International Journal of Concrete Structures and Materials
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제10권2호
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pp.249-256
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2016
This paper deals with the effects of silica fume content and polymer-binder ratio on the properties of ultrarapid-hardening polymer-modified mortar using silica fume and ethylene-vinyl acetate redispersible polymer powder instead of styrene-butadiene rubber latex to shorten the hardening time. The ultrarapid-hardening polymer-modified mortar was prepared with various silica fume contents and polymer-binder ratios, and tested flexural strength, compressive strength, water absorption, carbonation depth and chloride ion penetration depth. As results, the flexural, compressive and adhesion strengths of the ultrarapid-hardening polymer-modified mortar tended to increase as increasing polymer-binder ratio, and reached the maximums at 4 % of silica fume content. The water absorption, carbonation and chloride ion penetration resistance were improved according to silica fume content and polymer-binder ratio.
이 연구는 물-결합재(W/B) 비에 따른 실리카 퓸이 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(AASC)에 미치는 유동성과 강도 특성에 대한 연구이다. W/B비는 0.50에서 0.60까지 0.05 단위로 일정하게 변화시켰다. 실리카 퓸은 고로슬래그 중량의 0%에서 50%까지 치환시켰다. 활성화제는 수산화나트륨(NaOH)를 사용하였고, 농도는 3M로 하였다. W/B 비에 따른 강도는 1, 3, 7 그리고 28일을 측정하였다. 유동성 측정 결과는 실리카 퓸의 치환율이 증가할수록 감소하였다. 압축강도는 실리카 퓸의 치환율이 증가할수록 증가하였다. 또한 W/B 비가 증가할수록 모든 재령에서 강도는 감소하였다. 실리카 퓸은 W/B 비와 실리카 퓸의 치환율에 따라서 활성화 반응을 증대시켜 강도를 증가시키는 것을 알 수 있었다.
Zhang, Peng;Gao, Ji-Xiang;Dai, Xiao-Bing;Zhang, Tian-Hang;Wang, Juan
Structural Engineering and Mechanics
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제59권2호
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pp.261-275
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2016
Effect of silica fume on fresh properties, compressive strength at 28 days and fracture behavior of fly ash concrete composite were studied in this paper. Test results indicated that the fluidity and flowability of fly ash concrete composites decreased and fly ash concrete composite are more cohesive and appear to be sticky with the addition of silica fume. Addition of silica fume was very effective in improving the compressive strength at 28 days of fly ash concrete composite, and the compressive strength of fly ash concrete composite has a trend of increase with the increase of silica fume content. Results also indicated that all the fracture parameters of effective crack length, fracture toughness, fracture energy, the critical crack opening displacement and the maximum crack opening displacement of fly ash concrete composite decreased with the addition of silica fume. When the content of silica fume increased from 3% to 12%, these fracture parameters decreased gradually with the increase of silica fume content. Furthermore, silica fume had great effect on the relational curves of the three-point bending beam specimen. As the silica fume content increased from 3% to 12%, the areas surrounded by the three relational curves and the axes were becoming smaller and smaller, which indicated that the capability of concrete composite containing fly ash to resist crack propagation was becoming weaker and weaker.
Alrubaye, Ali Jamal;Hasan, Muzamir;Fattah, Mohammed Y.
Geomechanics and Engineering
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제14권3호
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pp.247-255
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2018
Soil stabilization can make the soils becoming more stable by using an admixture to the soil. Lime stabilization enhances the engineering properties of soil, which includes reducing soil plasticity, increasing optimum moisture content, decreasing maximum dry density and improving soil compaction. Silica fume is utilized as a pozzolanic material in the application of soil stabilization. Silica fume was once considered non-environmental friendly. In this paper, the materials required are kaolin grade S300, lime and silica fume. The focus of the study is on the determination of the physical properties of the soils tested and the consolidation of kaolin mixed with 6% silica fume and different percentages (3%, 5%, 7% and 9%) of lime. Consolidation test is carried out on the kaolin and the mixtures of soil-lime-silica fume to investigate the effect of lime stabilization with silica fume additives on the consolidation of the mixtures. Based on the results obtained, all soil samples are indicated as soils with medium plasticity. For mixtures with 0% to 9% of lime with 6% SF, the decrease in the maximum dry density is about 15.9% and the increase in the optimum moisture content is about 23.5%. Decreases in the coefficient of permeability of the mixtures occur if compared to the coefficient of permeability of kaolin soft clay itself reduce the compression index (Cc) more than L-SF soil mix due to pozzolanic reaction between lime and silica fume and the optimum percent of lime-silica fume was found to be (5%+6%) mix. The average coefficient of volume compressibility decreases with increasing the stabilizer content due to pozzolanic reaction happening within the soil which results in changes in the soil matrix. Lime content +6% silica fume mix can reduce the coefficient of consolidation from at 3%L+6%SF, thereafter there is an increase from 9%L+6%SF mix. The optimal percentage of lime silica fume combination is attained at 5.0% lime and 6.0% silica fume in order to improve the shear strength of kaolin soft clay. Microstructural development took place in the stabilized soil due to increase in lime content of tertiary clay stabilized with 7% lime and 4% silica fume together.
