En raison de l’urbanisation et de l’industrialisation continues, le secteur de la construction est en plein essor dans de nombreux pays du monde, de la Chine aux États-Unis, de la Corée du Sud à l'Australie. Avec l'augmentation du rythme des activités de construction, vient la demande accrue de production et d’utilisation de béton. La fumée de silice présente un matériau pouzzolanique couramment ajouté au béton pour améliorer sa durabilité et ses propriétés mécaniques.
Aujourd'hui, chez Henan Superior Abrasives Import & Société d'exportation, Ltd, nous allons examiner de près l'effet de la fumée de silice sur les propriétés du béton.
Comment la fumée de silice modifie-t-elle les propriétés du béton?
Afin de comprendre l'effet de la fumée de silice sur les propriétés du béton, il est nécessaire de jeter un œil à la réaction chimique qui se produit une fois que la fumée de silice est ajoutée au mélange.
Lorsqu'il est ajouté au béton, la fumée de silice reste inerte pendant un certain temps. Alors, lorsque l'eau commence à réagir avec le ciment dans le processus appelé « hydratation »," La réaction chimique donne naissance à deux composés importants:
- Silicate de calcium hydraté, ou C-S-H. C'est le composé cristallin qui donne au ciment sa résistance supplémentaire..
- Hydroxyde de calcium, ou CH. C'est le sous-produit de la réaction, qui agit comme un enduit et remplit les vides du béton.
Lorsqu'une réaction pouzzolanique se produit entre la fumée de silice et l'hydroxyde de calcium produit, des composés C-S-H supplémentaires sont créés. Ces composés comblent efficacement les vides entourant les particules de ciment hydraté, créer une matrice plus dense. Par conséquent, le béton développe mieux la compression, en flexion, et propriétés de résistance au bang.
L'effet de la fumée de silice sur les propriétés du béton: Résultats de recherche
La fumée de silice de micro-remplissage est couramment utilisée comme matériau cimentaire supplémentaire. Comme décrit précédemment, lorsqu'il est ajouté au béton, il remplit ses vides, améliorant ainsi ses performances.
Diverses recherches ont été menées, favorisant les propriétés améliorées du béton lors de l'ajout de fumée de silice. Ci-dessous, nous allons résumer les résultats du récent document de recherche de S. Jagan et T.. R.. Néelakantan, qui a jeté un coup d'œil sur "Effet de la fumée de silice sur les propriétés de durcissement et de durabilité du béton.”
Maniabilité
La valeur d'affaissement du béton est utilisée pour mesurer la consistance du béton fraîchement fabriqué avant sa prise., indiquant sa maniabilité et la facilité avec laquelle le béton s'écoule. Des valeurs d'affaissement plus faibles dans les mélanges traditionnels signifient généralement que le béton est de meilleure qualité et vice versa..
L'étude d'ouvrabilité du béton de qualité M40 a été réalisée avec l'utilisation de différents pourcentages de remplacement de fumée de silice., allant de 0% à 15%. Les résultats démontrent que la valeur d'affaissement diminue avec l'augmentation du pourcentage de fumée de silice.. Cela peut s'expliquer par le fait que des proportions plus élevées de fumée de silice ont tendance à absorber plus d'eau en raison de l'augmentation de la surface des particules de fumée de silice.. En tant que tel, l'ajout de fumée de silice au béton peut réduire considérablement sa valeur d'affaissement et sa maniabilité.
Résistance à la compression
L'étude a également examiné l'effet de l'ajout de fumée de silice sur la résistance à la compression de deux qualités de béton.: M25 et M40. Globalement, la résistance à la compression du béton s'est améliorée avec le pourcentage plus élevé de fumée de silice ajoutée, augmentant avec le temps.
Par exemple, quand 15% de la fumée de silice a été ajoutée au béton M25, la résistance à la compression a été mesurée à 26.56 MPa et 39.14 MPa à 7 et 28 jours respectivement. L'amélioration maximale de la résistance a été observée à 14 journées, mesure 14.68%, ainsi qu'à 90 journées, mesure 13.62%.
De la même manière, pour le béton de qualité M40, la résistance à la compression a été mesurée à 36.14 MPa à 7 journées, et 55.21 MPa – à 28 journées. L'amélioration maximale de la résistance à la compression était 13.01% à 14 jours et 12.19% à 90 journées.
Les résultats peuvent s’expliquer par l’augmentation continue de la finesse des particules de fumée de silice.. Alors que la surface totale des particules augmente, ils remplissent plus efficacement les vides du mélange de béton, conduisant à la formation d’une structure plus serrée. Porosité réduite, à son tour, signifie une résistance améliorée de l’ensemble du mélange.
