Influence of the type of gravel on the physico-mechanical behavior and the durability of fiber-reinforced self-compacting concretes (SCCf)

Abstract

نظرًا للنمو الهائل والسريع في مجال البناء والأشغال العمومية حول العالم، فقد أصبح من الضروري من جهة البحث عن حلول لحماية الموارد الطبيعية غير المتجددة من الهدر والاستنزاف المفرط ومن جهة اخرى إرضاء الجانب البيئي. ومن أفضل الوسائل المستخدمة هو إعادة تدوير المخلفات الخرسانية الناتجة اما عن هدم الهياكل الخرسانية القديمة أو نتائج الكوارث الطبيعية لتحل محل الحصى الطبيعي في صنع أنواع مختلفة من الخلطات الخرسانية. إن نوع الحصى الطبيعي المستخدم له تأثير كبير على توافق الحصى المعاد تدويره مع الخرسانة ذاتية التسوية المقواة بألياف معدنية (BAPf) في الحالة الطازجة ومن حيث تحسين أدائها الفيزيائي والميكانيكي. في هذا البحث درسنا الريولوجية والخواص الفيزيو- ميكانيكية، والديمومة BAPf المكون من الحصى الطبيعي من نوعين مختلفين مع استبدال الحصى الطبيعي بالحصى المعاد تدويره بنسب 25٪ و50٪ و75٪. تشير النتائج إلى أن استبدال الحصى الطبيعي بالحصى المعاد تدويره يمكن أن يصل إلى 75٪، مثل النتائج التي تم الحصول عليها من الخرسانة ذاتية الضغط والمدعومة بألياف فولاذية تعتمد على حصى الكوارتز (SCCfQ-75) في 120 يومًا، والتي كانت أفضل من خرسانة التحكم SCCf في 28 يومًا. أخيرًا، تم العثور على ارتباطات مقبولة ومشجعة بين الجوانب الفيزيائية المختلفة والخصائص الميكانيكية لـ BAP مع ديمومة جيدة.

Due to the enormous and rapid growth in the field of construction and public works around the world, it has become necessary to seek solutions to non-renewable natural resources to protect them from waste and excessive depletion and, on the other hand, satisfy the environmental aspect. Among the best means used is the recycling of various concrete waste from the demolition of old concrete structures or the results of natural disasters to replace natural gravel in making different types of concrete mixes.The type of natural gravel used has a significant impact on the compatibility of recycled gravel with steel fiber-reinforced self-compacting concrete (SCCf) in the fresh state and on its physico-mechanical performance. In this research, we studied the rheological, physico-mechanical, and durability of SCCf composed of natural gravel of two different types with the substitution of natural gravel by recycled gravel at percentages of 25%, 50%, and 75%. The results indicate that the replacement of natural gravel by recycled gravel can reach 75%, like the results obtained from the self-compacting concrete reinforced with steel fibers based on quartz gravel (SCCfQ-75) at 120 days, which were better than those of the control SCCf at 28 days. Finally, acceptable and encouraging correlations between the different physical aspects and mechanical parameters of SCC with good durability.

En raison de la croissance énorme et rapide dans le domaine de la construction et des travaux publics dans le monde, il est devenu nécessaire de chercher des solutions aux ressources naturelles non renouvelables pour les protéger du gaspillage et de l'épuisement excessif d'une part et pour satisfaire l'aspect environnemental d'autre part. Parmi les meilleurs moyens utilisés il s'agit du recyclage de divers déchets de béton issus de la démolition d'anciennes structures en béton ou des résultats de catastrophes naturelles pour remplacer le gravier naturel dans différents types de mélanges de béton. Le type de gravier naturel utilisé a un impact significatif sur la compatibilité du gravier recyclé avec le béton autoplaçant renforcé de fibres d'acier (BAPf) à l'état frais et sur ses performances physico-mécaniques. Dans cette recherche, nous avons étudié les propriétés physico-mécaniques rhéologiques et la durabilité du BAPf composé de gravier naturel de deux types différents avec la substitution du gravier naturel par le gravier recyclé à des pourcentages de 25%, 50 % et 75 %. Les résultats indiquent que le remplacement du gravier naturel par le gravier recyclé peut atteindre 75%, comme les résultats obtenus à partir du béton autoplaçant renforcé de fibres d'acier à base du gravier de quartz (BAPfQ-75) à 120 jours, qui étaient meilleurs que ceux du BAPf témoin à 28 jours. Enfin, des corrélations acceptables et encourageantes entre les différents aspects physiques et paramètres mécaniques de BAP, avec une bonne durabilité.