Eco-friendly concrete pavers made with Silica Fume and Nanosilica Additions

The present research analyzes the influence of the use of silica fume and nanosilica particles as a partial substitute of cement on the physical-mechanical properties of concrete pavers. For this purpose, silica fume was replaced with rates of 5%, 10%, and 15%, and nanosilica in percentages of 1%, 1...

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Автор: Alvansaz, Mohammad Farid (author)
Інші автори: Arévalo Arico, Byron (author), Arévalo Arico, Julio (author)
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Мова:spa
Опубліковано: 2022
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Adoquines de Hormigón Eco-Amigables Fabricados con la Incorporación de una Mezcla de Micro-Nano Sílice
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description The present research analyzes the influence of the use of silica fume and nanosilica particles as a partial substitute of cement on the physical-mechanical properties of concrete pavers. For this purpose, silica fume was replaced with rates of 5%, 10%, and 15%, and nanosilica in percentages of 1%, 1.5% and 3% by cement weight, and in a final stage a combination of both materials with percentages of the optimal results obtained for each one. The use of 15% of silica fume, 3% nanosilica and the combination of both materials, resulted in an increase in compressive strength by 28%, 12% and 23%, respectively in comparison with the control mix. In addition, it was understood that the simultaneous  use of these materials positively influences the qualities of concrete as well as its single use. The concrete pavers with optimal percentages and their combination, subjected to the tests established in the NTE INEN 3040: 2016 standard, obtained very satisfactory results. Finally, it was concluded that the additions of silica fume and nanosilica particles in substitution of cement, allows to obtain concrete pavers with better performance both for mechanical resistance and durability and constitute a viable alternative for the manufacture of a new type of concrete pavers that contributes to reuse of alternative materials, by-products of industrial processes, generating an environmental benefit.
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spelling Eco-friendly concrete pavers made with Silica Fume and Nanosilica AdditionsAdoquines de Hormigón Eco-Amigables Fabricados con la Incorporación de una Mezcla de Micro-Nano SíliceAlvansaz, Mohammad FaridArévalo Arico, Byron Arévalo Arico, Julio Adoquines de HormigónEco-amigableMicrosíliceNanosíliceMezcla Micro-Nano SíliceSustituciónPorcentaje óptimoPropiedades físico-mecánicasDurabilidadConcrete PaversEco-friendlySilica FumeNanosilicaReplacementPhysical-mechanical propertiesDurabilityThe present research analyzes the influence of the use of silica fume and nanosilica particles as a partial substitute of cement on the physical-mechanical properties of concrete pavers. For this purpose, silica fume was replaced with rates of 5%, 10%, and 15%, and nanosilica in percentages of 1%, 1.5% and 3% by cement weight, and in a final stage a combination of both materials with percentages of the optimal results obtained for each one. The use of 15% of silica fume, 3% nanosilica and the combination of both materials, resulted in an increase in compressive strength by 28%, 12% and 23%, respectively in comparison with the control mix. In addition, it was understood that the simultaneous  use of these materials positively influences the qualities of concrete as well as its single use. The concrete pavers with optimal percentages and their combination, subjected to the tests established in the NTE INEN 3040: 2016 standard, obtained very satisfactory results. Finally, it was concluded that the additions of silica fume and nanosilica particles in substitution of cement, allows to obtain concrete pavers with better performance both for mechanical resistance and durability and constitute a viable alternative for the manufacture of a new type of concrete pavers that contributes to reuse of alternative materials, by-products of industrial processes, generating an environmental benefit.En el presente estudio se utilizó micro y nano partículas de sílice en la fabricación de adoquines de hormigón como sustituto parcial del cemento, lo que contribuye directamente en la disminución del consumo energético, así como la reducción de la emisión de gases como el CO2 generados en la descarbonización de la piedra caliza durante el proceso de clinkerización, los cuales agravan el efecto invernadero. El objetivo principal de esta investigación es establecer la influencia de la mezcla de micro-nano partículas de sílice en las propiedades físico-mecánicas del adoquín de hormigón. Para este estudio, se reemplazó el microsílice por cemento, con tasas de reemplazo de 5%, 10%, y 15% (al peso) y de nanosílice en porcentajes de 1%, 1.5% y 3% (al peso). La prueba de resistencia a la compresión a los 28 días mostró que los adoquines con un reemplazo del 15% de microsílice y 3% de nanosílice aumentaron su resistencia en un 28% y 12%, respectivamente en comparación con mezcla de control. Por último, se realizaron dos mezclas mix (combinación de nano y microsílice) con los porcentajes óptimos encontrados anteriormente (15% microsílice + 3% nanosílice) y una con menores valores de remplazo (7.5% microsílice + 2% nanosílice), con el fin de obtener la mejor combinación, en cuanto a resistencia. La prueba de resistencia a la compresión a los 28 días mostró que la mezcla mix, con un reemplazo del 15% de microsílice y 3% de nanosílice aumentó dicha resistencia en alrededor del 23%, en comparación con mezcla de control. La última fase de la investigación consistió en someter a los especímenes óptimos a los ensayos especificados en la norma técnica ecuatoriana para adoquines prefabricados de hormigón NTE INEN 3040: 2016, de los cuales se obtuvieron resultados muy satisfactorios. Finalmente se concluyó que las adiciones de nano y micro partículas de sílice en sustitución de cemento, permiten obtener adoquines con mejores desempeños tanto por resistencias mecánicas como por durabilidad y constituyen una alternativa viable para la fabricación de un nuevo tipo de adoquín que contribuya a la reutilización de materiales alternativos, subproductos de procesos industriales, generando un beneficio ambiental.Universidad Central del Ecuador2022-06-13info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdftext/htmlhttps://revistadigital.uce.edu.ec/index.php/INGENIO/article/view/378410.29166/ingenio.v5i1.3784INGENIO; Vol. 5 No. 1 (2022): Applied Technology and Organizational Innovation; 34-42INGENIO; Vol. 5 Núm. 1 (2022): Tecnología Aplicada e Innovación Organizacional; 34-422697-32432588-0829reponame:Revista Ingenioinstname:Universidad Central del Ecuadorinstacron:UCEspahttps://revistadigital.uce.edu.ec/index.php/INGENIO/article/view/3784/4682https://revistadigital.uce.edu.ec/index.php/INGENIO/article/view/3784/4683Derechos de autor 2022 Mohammafarid Alvansaz, Byron Arévalo Arico, Julio Arévalo Aricohttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccess2025-07-18T16:41:39Zoai:revistadigital.uce.edu.ec:article/3784Portal de revistashttps://revistadigital.uce.edu.ec/Universidad públicahttps://uce.edu.ec/**Ecuador*2697-32432588-0829opendoar:02025-07-18T16:41:39Revista Ingenio - Universidad Central del Ecuadorfalse
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