Il convient de noter que l’amélioration de la résistance à la compression n’est pas linéaire au-delà 28 journées. Ceci peut s'expliquer par le fait qu'un produit inhibiteur se forme après 28 journées, ce qui empêche la réaction chimique ultérieure de la fumée de silice. en outre, avec le temps, l'activité pouzzolanique des fumées de silice diminue, réduisant ainsi l'amélioration de la résistance du béton après 28 journées.
Module d'élasticité
Typiquement, des valeurs plus élevées de module élastique se traduisent par une rigidité accrue du matériau. En tant que tel, un béton à haute performance aura un module d'élasticité plus élevé qu'un béton à résistance normale. Comprendre l'effet de la fumée de silice sur le module élastique du béton peut fournir des informations précieuses sur les propriétés et les applications de différents mélanges de béton..
L'étude a révélé que pour les qualités de béton M25 et M40, le module d'élasticité augmente avec la proportion accrue de fumée de silice. L'amélioration maximale a été observée à 90 jours avec 15% remplacement des fumées de silice, mesure 7.06% pour béton de qualité M25, et 6.29% pour béton M40.
Cela peut s'expliquer par le fait que la fumée de silice micro-filler remplit les vides du béton et forme une structure très compacte.. Au chargement, la charge se transfère de grain à grain, conduisant à une augmentation du taux de tension et de stress, augmentant ainsi le module élastique du béton.
Rétrécissement autogène
La valeur de retrait autogène décrit la réduction uniforme de l'humidité interne résultant de l'hydratation du ciment.. Ce retrait autogène contribue largement à la fissuration du béton lorsque le rapport eau/ciment est inférieur à 0.4.
L'étude a révélé que le taux de déformation par retrait augmente dans les qualités de béton M25 et M40 à mesure que le pourcentage de fumée de silice augmente.. Le béton de qualité M40 a démontré un taux de retrait autogène plus élevé., par rapport au grade M25.
En tant que tel, augmenter le pourcentage de fumée de silice augmente le taux de retrait du béton. Des proportions plus élevées de fumée de silice comblent les vides de la pâte de ciment et augmentent sa contrainte interne. Ce, à son tour, conduit à une expansion supplémentaire de la matrice cimentaire, ce qui peut provoquer des microfissures dans le béton et nuire à sa durabilité.
Attaque acide
Couramment utilisé pour les applications marines, le béton doit démontrer une résistance raisonnable aux acides et aux sels.
Pour les deux qualités de béton, la résistance maximale à la pénétration des acides a été observée à 15% remplacement des fumées de silice. Lors d'une augmentation du pourcentage de fumée de silice, la résistance à la pénétration des acides a également été augmentée. Ce, encore, peut s'expliquer par la capacité de remplissage des pores de la fumée de silice. En comblant les vides du béton, il est capable de lutter contre la pénétration d'acides nocifs. en outre, Le SiO2 trouvé dans la fumée de silice réagit avec le Ca(OH)2, formant un gel C-S-H imperméable. Ce gel contribue significativement à la réduction des effets néfastes de l'attaque acide, et, ainsi, améliore la durabilité du béton.
Derniers mots
Globalement, l'étude de l'effet de l'ajout de différents pourcentages de fumée de silice a conclu l'effet suivant de la fumée de silice sur les propriétés du béton:
- Maniabilité. Un pourcentage plus élevé de fumée de silice diminue la maniabilité du béton.
- Résistance à la compression. Un pourcentage plus élevé de fumée de silice augmente la résistance à la compression du béton.
- Module d'élasticité. L'ajout de fumée de silice augmente le module élastique du béton, même si aucune variation significative n'a été observée entre les différents pourcentages de fumée de silice ajoutée.
- Retrait autogène. Higher percentage of silica fume increases the autogenous shrinkage of the concrete.
- Acid attack. Higher percentage of silica fume increases the concrete’s resistance to acid attack.
This demonstrates that silica fume rightfully deserves its place in the manufacture of concrete. By augmenting the mechanical properties of various grades of concrete, silica fume can improve its strength and durability, expanding its potential applications in the construction industry.
To take advantage of the improved concrete properties associated with the application of silica fume, it is important to find a trusted silica fume supplier. Chez Henan Superior Abrasives Import & Société d'exportation, Ltd, we offer various types of high-quality densified and undensified silica fume. Shop for silica fume now.
