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A Comparative Evaluation of Plastic Property Test Methods for Self-consolidating Concrete and Their Relationships with Hardened PropertiesShindman, Benjamin 25 August 2011 (has links)
Self-consolidating concrete (SCC) is a special type of concrete that flows under its own weight and spreads readily into place while remaining stable. Although SCC technology has been rapidly progressing over the last 20 years and continues to develop, the relationships between the fresh, hardened and durability properties of SCC are not well documented.
The focus of this investigation is twofold. Firstly, the use of SCC necessitates reliable and accurate characterization of material properties. A variety of laboratory test methods are used to evaluate SCC’s plastic properties. Recognizing that various test methods evaluate the same plastic properties, there is a need to critically investigate the adequacy and sensitivity of each test. Secondly, outcomes from this project are expected to advance the fundamental understanding of the interplay between the fresh properties of SCC and their implications on hardened properties and durability performance.
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A Comparative Evaluation of Plastic Property Test Methods for Self-consolidating Concrete and Their Relationships with Hardened PropertiesShindman, Benjamin 25 August 2011 (has links)
Self-consolidating concrete (SCC) is a special type of concrete that flows under its own weight and spreads readily into place while remaining stable. Although SCC technology has been rapidly progressing over the last 20 years and continues to develop, the relationships between the fresh, hardened and durability properties of SCC are not well documented.
The focus of this investigation is twofold. Firstly, the use of SCC necessitates reliable and accurate characterization of material properties. A variety of laboratory test methods are used to evaluate SCC’s plastic properties. Recognizing that various test methods evaluate the same plastic properties, there is a need to critically investigate the adequacy and sensitivity of each test. Secondly, outcomes from this project are expected to advance the fundamental understanding of the interplay between the fresh properties of SCC and their implications on hardened properties and durability performance.
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Utilization Of Soda And Beer Wastes In Cementitious SystemsAleessa Alam, Burhan 01 September 2009 (has links) (PDF)
To maintain the sustainability of cement and concrete production, there is a
trend to use wastes in their production. Soda waste, generated by soda ash
production process, and beer waste, generated by beer filtration process, are
two locally produced wastes in Turkey and many other countries. The nature of
these wastes, mostly their fineness, makes them possible to be used in concrete
production, especially as a viscosity modifying agent in the self consolidating
type of concrete.
In this study, the addition of soda and beer wastes to self consolidating mortar
(SCM) and self consolidating concrete (SCC), without any treatment but drying,
and its effect on their properties were investigated. Mortar and concrete mixes
were prepared using these two wastes as cement or aggregate replacement in
various amounts. Tests like slump flow, V-Funnel and L-Box for determining the
fresh properties, and compressive strength for the hardened properties of the
mixtures were carried out to examine the effects of these wastes on the
properties of SCM and SCC.
The tests revealed that soda waste takes no role in the strength development of
the mixes. However, it is possible to use this waste as aggregate replacement to
improve the workability and flowability properties of SCM and SCC. The use of
beer waste showed contradictive results. A special treatment for this waste
before using it in concrete might be required.
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Samozhutnitelné betony SCC pro monolitické konstrukce / Self-compacting concrete SCC for monolithic constructionGajdoš, Jan January 2015 (has links)
This thesis contains two parts: theoretical and experimental. In the theoretical part are described materials for production SCC and their effect on the properties of fresh and hardened concrete. Practical part is divided into two experiments. First experiment deals with the design, production and properties of hardened SCC strength classes C16/20, C20/25 and C25/30 with high volume fly ash and inert admixtures. The main endpoints were long-term compressive strength and modulus of elasticity. Second experiment of practical part deals with designs SCC with modulus of elasticity more than 40 kN/mm2.
