Published May 17, 2021
| Version v1
Publication
Open
Impact of Silica Nanoparticles on the Durability of fly Ash Concrete
- 1. Central Building Research Institute
- 2. Uttarakhand Technical University
Description
In the present study, the mechanical and durability properties of silica nanoparticle (SNP)-incorporated fly ash (FA) concrete mix were examined after 365 days of exposure. The dosages of FA replaced by cement in the present study were 30%, 40%, and 50%, while 3% SNPs were added by the weight of cement in the FA incorporated mix. For a comparison of SNPs with silica fume (SF), 6% SF was added (by the weight of cement) and entire casting was performed at a constant water to binder (w/b) ratio of 0.29. The present work is the extension of a previous study wherein durability properties of the same mixes were reported for up to 180 days of exposure. Compressive strength results show that in the presence of SNPs, the enhancement in compressive strength was in the range of 10–14%, while, in presence of SF, 8–10% of the enhancement was observed as compared to control. However, exposed samples in a carbonation environment showed that the compressive strength of the control and SF incorporated mix increased, while SNP-incorporated samples showed negligible enhancement. Further, sulphate exposed mix show that compressive strength decreases, however, the SNP-incorporated mix showed the lowest reduction compared to other mixes. Therefore, the study shows that the SNP-incorporated mix has higher mechanical properties and more durability compared to other mixes in a severe environment.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذه الدراسة، تم فحص الخصائص الميكانيكية والمتانة لخليط الخرسانة المصنوع من الرماد المتطاير المدمج في السيليكا (SNP) بعد 365 يومًا من التعرض. كانت جرعات الأسمنت التي تم استبدالها بالأسمنت في الدراسة الحالية 30 ٪ و 40 ٪ و 50 ٪، في حين تمت إضافة 3 ٪ من SNPs بوزن الأسمنت في مزيج الأسمنت المدمج. لمقارنة SNPs مع دخان السيليكا (SF)، تمت إضافة 6 ٪ من SF (بوزن الأسمنت) وتم إجراء الصب بالكامل عند نسبة ثابتة من الماء إلى المادة الرابطة (وزن/وزن) تبلغ 0.29. العمل الحالي هو امتداد لدراسة سابقة حيث تم الإبلاغ عن خصائص المتانة لنفس الخلطات لمدة تصل إلى 180 يومًا من التعرض. تظهر نتائج مقاومة الانضغاط أنه في وجود SNPs، كان التحسن في مقاومة الانضغاط في حدود 10-14 ٪، بينما، في وجود SF، لوحظ 8-10 ٪ من التحسن مقارنة بالتحكم. ومع ذلك، أظهرت العينات المكشوفة في بيئة كربونية أن مقاومة الانضغاط للمزيج المدمج في عنصر التحكم و SF زادت، في حين أظهرت العينات المدمجة في SNP تحسنًا ضئيلًا. علاوة على ذلك، يُظهر المزيج المكشوف عن الكبريتات أن مقاومة الانضغاط تنخفض، ومع ذلك، أظهر المزيج المدمج في SNP أدنى انخفاض مقارنة بالخلطات الأخرى. لذلك، تظهر الدراسة أن المزيج المدمج في SNP له خصائص ميكانيكية أعلى ومتانة أكبر مقارنة بالخلطات الأخرى في بيئة قاسية.Translated Description (French)
Dans la présente étude, les propriétés mécaniques et de durabilité du mélange de béton à base de cendres volantes incorporées dans des nanoparticules de silice (SNP) ont été examinées après 365 jours d'exposition. Les doses d'AF remplacées par du ciment dans la présente étude étaient de 30 %, 40 % et 50 %, tandis que 3 % de SNP ont été ajoutés en fonction du poids du ciment dans le mélange incorporé à l'AF. Pour une comparaison des SNP avec la fumée de silice (SF), 6% de SF ont été ajoutés (en poids de ciment) et la coulée entière a été effectuée à un rapport eau/liant (p/b) constant de 0,29. Le présent travail est le prolongement d'une étude précédente dans laquelle les propriétés de durabilité des mêmes mélanges ont été rapportées jusqu'à 180 jours d'exposition. Les résultats de résistance à la compression montrent qu'en présence de SNP, l'amélioration de la résistance à la compression était de l'ordre de 10–14%, tandis qu'en présence de SF, 8–10% de l'amélioration a été observée par rapport au témoin. Cependant, les échantillons exposés dans un environnement de carbonatation ont montré que la résistance à la compression du mélange témoin et incorporé de SF augmentait, tandis que les échantillons incorporés de SNP montraient une amélioration négligeable. En outre, le mélange exposé aux sulfates montre que la résistance à la compression diminue, cependant, le mélange incorporé au SNP a montré la réduction la plus faible par rapport aux autres mélanges. Par conséquent, l'étude montre que le mélange incorporé dans SNP a des propriétés mécaniques plus élevées et une plus grande durabilité par rapport aux autres mélanges dans un environnement sévère.Translated Description (Spanish)
