Strain-hardening alkali-activated fly ash/slag composites with ultra-high compressive strength and ultra-high tensile ductility

材料科学 复合材料 极限抗拉强度 抗压强度 粉煤灰 延展性(地球科学) 应变硬化指数 微观结构 磨细高炉矿渣 蠕动
作者
Jian-Cong Lao,Bo-Tao Huang,Yi Fang,Ling-Yu Xu,Jian‐Guo Dai,Surendra P. Shah
出处
期刊:Cement and Concrete Research [Elsevier BV]
卷期号:165: 107075-107075 被引量:135
标识
DOI:10.1016/j.cemconres.2022.107075
摘要

This study designed and developed strain-hardening alkali-activated fly ash/slag composites (SH-AAFSC) with both ultra-high compressive strength and ultra-high tensile ductility for the first time. The developed SH-AAFSC showed a compressive strength of 94.4–180.7 MPa and a tensile strain capacity of 8.1–9.9 %, which successfully pushed the performance envelope of alkali-activated materials. A multi-scale investigation was conducted to get an in-depth understanding of the obtained mechanical properties. Results showed that higher GGBS content increased the Ca/Si ratio of C(N)ASH, leading to a further refined microstructure with reduced porosity. As w/p ratio decreased from 0.27 to 0.22, the compressive strength significantly increased but the tensile ductility slightly decreased. Notably, a strong linear relationship was observed between fiber-bridging strength and the average elastic modulus of matrix obtained from nanoindentation. The study provided an avenue to produce SH-AAFSC towards ultra-high compressive strength and tensile ductility, which are promising for resilient and sustainable infrastructures.
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