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Effet de la température et de l'agitation sur les propriétés rhéologiques des bétons fluides à rhéologie adaptée / Effect of the temperature and the agitation on the rheological properties of the flowable concrete with a suitable rheologyPan, Jing 30 June 2015 (has links)
Le climat local, le transport avec l’agitation entre l’endroit de bétonnage et le site de fabrication du béton influencent fortement les propriétés du béton frais et durci. Selon les particularités du béton autoplaçant (BAP), le maintien de l’homogénéité et l’ouvrabilité du BAP avant la mise en place est très important. Les propriétés des BAP sont généralement plus sensibles à la température et au transport par rapport à celles des bétons conventionnels. Une meilleure compréhension de l’effet de la température et de l’agitation sur la performance des BAP est nécessaire pour prévoir les conséquences du changement du climat (température) et de l’effet du transport (temps et vitesse d’agitation), puis pour donner des précautions à suivre afin de répondre à la demande des BAP pour un bon rapport performance-coût.De manière pragmatique, il s’avère nécessaire d’utiliser la méthode du mortier de béton équivalent (MBE) afin d’analyser rapidement les influences de la température et de l’agitation sur les propriétés rhéologiques, calorimétriques et mécaniques des BAP. Cinq températures (8, 15, 22, 29 et 36°C) et deux vitesses d’agitation (6 et 18 tr/min) ont été étudiées sur les MBE. Ensuite, quelques compositions spécifiques (type d’adjuvant et ajout cimentaire) ont choisies afin de vérifier avec des températures compasse entre 8 à 36°C et les agitations différentes (2 et 6 tr/min) sur les BAP destinés aux travaux de bâtiment (BAP-B) sans agent entraîneur d’air et sur des bétons semi-autoplaçant destinés aux travaux d’infrastructures (BSAP-I) avec agent entraîneur d’air. La fluidité initiale des MBE et BAP a été fixée en faisant varier la demande en SP, la température et l’agitation.Les résultats montrent qu’il y a un effet important de la température et de l’agitation sur l’efficacité des adjuvants, la fluidité, la teneur en air, les propriétés rhéologiques, calorimétriques et mécaniques des MBE et des BAP. Pour prévoir la performance de MBE à différentes températures, une équation mathématique est proposée pour déduire la demande en SP, la demande en AEA, le flux maximal et la résistance en compression à 1 jour en fonction des mêmes propriétés sur MBE à 22°C et de la température. Enfin, une corrélation linéaire a été trouvée entre les MBE et les BAP sur ces mêmes propriétés. / The local climate, the transport of agitated concrete after manufacturing but before being cast strongly influence the properties of the fresh and hard concrete. It’s important to keep the stability and workability of the self-consolidating concrete (SCC) because of its special characteristics. Compare to the normal concrete, the properties of SCC are generally more sensitive to the temperature and the transport. Therefore it’s necessary to understand the effects of the temperature and the agitation on the performance of the SCC in order to predict the consequences of climate change (temperature) and transport (time and speed of agitation), and then to give the better precautions with a good performance-cost report. In this study, the concrete mortar equivalent (CEM) method is used to quickly analyze the influences of the temperature and the agitation on the rheological, calorimetric and mechanical properties of the SCCs. Five temperatures (8, 15, 22, 29 and 36 °C) and two agitation speed (6 and 18 tr/min) are varied in CEMs. And then, some compositions (type of adjuvant and supplementary cementing material) are chosen to be valued with the temperature (8-36 °C) and the agitation (2 and 6 tr/min) in SCCs for the building without air-entraining admixture (AEA) and semi-flowable SCC for infrastructure with AEA. The initial slump flow of CEM and SCC is fixed, but the demand superplasticizer, the temperature and the agitation were varied. The results show that there are the effects of temperature and agitation on the effectiveness of admixture, the slump flow, the air content, the rheological, calorimetric and mechanical properties of CEM and SCC. A mathematical equation is proposed to predict the performance of SCC at different temperatures for the SP and AEA requirement, the maximum of heat flow and the compressive strength at one day by these same properties of SCC at 22 °C and by the temperature. Finally, a good linear correlation is found between CEM and SCC for these properties.
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Experimental Testing and Reliability Analysis of Repaired SMA and Steel Reinforced Shear WallsZaidi, Mohammed January 2016 (has links)
Superelastic Shape Memory Alloys (SMAs) are being explored as alternative reinforcing materials to traditional deformed steel reinforcement for seismic applications. The main advantage is the ability of the SMA to recover large nonlinear strains, which promotes the self-centering phenomenon. The primary objective of this research is to present the performance, before and after repair, of slender reinforced concrete shear walls, one reinforced internally with SMAs in the boundary zones within the plastic hinge region and other control wall reinforced with conventional steel only. The repair procedure included removal of damaged concrete within the plastic hinge region, replacing fractured and buckled reinforcement, followed by shortening of the SMA reinforcement in the boundary zones of SMA wall. The removed concrete was replaced with self-consolidating concrete, while the concrete above the plastic hinge region remained intact.
The SMA reinforced concrete shear wall (before and after repair) exhibited stable hysteretic response with significant strength, and displacement and energy dissipation capacities. In addition, the walls exhibited pinching in the hysteretic response as a result of minimizing the residual displacements due to the restoring capacity of the SMA reinforcement. The results demonstrate that SMA reinforced components are self-centering, permitting repairing of damaged areas. Furthermore, the SMA reinforcement is re-usable given its capacity to reset to its original state. The length of the SMA bars in the original and repaired wall, in addition to the presence of starter bars in the original wall, were significant factors in the location of failure of the walls.