En el presente estudio, se examinaron las propiedades mecánicas y de durabilidad de la mezcla de concreto de nanopartículas de sílice (SNP) y cenizas volantes incorporadas (FA) después de 365 días de exposición. Las dosis de AF reemplazadas por cemento en el presente estudio fueron del 30%, 40% y 50%, mientras que se añadieron SNP al 3% por el peso de cemento en la mezcla incorporada de AF. Para una comparación de SNP con humo de sílice (SF), se añadió 6% de SF (por el peso del cemento) y toda la colada se realizó a una relación constante de agua a aglutinante (p/b) de 0.29. El presente trabajo es la extensión de un estudio previo en el que se informaron las propiedades de durabilidad de las mismas mezclas hasta 180 días de exposición. Los resultados de resistencia a la compresión muestran que en presencia de SNP, la mejora en la resistencia a la compresión estaba en el rango de 10–14%, mientras que, en presencia de SF, se observó 8–10% de la mejora en comparación con el control. Sin embargo, las muestras expuestas en un entorno de carbonatación mostraron que la resistencia a la compresión de la mezcla de control y SF incorporada aumentó, mientras que las muestras incorporadas a SNP mostraron una mejora insignificante. Además, la mezcla expuesta al sulfato muestra que la resistencia a la compresión disminuye, sin embargo, la mezcla incorporada a SNP mostró la reducción más baja en comparación con otras mezclas. Por lo tanto, el estudio muestra que la mezcla incorporada a SNP tiene propiedades mecánicas más altas y más durabilidad en comparación con otras mezclas en un entorno severo.Files
pdf.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1f71184c16947261e37eb6d1041121e7
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير جسيمات السيليكا النانوية على متانة خرسانة الرماد المتطاير
- Translated title (French)
- Impact des nanoparticules de silice sur la durabilité du béton de cendres volantes
- Translated title (Spanish)
- Impacto de las nanopartículas de sílice en la durabilidad del concreto de ceniza volante
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3162893943
- DOI
- 10.3389/fbuil.2021.665549
References
- https://openalex.org/W1943073986
- https://openalex.org/W1963841206
- https://openalex.org/W1975403901
- https://openalex.org/W1981053749
- https://openalex.org/W1984875995
- https://openalex.org/W1988629993
- https://openalex.org/W2002379717
- https://openalex.org/W2012890021
- https://openalex.org/W2019228106
- https://openalex.org/W2022742609
- https://openalex.org/W2023193366
- https://openalex.org/W2027349549
- https://openalex.org/W2027703831
- https://openalex.org/W2034353886
- https://openalex.org/W2038865665
- https://openalex.org/W2060983782
- https://openalex.org/W2067085074
- https://openalex.org/W2070432068
- https://openalex.org/W2071496835
- https://openalex.org/W2074374027
- https://openalex.org/W2082110530
- https://openalex.org/W2086114120
- https://openalex.org/W2092969522
- https://openalex.org/W2156901653
- https://openalex.org/W2316959651
- https://openalex.org/W2549043606
- https://openalex.org/W2588222289
- https://openalex.org/W2782046368
- https://openalex.org/W2895951624
- https://openalex.org/W2900094937
- https://openalex.org/W2943486746
- https://openalex.org/W3002362449
- https://openalex.org/W3011873421
- https://openalex.org/W3092106276
- https://openalex.org/W3125772268
- https://openalex.org/W4212861833
- https://openalex.org/W571765019
- https://openalex.org/W653328448
- https://openalex.org/W925671768
- https://openalex.org/W967863054