Performance and durability of eco-self-compacting concrete using recycled aggregates and cementitious additives // Performance et durabilité d’un éco-béton autoplaçant en utilisant les granulats recyclés et les ajouts cimentaires

Abstract

This project aims to produce a high quality, low-cost, environmentally friendly self-compacting concrete (Eco-SCC). To achieve this, five Eco-SCC mixtures were developed by reducing the cement content by 35 % and replacing it with limestone filler. Recycled aggregates were then added at proportions of 0, 25, 50, 75, and 100 percentage, with 50 % identified as the maximum ratio meeting the standards for self-compacting concrete. Subsequently, the limestone filler was partially replaced with fine natural pozzolan in increments of 20 %, ranging from 0 to 100 %. The Eco- self-compacting concrete fresh-state performance was examined using the slump test, J-ring test, flow time test, V-funnel test, L-box test, and sieve stability test. Physical factors such as absorption, sclerometer resistance, porosity, and ultrasonic readings were also investigated . Compressive strength was assessed at 7, 28, 90, 120, and 180 days. Regarding durability, chemical attack by HCl and H2SO4 acids was assessed in the short and long term. The results show that concrete containing 50% recycled aggregates is the optimal solution to meet ECO-SSC standards and environmental requirements. Replacing limestone filler with 60% and 80% fine natural pozzolans corresponding to C8 and C9 yielded strength development rates at 180 days that were approximately 10% and 15%, respectively, compared with the C1 control concrete. These results are favorable for an environmentally friendly self-compacting concrete, both in terms of physical and mechanical qualities in the fresh state. A good correlation was observed between compressive strength in destructive and non-destructive testing. For durability, the mass loss of Eco-SSC C10 is 29% lower than that of Eco-SSC C3 during long-term immersion in 3% H2SO4, and for HCl, the mass loss of Eco-SSC C10 is 18% lower than that of Eco-SSC C3 during long-term immersion.

Ce projet vise à produire un béton autoplaçant écologique, de qualité supérieure et à moindre coût. Cinq combinaisons de béton autoplaçant écologique ont été formulées pour atteindre cet objectif, en réduisant la teneur en ciment de 35 % et en le remplaçant par du calcaire fin. Dans un premier temps, des proportions croissantes de graviers de béton ont été incorporées à 0, 25, 50, 75 et 100 %. Le ratio de 50 % était la valeur maximale répondant aux critères requis pour un béton autoplaçant. Dans un deuxième temps, du calcaire fin a été remplacé par de la pouzzolane naturelle fine par incréments de 20 %, allant de 0 à 100 %. Les performances de l'Eco-BAP à l'état frais ont été évaluées par les tests suivants: essai d'affaissement, test de l'anneau en J, essai du temps d'écoulement, essai de l'entonnoir en V, essai de la boîte en L et essai de stabilité au tamis. Les paramètres physiques d'absorption, la résistance au scléromètre, de porosité et les mesures ultrasonores ont également été évalués. La résistance à la compression a été évaluée à 7, 28, 90, 120 et 180 jours. Concernant la durabilité les attaques chimiques des acides HCl et H2SO4 sont évaluées à court et à long terme. Les résultats montrent qu'un béton contenant 50 % de granulats recyclés constitue la solution optimale pour satisfaire aux normes ECO-BAP et aux exigences environnementales. Le remplacement du calcaire fin par 60 % et 80 % de pouzzolanes naturelles fines correspondant au C8 et C9 a donné des taux de développement à 180 jours qui étaient respectivement environ 10% et 15% par rapport au béton témoin C1, ces résultats sont favorables pour un béton autoplaçant écologique, tant au niveau des qualités physiques que mécaniques à l'état frais. Une bonne corrélation a été observée entre la résistance à la compression essai destructif et essai non destructif. Pour la durabilité en enregistre La perte de masse de Eco-BAP C10 est inférieure de 29% à celle de l’Eco-BAP C3 à long terme d’immersion dans 3% H2SO4 et pour HCl, la perte de masse de Eco-BAP C10 est inférieure à 18% à celle de l’Eco-BAP C3 à long terme.

يهدف هذا المشروع إلى إنتاج خرسانة ذاتية التسوية عالية الجودة ومنخفضة التكلفة وصديقة للبيئة. وقد صُممت خمس تركيبات من الخرسانة ذاتية التسوية الصديقة للبيئة لتحقيق هذا الهدف من خلال تقليل محتوى الأسمنت بنسبة 35% واستبداله بالحجر الجيري الناعم. أولاً، تم دمج نسب متزايدة من حصى الخرسانة المُعاد تدويره بنسبة 0، 25، 50، 75، و100 .%وكانت نسبة 50% هي القيمة القصوى التي تلبي المعايير المطلوبة للخرسانة ذاتية التسوية. ثانياً، تم استبدال الحجر الجيري الناعم بالبوزولان الطبيعي الناعم بزيادات قدرها 20%، تتراوح من 0 إلى 100% . تم تقييم أداء الخرسانة ذاتية التسوية الصديقة للبيئة في حالتها الرطبة من خلال الاختبارات التالية: اختبار الركود، واختبار الحلقة J، واختبار زمن التدفق، واختبار القمع V، واختبار الصندوق L، واختبار ثبات المنخل. كما تم تقييم المعايير الفيزيائية للامتصاص، ومقاومة مقياس الصلابة، والمسامية، والقياسات بالموجات فوق الصوتية. تم تقييم قوة الضغط عند أعمار 7 و28 و90 و120 و180 يومًا. وفيما يتعلق بالمتانة، تم تقييم التأثير الكيميائي لحمضي HCl وH2SO4 على المدى القصير والطويل. أظهرت النتائج أن الخرسانة التي تحتوي على 50% من الركام المُعاد تدويره هي الحل الأمثل لتلبية معايير الخرسانة ذاتية التسوية الصديقة للبيئة والمتطلبات البيئية. وقد أدى استبدال الحجر الجيري الناعم ببوزولانات طبيعية ناعمة بنسبة 60% و80%، أي ما يعادل C8 وC9، إلى معدلات نمو بلغت حوالي 10% و15% على التوالي عند 180 يومًا، مقارنةً بالخرسانة المرجعية .C1 وتُعد هذه النتائج مُلائمة لخرسانة ذاتية الضغط صديقة للبيئة، من حيث الخواص الفيزيائية والميكانيكية في حالتها الرطبة. وقد لوحظ وجود ارتباط جيد بين قوة الضغط في الاختبارات التدميرية وغير التدميرية. من حيث المتانة، فإن فقدان كتلة الخرسانة ذاتية التسوية الصديقة للبيئة C10 أقل بنسبة 29% من فقدان الخرسانة ذاتية التسوية الصديقة للبيئة C3 أثناء الغمر طويل الأمد في محلول H2SO4 بتركيز 3%، وبالنسبة لحمض الهيدرولوريك، فإن فقدان كتلة الخرسانة ذاتية التسوية الصديقة للبيئة C10 أقل بنسبة 18% من فقدان الخرسانة ذاتية التسوية الصديقة للبيئة C3 أثناء الغمر طويل الأمد.