The conventional steel wall prior to repair was unstable due to large residual displacements experienced during the original test. After repair the wall exhibited ratcheting in hysteretic response but with significant strength. The conventional wall, before and after repair, dissipated more energy than the SMA wall. This was the result of the wider hysteretic loops with reduced punching, but at the cost of large residual displacements. The starter bars in the conventional wall before repair controlled the location of failure, while the presence of couplers in the plastic hinge region was the main factor in determining the failure location in the repaired conventional wall.
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Influence des caractéristiques rhéologiques des bétons autoplaçants sur leur durabilité. / Influence of rheological characteristics on durability of Self Consolidating Concrete.Aissoun, Baudouin 29 June 2015 (has links)
De même degré d'importance que les paramètres de formulation, les conditions de consolidation sont des facteurs déterminants pour la durabilité des bétons conventionnels vibrés. Dans le cas des bétons autoplaçants (BAP), grâce à leur grande fluidité, la mise en place dans les coffrages a lieu par écoulement libre sous l'effet de leur poids propre. Leur consolidation se fait sans vibration grâce à leurs caractéristiques rhéologiques. Il est donc légitime de penser que, les caractéristiques rhéologiques des BAP peuvent avoir une influence importante sur les propriétés qui déterminent la durabilité. Cette thèse étudie les liens possibles entre les caractéristiques rhéologiques des BAP et leur durabilité vis-à-vis du transport des agents agressifs. Dix-sept formulations de BAP couvrant une large gamme de caractéristiques rhéologiques et se différenciant uniquement par leur dosage en adjuvants ont été étudiées à cet effet. Trois modèles rhéologiques classiques ont été mis en oeuvre pour la détermination des paramètres rhéologiques des bétons étudiés.L'essai de sorptivité et dans une moindre mesure l'essai de carbonatation accélérée ont été utilisés comme indicateur de durabilité vis-à-vis du transport des agents agressifs. La durabilité de la couche superficielle au contact respectivement avec le coffrage en bois et en PVC a été étudiée et les résultats ont été comparés à la durabilité du béton à cœur. Cette étude a été faite en tenant compte des échanges hydriques et de l'arrangement granulaire au droit du coffrage. D'autre part, l'étude de la durabilité de la couche superficielle dans des conditions de mise en place proches du chantier a été faite sur 6 poutres partiellement armées longues de 2 m ainsi que sur 3 bétons semi-autoplaçants légèrement vibrés.Les résultats montrent qu'il existe une corrélation forte entre la viscosité plastique du modèle Bingham modifié ou le coefficient de consistance du modèle Herschel-Bulkley et la sorptivité. Très probablement, la viscosité agit sur le volume relatif des pores capillaires de gros diamètres. L'étude spécifique de la couche superficielle a montré que sa sorptivité dépend du type de coffrage utilisé à cause des éventuels échanges hydriques opérés entre le béton et la surface du coffrage. De plus, l'arrangement granulaire au droit du coffrage est également influencé. Ainsi, la sorptivité de la couche superficielle au contact du PVC est proche mais inférieure à celle du béton à cœur. La sorptivité de la couche superficielle au contact du bois est significativement inférieure à celle de la couche superficielle au contact du PVC tout en restant corrélé avec la viscosité plastique du modèle Bingham modifié ou le coefficient de consistance du modèle Herschel-Bulkley. / Consolidation conditions are determining factors for the sustainability of conventional vibrated concrete as like as formulation parameters. In the case of self-consolidating concrete (SCC), due their fluidity, casting is done by free flow under the influence of their own weight. Consolidation in the forms is done without vibration due to their rheological characteristics. It is therefore reasonable to expect that the rheological characteristics of SCC would have a significant influence on the durability's properties. This thesis examines the possible links between the rheological characteristics of SCC and vis-à-vis durability's transport of aggressive agents. In total, Seventeen SCC mixtures covering a wide range of rheological properties were investigated. Three current rheological models were studied to determine the rheological parameters. In other hand, durability of cover concrete close of site conditions was studied on 6 partially reinforced beams and 3 semi-workable concrete vibrated slightly.Sorptivity test was used as indicator of vis-à-vis aggressive transport durability. The durability of the concrete cover layer in contact respectively with the wooden and PVC frame has been studied and the results were compared with the durability of interior bulk concrete. This study was made taking into account the exchange of water and aggregate arrangement against the formwork.Good correlation between initial plastic viscosity determined by the Bingham modified model or consistency coefficient determined by the Herschel-Bulkley model of SCC and the sorptivity measured during the first hours of testing is established. It is likely that the initial plastic viscosity or consistency coefficient has a marked influence on the volume of the largest capillary pores of concrete, which can significantly affect durability. The specific study of the concrete cover showed that its sorptivity depends on the type of formwork used because of water exchanges made between the concrete surface. Aggregate arrangement against the formwork was also modified. Sorptivity of the concrete cover of PVC is near but below that of the interior bulk concrete. Sorptivity of the concrete cover against wooden frame is significantly less than over of against PVC while being correlated with the plastic viscosity of modified Bingham or consistency coefficient of Herschel-Bulkley model.
