Effect of addition of silica fume and siliceous fly ash, on the concrete critical stress intensity factor

Vol. 539 (7) 2017 / środa, 24 października, 2018


D. M. Gil,
G. L. Golewski

DOI: 10.15199/33.2017.07.14

Volume 539: Issue 7
Pages 48-49
Accepted for publication: 29.05.2017 r.

This paper presents the results of fracture toughness and at the Mode II on concrete with silica fume (SF) in an amount of 10% and siliceous fly ash (FA) in an amount of: 0%, 10% and 20%. Strength tests were performed on a MTS testing machine 809 Axial / Torsional Test System, on cubic samples having a side of 150 mm with two initial cracks, after 28 days of curing. In the course of experiments we sought to determine the effect of adding silica fume to the value of the critical stress intensity factor in the fly ash concrete. Analysis of the obtained results made it possible to draw a conclusion that SF causes a significant increase in fracture toughness in the concrete with FA additive.

Keywords: concrete, fly ash, silica fume, fracture toughness.
  1. Brandt Andrzej M., Grzegorz Pokopski. 1990. „Critical values of stress intensity factor in mode II fracture of cementitious composites”. Journal of Materials Science 25: 3605 – 3610.
  2. Giergiczny Zbigniew 1995. „Cementy popiołowe z dodatkiem pyłu krzemionkowego”. Cement Wapno Beton (1): 17 – 22.
  3. Gil Damian M., Grzegorz L. Golewski. 2016. „Analiza odporności na pękanie betonów z dodatkiem popio- łów lotnych i mikrokrzemionki”. Materiały Budowlane (531) 11: 116–117. DOI: 10.15199/33.2016.11.52.
  4. Golewski Grzegorz L., Tomasz Sadowski. 2006. „Fracture toughness at shear (mode II) of concretes made of natural and broken aggregates”. The Eight International Symposium on Brittle Matrix Composites. Warsaw: 537–546.
  5. Golewski Grzegorz L., Tomasz Sadowski. 2014. „An analysis of shear fracture toughness KIIc and microstructure in concretes containing fly-ash”. Construction and Building Materials 51: 207 – 214.
  6. Golewski Grzegorz L. 2011. „Analiza procesów pękania w kompozytach betonowych z dodatkiem popiołów lotnych”. Materiały Budowlane 470 (10): 39 – 42.
  7. Lam Lik, Y. L. Wong, Chi S. Poon. 1998. „Effect of fly ash and silica fume on compressive and fracture behaviors of concrete”. Cement and Concrete Research 28 (2): 271 – 283.
  8. Przerada Iwona, Małgorzata Lubas. 2004. „Wpływ dodatku popiołu lotnego i mikrokrzemionki na właściwości zapraw cementowych i betonów”. Materiały Budowlane (1): 101 – 102.
  9. Zhang Peng, Qiao-Yan Guan, Tian-Hang Zhang. 2016. „Fracture behavior of fly ash concrete containing silica fume”. Structural Engineering and Mechanics 59 (2): 261 – 275.
  10. Zhang Peng, Li Qing-Fu. 2012. „Effect of silica fume on fracture properties of high-performance concrete containing fly ash”. Journal Materials: Design and Applications 227 (4): 336 – 342.
mgr inż. Damian Marek Gil, Politechnika Lubelska, Wydział Budownictwa i Architektury
dr hab. inż. Grzegorz Ludwik Golewski, prof. PL, Politechnika Lubelska, Wydział Budownictwa i Architektury

dr hab. inż. Grzegorz Ludwik Golewski


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

DOI: 10.15199/33.2017.07.14