 20 MPa dan kuat lentur mencapai 3.4 MPa pada umur 28 hari dibandingkan dengan campuran berdosis SP rendah. Secara keseluruhan, pemanfaatan fly ash dengan kombinasi Ca(OH)2 dan CaO sangat berpotensi untuk diaplikasikan sebagai material zero-cement.