Studies of fracture toughness and size of microcraks in concrete with variable addition of silica fume and fly ash

Vol. 542 (10) 2017 / środa, 24 października, 2018

(InPolish)

D. M. Gil,
G. L. Golewski

DOI: 10.15199/33.2017.10.03

Volume 542: Issue 10
Pages 12-14
Accepted for publication: 04.09.2017 r.

This paper presents the results on concretes with siliceous fly ash (FA) and silica fume (SF). Fracture toughness tests according to the Mode II fracture was performed on MTS 809 press, using cubic specimens with dimensions of 150/150 mm with two initial cracks. In our studies, the fracture toughness of concretes based on the experimental results of critical stress intensity factor KIIc. Additionally the size of microcraks (Wc) in the Interfacial Transition Zone (ITZ) of the aggregate with cement matrix was investigated. The experiments were carried out after 28 and 90 days of curing consisting the following additives compositions: 0% FA + 10% SF; 10% FA + 10% SF; 20% FA + 10% SF.

Keywords: concrete; fly ash, silica fume; fracture toughness; microstructure; microcrack.
  1. Błaszczyński Tomasz, Aldona Łowińska-Kluge, Błażej Zgoła. 2004. „Wpływ wykonawstwa na degradację betonu”. Materiały Budowlane 385 (9): 84 – 86.
  2. Czarnecki Lech, Peter H. Emmons. 2002. Naprawa i ochrona konstrukcji betonowych. Kraków. Polski Cement Sp. z o.o.
  3. Czarnecki Lech, Ryszard Więcławski. 2005. „Możliwości wykorzystania popiołów lotnych w budownictwie”. Materiały Budowlane 397 (9): 83 – 85.
  4. Giergiczny Zbigniew. 2009. „Dodatki mineralne – niezastąpione składniki współczesnego cementu i betonu”. Materiały Budowlane 439 (3): 46 – 50.
  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, Tomasz Sadowski. 2007. „Analiza uszkodzeń na mineralnych kruszywach naturalnych i łamanych z wykorzystaniem metod mikroskopii skaningowej”. Inżynieria Materiałowa 28 (1): 30 – 35.
  7. Golewski Grzegorz Ludwik. 2013. „Odporność na pękanie a mikrostruktura w betonach z dodatkiem popiołów lotnych”. Materiały Budowlane 494 (10): 28 – 30.
  8. Golewski Grzegorz Ludwik 2011. „Analiza procesów pękania w kompozytach betonowych z dodatkiem popiołów lotnych”. Materia- ły Budowlane 470 (10): 39 – 42.
  9. Golewski Grzegorz Ludwik, 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: 537–546. Warszawa.
  10. Jóźwiak-Niedźwiecka Daria, Andrzej Marek Brandt, Zbigniew Ranachowski. 2012. „Zarastanie rys w zaprawach cementowych z popiołem wapiennym zbrojonych rozproszonymi włóknami”. Cement Wapno Beton (1): 38 – 49.
  11. Kucharska Leokadia. 2001. „Katastrofy, awarie i uszkodzenia, a beton i jego rozwój”. XX Konferencja Naukowo-Techniczna Awarie Budowlane: 89 – 118. Szczecin-Międzyzdroje. Politechnika Szczecińska.
  12. Lam L., Y. L. Wong, C. 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.
  13. Łukowski Paweł. 2004. „Domieszki i dodatki i do betonu w świetle normy PN-EN 206-1”. Materiały Budowlane 381 (5): 17 – 20.
  14. ProkopskiGrzegorz,BogdanLangier.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.
  15. Rathish Kumar P., C. Sumanth Reddy, Saleem Baig Md. 2014. „Zmiany wytrzymałości na ściskanie betonu, w którym część cementu zastąpiono dodatkami mineralnymi”. Cement Wapno Beton (1): 8 – 16.
  16. Swami Srinath V. 2017. „Effect of fly ash and silica fumes on compression and fracture behaviour of concrete”. International Journal of Civil Engineering 1 (5): 70 – 74.
  17. Wiśniewska Krystyna. 2015. „Popioły z energetyki pełnowartościowymi surowcami dla budownictwa”. Materiały Budowlane 520 (12): 41. DOI: 10.15199/33.2015.12.12.
  18. Zhang P., Li Qing-Fu. 2012. „Effect of silica fume on fracture properties of high-performance concrete containing fly ash”. JournalofMaterials: 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

g.golewski@pollub.pl

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

DOI: 10.15199/33.2017.10.03