ResumoWhen added to concrete in appropriate content, silica fume may provide an increase in the mechanical strength of the material due to its high pozzolanic reactivity. In addition to the chemical contribution, physical changes can also be observed in concretes with silica fume due to an improvement in the particle packing of the paste. This is a result of their small size spherical particles, which fill the voids between the larger cement grains. However, it is necessary to properly establish the cement replacement content by silica fume, because at high amounts, which exceed the volume of voids between the cement particles, silica fume can promote the loosening of these particles. Thus, instead of filling the voids and increasing the packing density, the addition of silica fume will increase the volume of voids, decreasing the solid concentration. Consequently, this will impair the properties of the concrete. The objective of this paper is to use a particle packing analytical model, the CPM (Compressible Packing Model), to verify the maximum packing density of cement and silica fume, which could be associated with the silica fume optimum content in pastes. The ideal content of silica fume in pastes, mortars and concretes is usually experimentally determined. However, a theoretical study to contrast experimental data may help understanding the behaviour of silica fume in mixes. Theoretical results show maximum amounts of silica fume in the order of 18 to 20% of the cement weight, which is high considering recommendations on literature of 15%. Nevertheless, the packing model does not consider the effect of silica fume high specific surface on the agglomeration of particles or water demand. Hence, the packing density predicted by this model cannot be used as the single parameter in determining the optimum amount of silica fume in pastes.Keywords: silica fume; packing of fine particles; wet packing; analytical model; CPM.Pela sua pozolanicidade e alta reatividade, a sílica ativa, quando adicionada ao concreto em porcentagens adequadas, pode proporcionar um aumento na resistência mecânica do material. Além da contribuição química, alterações físicas no concreto com sílica ativa também são observadas pela melhora no empacotamento de partículas na pasta, resultado de suas pequenas partículas esféricas que preenchem os vazios entre os grãos de cimento, de maior tamanho. Para tanto, é necessário prever o teor de substituição adequadamente, pois em teores muito elevados, que superem o volume de vazios entre as partículas de cimento, a sílica pode promover o afastamento destas partículas. Assim, ao invés de preencher os vazios e aumentar a densidade de empacotamento, a adição de sílica irá aumentar o volume de vazios, diminuindo a concentração de sólidos na pasta e, consequentemente, prejudicando as propriedades do concreto. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é utilizar um modelo analítico de empacotamento de partículas, o CPM (do inglês Compressible Packing Model), para verificar a densidade de empacotame...

RESUMO O “arranjo seco” de um composto cimentício pode ser definido como a relação mássica ou volumétrica entre os materiais secos que o constitui. Por meio da fixação da espécie de material componente deste arranjo e do processo de produção do composto cimentício, é possível analisar de forma mais clara o processo de dosagem de um composto cimentício qualquer. Para analisar o comportamento destes compostos pelas mudanças nas quantidades volumétricas dos seus componentes, tem-se os modelos básicos de empacotamento de partículas, como é o caso do Modelo de Empacotamento de Funk e Dinger. O presente artigo tem como finalidade analisar as propriedades no estado fresco (índice de consistência) e endurecido (absorção de água, massa específica e resistência à compressão axial) das argamassas produzidas a partir do modelo de empacotamento de partículas de Funk e Dinger. Neste modelo, as partículas de cimento foram consideradas como parte do “arranjo seco” (agregados), transformando em “matriz” (ou agente de separação) somente o volume de água, facilitando desta forma a definição do consumo de cimento. Os resultados demonstraram que é possível alcançar, pela alteração da quantidade volumétrica dos componentes, uma redução do consumo de cimento de aproximadamente 32% e ao mesmo tempo alcançar um aumento da resistência à compressão axial de aproximadamente 59%, juntamente com a redução da absorção e o aumento da massa especifica dos corpos de prova. Contudo, foi verificado um decréscimo significativo na trabalhabilidade das argamassas produzidas.