Effect of simultaneous addition of Nano-silica, fly ash, and silica fume on the compressive strength of concrete

Other Title(s)

تأثير الإضافة المتزامنة لسيليكا النانو و الرماد المتطاير و دخان السيليكا على قوة الضغط للخرسانة

Dissertant

Wahib, Umar Salim

Thesis advisor

al-Lami, Muhammad Salman

University

Isra University

Faculty

Faculty of Engineering

Department

Engineering Project Management

University Country

Jordan

Degree

Master

Degree Date

2022

Arabic Abstract

أدى تطبيق تقنية النانو إلى تحسين العديد من المواد، من بينها مادة النانو سيليكا (2S).

لذلك، تم دراسة تأثير النانو سيليكا في هذا البحث.

تم صب 13 خلطة و إبناعهم لثلاث أوقات مختلفة 3 و 7 و 28 يوما.

تم تطبيق اختبار مقاومة الانضغاط على 117 عينة و تم تسجيل اختبار الهبوط 13 مرة.

أشارت النتائج إلى أن قوة الانضغاط تزداد مع زيادة محتوى النانو سيليكا و تعمل النانو سيليكا كمنشط لتعزيز العملية التفاعلية بين المواد الأسمنتية.

و مع ذلك، تم تطوير مقاومة الانضغاط ببطء عند وجود الرماد المتطاير في المزيج.

كانت أعلى و أدنى قيم مقاومة للانضغاط للخلطات الخرسانية في الخلطة 8 و الخلطة 1 على التوالي في جميع الأعمار الثلاثة المختلفة احتوى المزيج 8 على 1% نانو سيليكا و 5 دخان سيليكا، بينما احتوى المزيج 1 على 0.25 نانو سيليكا و 2 رماد متطاير.

يمكن أن تتفاعل خصائص دخان السيليكا بسرعة مع جزيئات الماء، و هذا يؤدي إلى تأثير إيجابي على قوة الانضغاط والخواص الميكانيكية الأخرى.

كانت أقل قيمة هبوط 46 مم لأعلى نسبة من السيليكا النانوية و الرماد المتطاير و دخان السيليكا لنتائج اختبار الركود.

على الرغم من وجود كميات كبيرة نسبيًا من المواد الدقيقة في جميع الخلطات، إلا أن هذا التأثير لم يكن واضحا في العمر المبكر للعينات (3) أيام).

كان أكثر وضوحا في سن 7 و 28 يوما كان لعينات دخان السيليكا تباين منخفض في 7 أيام مع 1% نانو سيليكا.

يُعزى ذلك إلى أعلى نسبة من النانو سيليكا التي يمكنها ملء الفراغات و التفاعل بشكل أسرع من جزيئات دخان السيليكا.

يوصي هذا العمل التجريبي باستخدام النانو سيليكا مع أبخرة السيليكا بدلاً من الرماد المتطاير.

يمكن أن توفر هاتان المادتان أفضل مقاومة ضغط في وقت قصير.

English Abstract

Applying nano technology has driven the enhancement of many materials, one of which is nano-silica (nS).

Therefore, the effect of nano-silica was investigated in this research.

13 mixes were cast and cured for three different ages 3, 7, and 28 days.

A compressive strength test was applied on 117 specimens and a slump test was recorded 13 times.

The results indicated that the compressive strength increases as nano-silica content increases and the nano-silica serves as an activator to promote the process of hydration.

However, the compressive strength was slowly developed when fly ash existed in the mix.

The highest and lowest compressive strength values obtained for the concrete mixes were in mix 8 and mix1, respectively at all 3 different ages.

Mix 8 contained 1% nano-silica and 5% silica fume, while mix 1 contained 0.25% nano-silica and 2% fly ash.

Silica fume properties can react fast with water molecules, and This leads to a positive effect on compressive strength and other mechanical properties.

The lowest slump value (46 mm) was for the highest percentage of nano-silica, fly ash, and silica fume for slump test results.

Despite the presence of relatively large quantities of fine materials in all mixtures, this effect was not apparent in the early age of the specimens (3 days).

It was most evident at the age of 7 and 28 days.

Silica fume specimens had low variation at 7 days with 1% nano-silica.

This is attributed to the highest percentage of nano-silica that can fill voids and react faster than silica fume particles then interrupting it.

This experimental work recommends to use nano-silica with silica fume rather than fly ash.

These two materials can provide the best compressive strength in a short time.

Main Subjects

Civil Engineering

No. of Pages

53

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-1429124