This study investigated workability, water absorption, and drying shrinkage performances of the synergy of iron filing (IF) with silica fume (SF) in the ordinary Portland (OPC) cement paste. IF varied from 0 to 15wt. % while SF was kept constant at 10wt % of the binder. The finding revealed that at low water/binder (w/b) ratio of 0.25, the synergistic effects of the combination of IF and SF reduced the workability and shrinkage of the paste exponentially but increased water absorption. Besides, an increase in absorption was due to non-absorbent nature of IF and proliferation of interfacial transition zones (ITZ) within the matrix while addition of SF caused the increase in pore tortuosity through secondary pozzolanic reaction accompanied by its micro-filling effects. Moreover, bond characterization showed that drying shrinkage reduction was due to IF retention of evaporable water within the matrix, and the removal of hydroxyl precipitated together with an improved polymerized units of silicate. Scanning electron micrograph indicated the improvement in the microstructural density due to the formation of CASH or CSH and restriction of internal strain deformation due to the formation of Fe-infused product (CAFSH). The least shrinkage value was observed at the IF substitution level of 15% with the SF of 10%. Therefore, synergistic effects of SF and IF could enhance production of more durable concrete more especially in the hot weather climate.

В этом исследовании изучались обрабатываемость, водопоглощение и усадочные характеристики сухих железных опилок (IF) с кремнеземным дымом (SF) в обычной Портландцементной пасте (OPC). Результаты исследования показали, что при низком соотношении вода/связующее (w/b), равном 0,25, синергетические эффекты комбинации IF и SF снижают обрабатываемость и усадку пасты экспоненциально, но увеличивают водопоглощение. Кроме того, увеличение поглощения было обусловлено непоглощающей природой Иф и пролиферацией межфазных переходных зон (ИТЗ) внутри матрицы, в то время как добавление SF вызывало увеличение извитости пор за счет вторичной пуццолановой реакции, сопровождающейся ее микронаполняющими эффектами. Кроме того, характеристика связей показала, что уменьшение усадки при сушке происходило за счет удержания испаряемой воды внутри матрицы и удаления осажденного гидроксила вместе с улучшенными полимеризованными звеньями силиката. Сканирующая электронная микрофотография указала на улучшение микроструктурной плотности за счет образования наличных CSH и ограничение внутренней деформации за счет образования Fe-инфузированного продукта (CAFSH). Наименьшее значение усадки наблюдалось при уровне замещения IF 15% при SF 10%. Таким образом, синергетические эффекты SF и IF могли бы увеличить производство более прочного бетона.

• 1. Introduction
• 2. Materials and Methods
  • 2.1. Materials
  • 2.2. Research Methodology
    • 2.2.1. Microstructural and Fourier infrared spectroscopic analyses
    • 2.2.2. Mix proportion
    • 2.2.3. Mixing of the specimen
  • 2.3. Evaluation methods
    • 2.3.1 Workability
    • 2.3.2. Water absorption
    • 2.3.3. Drying shrinkage
• 3. Results and Discussions
  • 3.1. Raw materials physical properties and material characterization
  • 3.2. Water absorption
  • 3.3. Drying shrinkage
    • 3.3.1. Impact of iron-filing on paste shrinkage
    • 3.3.2. Impact of silica fume and iron-filing on shrinkage characteristics
• 4. Conclusions
• 5. Acknowledgement

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 7 (91), 2019. — 1 файл (15,1 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-90.pdf>.