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Simulation of silica fume blended cement hydration
Abstract A model is proposed in this paper to simulate silica fume (SF) blended cement hydration based on the kinetics, stoichiometry and physical chemistry of cement hydration and pozzolanic reaction. The pozzolanic reaction degree, volume fraction of hydration products, capillary porosity and gel porosity can be obtained from model simulation. By using proper amount of silica fume replacement, the microstructure of silica fume blended cement paste is improved since the volume fraction of C-S-H gel is increased, Ca(OH)2 content and capillary porosity are decreased due to pozzolanic reaction compared with ordinary Portland cement (OPC) paste. The effects of silica fume particle size, glass phase content and the percentage of silica fume replacement on pozzolanic reaction degree, volume fraction of hydration products, and capillary porosity are simulated. The simulation results show that finer silica fume particles with higher glass phase content (GP) are of higher reactivity. There is an optimum silica fume replacement; extra silica fume only acts as inert filler because there is no enough Ca(OH)2 from cement hydration to react with it pozzolanically.
Résumé Le modèle proposé dans cet article simule l'hydratation de ciment mélangé à de la fumée de silice et est basé sur la cinétique, la stoichiométrie et la physico-chimie de l'hydratation du ciment et la réaction pozzolanique. Le degré de réaction pozzolanique, la fraction volumique des produits de l'hydratation, la porosité capillaire et la porosité de gel peuvent être obtenues par un modèle de simulation. En utilisant la bonne quantité de remplacement de fumée de silice, la microstructure de la fumée de silice mélangée à la pâte de ciment est améliorée étant donné que la fraction volumique du gel C-S-H augmente, que le taux de Ca(OH)2 et la porosité capillaire décroissent en raison de la réaction pozzolanique lorsque l'on compare avec une pâte de ciment à base de Portland ordinaire (OPC). Les effets de la taille des particules de fumée de silice, le contenu de la phase de verre et le pourcentage de remplacement de fumée de silice sur le degré de réaction pozzolanique, la fraction volumique des produits d'hydratation et la porosité capillaire sont simulés. Les résultats de cette simulation montrent que de plus fines particules de fumée de silice avec une plus grande quantité de phase de verre (GP) sont de forte réactivité. Il existe un remplacement de fumée de silice optimal; de la fumée de silice en plus ne sert que de filler inerte car il n'y a pas assez de Ca(OH)2 à partir de l'hydratation du ciment pour provoquer une réaction pozzolanique
Simulation of silica fume blended cement hydration
Abstract A model is proposed in this paper to simulate silica fume (SF) blended cement hydration based on the kinetics, stoichiometry and physical chemistry of cement hydration and pozzolanic reaction. The pozzolanic reaction degree, volume fraction of hydration products, capillary porosity and gel porosity can be obtained from model simulation. By using proper amount of silica fume replacement, the microstructure of silica fume blended cement paste is improved since the volume fraction of C-S-H gel is increased, Ca(OH)2 content and capillary porosity are decreased due to pozzolanic reaction compared with ordinary Portland cement (OPC) paste. The effects of silica fume particle size, glass phase content and the percentage of silica fume replacement on pozzolanic reaction degree, volume fraction of hydration products, and capillary porosity are simulated. The simulation results show that finer silica fume particles with higher glass phase content (GP) are of higher reactivity. There is an optimum silica fume replacement; extra silica fume only acts as inert filler because there is no enough Ca(OH)2 from cement hydration to react with it pozzolanically.
Résumé Le modèle proposé dans cet article simule l'hydratation de ciment mélangé à de la fumée de silice et est basé sur la cinétique, la stoichiométrie et la physico-chimie de l'hydratation du ciment et la réaction pozzolanique. Le degré de réaction pozzolanique, la fraction volumique des produits de l'hydratation, la porosité capillaire et la porosité de gel peuvent être obtenues par un modèle de simulation. En utilisant la bonne quantité de remplacement de fumée de silice, la microstructure de la fumée de silice mélangée à la pâte de ciment est améliorée étant donné que la fraction volumique du gel C-S-H augmente, que le taux de Ca(OH)2 et la porosité capillaire décroissent en raison de la réaction pozzolanique lorsque l'on compare avec une pâte de ciment à base de Portland ordinaire (OPC). Les effets de la taille des particules de fumée de silice, le contenu de la phase de verre et le pourcentage de remplacement de fumée de silice sur le degré de réaction pozzolanique, la fraction volumique des produits d'hydratation et la porosité capillaire sont simulés. Les résultats de cette simulation montrent que de plus fines particules de fumée de silice avec une plus grande quantité de phase de verre (GP) sont de forte réactivité. Il existe un remplacement de fumée de silice optimal; de la fumée de silice en plus ne sert que de filler inerte car il n'y a pas assez de Ca(OH)2 à partir de l'hydratation du ciment pour provoquer une réaction pozzolanique
Simulation of silica fume blended cement hydration
Yajun, J. (author) / Cahyadi, J. H. (author)
Materials and Structures ; 37 ; 397-404
2004-07-01
8 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Simulation of silica fume blended cement hydration
| Online Contents | 2004
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Hydration Process of Portland Cement Blended with Silica Fume
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