In this study, the effect of metakaoline and silica fume on the bond performances of structural polyvinyl alcohol (PVA) fiber in cement mortar, including bond strength, interface toughness, and microstructure analysis are presented. Metakaoline and silica fume contents ranging from 0 % to 15 % are used in the mix proportions. Pullout tests are conducted to measure the bond performance of PVA fiber from cement mortar. Test results showed the incorporation of metakaoline and silica fume can effectively enhance the PVA fiber-cement mortar interfacial properties. Bond strength and interface toughness increased with metakaoline and silica fume content up to 10 % in cement mortar and decreased when the metakaoline and silica fume content reached 15 %. The microstructural observation confirms the findings on the interface bond mechanism drawn from the fiber pullout test results.
This study is intended to investigate the influence of mineral admixtures on the autogenous and drying shrinkage of high performance concrete. According to results, drying shrinkage increases with increase of fly ash content, and it does not show difference with replacement of blast furnace slag powder. It increases when incorporating silica fume or fly ash and silica fume together. The autogenous shrinkage shows increasing tendency with increase of silica fume and blast furnace slag powder content, and incorporating of silica fume or fly ash and silica fume together has effects on reducing autogenous shrinkage. Therefore, it is considered that application of both silica fume and fly ash can reduce the cracks caused by autogenous shrinkage, including enhancement in strength and placeability of high performance concrete.
This study investigates the effect of the pre-mix cement to the physical properties of the concrete according to the various combinations of the binders and the silica fume types. The results are summarized as following. For the properties of the fresh, the fluidity in the case that OPC+cilica fume-blast-furnace slag is appropriate compared to OPC+cilica fume+fly ash. Expecially, it is favorable when pre-mix is used. The fluidity time of the A, B depending on silica fume types is favorable, but it is decreased on C. The air content depending on silica fume types is low when the fly ash is used. Specially, the air content in the case that pre-mix is used is low caused by the dispersion of the silica fume. For the properties of the hardened concrete, the compressive and flexible strength when the blast-furnace slag is pre-mixed are high, and they exceed OPC. The strength depending on the silica fume types is high on B, and the strength of the others is similar.
This paper, proposes 20 models for predicting compressive strength of recycled aggregate concrete (RAC) containing silica fume by using gene expression programming (GEP). To construct the models, experimental data of 228 specimens produced from 61 different mixtures were collected from the literature. 80% of data sets were used in the training phase and the remained 20% in testing phase. Input variables were arranged in a format of seven input parameters including age of the specimen, cement content, water content, natural aggregates content, recycled aggregates content, silica fume content and amount of superplasticizer. The training and testing showed the models have good conformity with experimental results for predicting the compressive strength of recycled aggregate concrete containing silica fume.
Fly ash and silica fume belong to industry by-products that can be used to produce concrete. This study shows the model of a neural network to evaluate the strength development of blended concrete containing fly ash and silica fume. The neural network model has four input parameters, such as fly ash replacement content, silica fume replacement content, water/binder ratio, and ages. Strength is the output variable of neural network. Based on the backpropagation algorithm, the values of elements in the hidden layer of neural network are determined. The number of neurons in the hidden layer is confirmed based on trial calculations. We find (1) neural network can give a reasonable evaluation of the strength development of composite concrete. Neural network can reflect the improvement of strength due to silica fume additions and can consider the reductions of strength as water/binder increases. (2) When the number of neurons in the hidden layer is five, the prediction results show more accuracy than four neurons in the hidden layer. Moreover, five neurons in the hidden layer can reproduce the strength crossover between fly ash concrete and plain concrete. Summarily, the neural network-based model is valuable for design sustainable composite concrete containing silica fume and fly ash.
본 연구에서는 플라이애쉬가 다량 치환된 고유동 HVFAC 콘크리트의 실리카흄 사용량에 따른 콘크리트 특성에 대한 연구결과를 보고하고자 한다. 결과로서, 실리카흄 사용량이 $10{\sim}20kg/m^3$일 때, 콘크리트의 유동성과 충전성능이 가장 좋은 것으로 나타났다. 그리고 실리카흄 사용량이 증가할 수록 탄산화계수는 기하급수적으로 증가하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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