Impact of condensed silica fume on splitting tensile strength and brittleness of high strength self‐compacting concrete

Abstract

Self‐compacting concrete (SCC) is a type of concrete that can consolidate itself without external compaction. High‐strength SCC (HS‐SCC) is becoming more popular having a very broad range of application in Civil Engineering, such as piles, columns of tall buildings and piers for long‐span bridges. However, HS‐SCC is very brittle that limits its application above. To this, present study aims at mitigating the brittleness of HS‐SCC having a fixed water/binder ratio of 0.30 and binder content of 500 kg/m3 by blending cement with condensed silica fume (CSF). The percentage of CSF that replaced cement was 0–15% by weight. Apart from measuring the brittleness, mechanical property such as splitting tensile and compressive strength, as well as fresh property, such as slump flow, V‐funnel time, and L‐box passing ability was also obtained. The experimental results indicated that 10% replacement of cement by CSF could effectively decrease the brittleness of HS‐SCC and simultaneously increase the 28‐day compressive strength. On the other hand, the slump flow of concrete decreased as the content of CSF increased, but nonetheless was able to maintain at above 600 mm, which is a commonly accepted criteria for SCC. Lastly, scanning electron microscope figures showed that the microstructure of concrete and hydration morphology were enhanced by CSF particle.

Estudo da influência da microssílica no concreto auto adensável

“…A utilização da microssílica como parte do material aglomerante do concreto garante benefícios como o aumento da resistência à compressão e o aumento da resistência à tração, a depender do teor de sílica utilizado em relação à massa de cimento (MIELENZ apud SANTOS, 1992). Wang et al (2021) e Sumathi e Saravana (2022) estudaram os efeitos da microssílica nas características químicas, físicas e mecânicas do concreto. Nestes estudos foram realizados experimentos científicos que comprovam os benefícios da sílica no concreto além da melhoria Persp.…”

“…Nos trabalhos de Sabir (1995), Malhotra e Mehta (1996), Aitcin (1998), Wang et al (2021) e Sumathi e Saravana (2022) foi possível observar uma convergência dos resultados, podendo então concluir que o intervalo ideal para o teor de substituição de cimento por sílica no concreto é entre 7% e 10% e o teor máximo de substituição é de 16%. Sabir (1995) afirma que de acordo com os experimentos realizados, o teor máximo de sílica no concreto deve ser de 16%.…”

“…Dois anos após esse estudo, deu continuidade a esses estudos e definiu o intervalo de teor de sílica entre 8% e 10% em relação à massa de cimento. Mais recentemente Wang et al (2021) e Sumathi e Saravana (2022), para a produçaõ de concretos de ultra-alta-resistência utilizaram um percentual de 11% de microssilica.…”

“…Com base nos trabalhos de Wang et al (2021) e Sumathi e Saravana (2022) foram elaborados quatro dosagens de CAA, variando a porcentagem de microssílica considerando os intervalos definidos pelos autores citados na revisão bibliográfica. As porcentagens utilizadas foram 0%, 3%, 9% e 15%, sendo que a dosagem sem adição de microssílica foi adotada como a traço de referência, como citado.…”

“…De acordo com Sabir (1995), Malhotra e Mehta (1996), Aitcin (1998) e, mais recentemente Wang et al (2021) e Sumathi e Saravana (2022), o intervalo ideal de substituição de microssílica em relação à massa de cimento no traço de concreto e argamassa é de 7% a 10%, sendo 16% considerado o limite máximo para essa substituição. A partir dessa porcentagem, as vantagens como o aumento da resistência à compressão são pouco significativas quando comparadas ao prejuízo relacionado às características de fluidez e trabalhabilidade.…”