Hiệu ứng cường độ bột silic

Mặc dù xi măng nguyên chất có thể được sử dụng để tạo HPC với cường độ nén lên tới 100 MPa, nhưng nó dễ dàng hơn nhiều khi sử dụng silica fume. Đối với việc chuẩn bị bê tông có cường độ trên 100 MPa, việc sử dụng bột silicon là gần như không thể thiếu. Bột silicon được sử dụng trong cả bê tông làm vật liệu độn và vật liệu pozzolanic. Việc sử dụng bột silicon làm giảm đáng kể kích thước lỗ rỗng trong bùn ngậm nước và cải thiện sự phân bố kích thước lỗ chân lông, do đó làm tăng sức mạnh và giảm độ thấm. Ví dụ, kết quả nghiên cứu chỉ ra (CEB2FIP1988) rằng để có được cường độ bê tông 70 MPa, tỷ lệ giữa nước và chất kết dính là 0,35 là cần thiết cho ứng dụng xi măng nguyên chất và tỷ lệ kết dính nước là 0,5 khi thêm 8% bột silicon. Vì các hạt bột silica rất mịn, chúng có thể phản ứng trong vài giờ rất sớm. Theo Carette và Malhotra 1992), sự đóng góp của silica fume vào cường độ bê tông chủ yếu là trước 28 ngày. Do đó, về mặt tăng trưởng cường độ dài hạn, người ta thường cho rằng bê tông silica fume không tốt bằng bê tông xi măng nguyên chất hoặc bê tông tro bay. Các thử nghiệm về sức mạnh của sức mạnh NSC bằng bột silicon được trích dẫn bởi Almad (1994) cho thấy sự gia tăng lượng bột silica dẫn đến giảm sự phát triển cường độ tương đối sớm, cũng được tìm thấy trong Sandvik 1992 trong bê tông 65 MPa.

Tuy nhiên, mặc dù sự phát triển cường độ tương đối sớm của bê tông silica fume ở cùng tỷ lệ nước-chất kết dính chậm hơn so với bê tông xi măng nguyên chất, cường độ được cải thiện đáng kể bằng cách thêm bột silic và cường độ tuyệt đối của bê tông silica cao hơn bê tông xi măng nguyên chất. Mặt khác, kinh nghiệm đã chỉ ra rằng sự phát triển sức mạnh ban đầu của HPC nhanh hơn NSC. Mặc dù thời gian thiết lập của HPC có thể bị chậm một chút, quá trình hydrat hóa sau khi đông máu sẽ được tăng tốc đáng kể nhờ chất siêu dẻo và bột silicon. Kết quả thường là sức mạnh phát triển rất nhanh sau khi đông máu.

Đối với một số mẫu bê tông silica fume có tỷ lệ nước-chất kết dính rất thấp được sấy khô hoặc xử lý trong không khí, có một báo cáo về độ co rút cường độ nén (De Larrard và Aiticin 1993). Sự giảm sức mạnh này thường xảy ra sau 90 ngày tuổi và thường được coi là do tự khô và nứt bên trong. Tuy nhiên, các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thực địa của nhiều nhà nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng sức mạnh muộn của HPC không bị giảm. Ví dụ, tất cả các kết quả thử nghiệm khoan lõi từ 3 tháng đến 3 năm từ 6 HPC khác nhau cho thấy sức mạnh của chúng đang tăng lên. Tất nhiên, so với NSC, HPC có tiềm năng nhỏ để tăng trưởng sức mạnh dài hạn.