An analysis of fracture toughness at first model of fracture in concretes containing fly ash and silica fume

Vol. 531 (11) 2016 / środa, 24 października, 2018

(in Polish)

D. M. Gil,
G. L. Golewski

DOI: 10.15199/33.2016.11.50

Volume 531: Issue 11
Pages 116-117
Accepted for publication: 04.10.2016 r.

Nowadays, structural concretes should meet strict requirements such as: strength, durability, and resistance to adverse weather conditions and corrosion. Therefore, research on modifying concrete with mineral additives and chemical admixtures is conducted. Siliceous fly ash (FA) and silica fume (SF) are by-products of industrial processes and their application to the concrete mixtures can improve both parameters of composites, as well as greatly contributing to environmental protection. This paper presents the results of fracture toughness tests, specified at the Mode I fracture (tension at bending; opening mode), based on RILEM recommendations. The experiments were carried out after 28 days of curing consisting the following additives: 0% FA + 10% SF, 10% FA + 10% SF, 20% FA + 10% SF. The tests were carried out on MTS 809. In our studies, the fracture toughness of the composites based on the experimental results of critical stress intensity factor – KSI c. Detailed analysis of the obtained results lead to conclusion that the combined addition of FAand SF clearly changes the fracture toughness (according to the Mode I fracture).

Keywords: concrete, fly ash, silica fume, fracture.
  1. Determination of fracture parameters (KIc and CTODc) of plain concrete using three-point bend tests. RILEM Draft Recommendations, TC 89-FMT FractureMechanics of Concrete Test Methods. 1990. Materials and Structures 23: 457 – 460.
  2. Giergiczny Zbigniew. 2009. „Dodatki mineralne – niezastąpione składniki współczesnego cementu i betonu”. Materiały Budowlane 439 (3): 46 – 50.
  3. Giergiczny Zbigniew. 1995. „Cementy popiołowe z dodatkiem pyłu krzemionkowego”. Cement Wapno Beton (1): 17 – 22.
  4. Golewski Grzegorz Ludwik, Tomasz Sadowski. 2005. „Parametrymechaniki pękania betonów określane na podstawie badań doświadczalnych według I modelu pękania”. Przegląd Budowlany (7 – 8): 28 – 33.
  5. Golewski Grzegorz Ludwik, Tomasz Sadowski. 2008. „Rola kruszywa grubego w procesie destrukcji kompozytów betonowych poddanych obciążeniom doraźnym”. Lublin. IZT Sp. z o.o.
  6. Golewski Grzegorz Ludwik. 2011. „Analiza procesów pękania w kompozytach betonowych z dodatkiempopiołów lotnych”.Materiały Budowlane 470 (10): 39 – 42.
  7. Golewski Grzegorz Ludwik. 2015. „Makroskopowa ocena procesów pękania w betonach z popiołami lotnymi”. Materiały Budowlane 519 (11): 210 – 212. DOI: 10.15199/33.2015.11.66.
  8. Prokopski G., B. Langier. 2000. „Effect of water/cement ratio and silica fume addition on the fracture toughness and morphology of fractured surfaces of gravel concretes”. Cement and Concrete Research 30: 1427 – 1433.
  9. Przerada I., M. Lubas. 2004. „Wpływ dodatku popiołu lotnego i mikrokrzemionki na właściwości zapraw cementowych i betonów”. Materiały Budowlane 377 (1): 101 – 102.
  • mgr inż. Damian Marek Gil Politechnika Lubelska,Wydział Budownictwa i Architektury
  • dr hab. inż. Grzegorz Ludwik Golewski, prof. Politechnika Lubelska,Wydział Budownictwa i Architektury

dr hab. inż. Grzegorz Ludwik Golewski, prof.

Full paper is available at Publisher house SIGMA-NOT Sp. z o.o. webpage

DOI: 10.15199/33.2016.11.50