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Influence des caractéristiques rhéologiques des bétons autoplaçants sur leur durabilitéAïssoun, Baudouin Maïco January 2015 (has links)
Résumé : De même degré d’importance que les paramètres de formulation, les conditions de consolidation sont des facteurs déterminants pour la durabilité des bétons conventionnels vibrés. Dans le cas des bétons autoplaçants (BAP), grâce à leur grande fluidité, la mise en place dans les coffrages a lieu par écoulement libre sous l’effet de leur poids propre. Leur consolidation se fait sans vibration grâce à leurs caractéristiques rhéologiques. Il est donc légitime de penser que les caractéristiques rhéologiques des BAP peuvent avoir une influence importante sur les propriétés qui déterminent la durabilité. Cette thèse étudie les liens possibles entre les caractéristiques rhéologiques des BAP et leur durabilité vis-à-vis du transport des agents agressifs. Dix-sept formulations de BAP couvrant une large gamme de caractéristiques rhéologiques et se différenciant uniquement par leur dosage en adjuvants ont été étudiées à cet effet. Trois modèles rhéologiques classiques ont été mis en œuvre pour la détermination des paramètres rhéologiques des bétons étudiés.
L’essai de sorptivité et dans une moindre mesure l’essai de carbonatation accélérée ont été utilisés comme indicateur de durabilité vis-à-vis du transport des agressifs. La durabilité de la couche superficielle au contact respectivement avec le coffrage en bois et en PVC a été étudiée et les résultats ont été comparés à la durabilité du béton à cœur. Cette étude a été faite en tenant compte des échanges hydriques et de l’arrangement granulaire au droit du coffrage. D’autre part, l’étude de la durabilité de la couche superficielle dans des conditions de mise en place proches du chantier a été faite sur 6 poutres partiellement armées longues de 2 m ainsi que sur 3 bétons semi-autoplaçants légèrement vibrés.
Les résultats montrent qu’il existe une corrélation forte entre la viscosité plastique du modèle Bingham modifié ou le coefficient de consistance du modèle Herschel-Bulkley et la sorptivité. Très probablement, la viscosité agit sur le volume relatif des pores capillaires de gros diamètres. L’étude spécifique de la couche superficielle a montré que sa sorptivité dépend du type de coffrage utilisé à cause des éventuels échanges hydriques opérés entre le béton et la surface du coffrage. De plus, l’arrangement granulaire au droit du coffrage est également influencé. Ainsi, la sorptivité de la couche superficielle au contact du PVC est proche mais inférieure à celle du béton à cœur. La sorptivité de la couche superficielle au contact du bois est significativement inférieure à celle de la couche superficielle au contact du PVC tout en restant corrélé avec la viscosité plastique du modèle Bingham modifié ou le coefficient de consistance du modèle Herschel-Bulkley. / Abstract : Consolidation conditions are determining factors for the sustainability of conventional vibrated concrete as like as formulation parameters. In the case of self-consolidating concrete (SCC), due to their fluidity, casting is done by free flow under the influence of their own weight. Consolidation in the forms is done without vibration due to their rheological characteristics. It is therefore reasonable to expect that the rheological characteristics of SCC would have a significant influence on the durability’s properties. This thesis examines the possible links between the rheological characteristics of SCC and durability’s transport of aggressive agents. In total, seventeen SCC mixtures covering a wide range of rheological properties were investigated. Three current rheological models were studied to determine the rheological parameters. In other hand, durability of cover concrete close to site conditions was studied on 6 partially reinforced beams and 3 semiworkable concrete vibrated slightly. Sorptivity test was used as indicator of aggressive transport durability. The durability of the concrete cover layer in contact respectively with the wooden and PVC frame has been studied and the results were compared with the durability of interior bulk concrete. This study was made taking
into account the exchange of water and aggregate arrangement against the formwork.
Good correlation between initial plastic viscosity determined by the Bingham modified model or consistency coefficient determined by the Herschel-Bulkley model of SCC and the sorptivity measured during the first hours of testing is established. It is likely that the initial plastic viscosity or consistency coefficient has a marked influence on the volume of the largest capillary pores of concrete, which can significantly affect durability. The specific study of the concrete cover showed that its sorptivity depends on the type of formwork used because of water exchanges made between the concrete surface. Aggregate arrangement against the formwork was also modified. Sorptivity of the concrete cover of PVC is near but below that of the interior bulk concrete. Sorptivity of the
concrete cover against wooden frame is significantly less than over of against PVC while being correlated with the plastic viscosity of modified Bingham or consistency coefficient of HerschelBulkley model.
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Performance of Steel Fibre Reinforced Concrete Columns under Shock Tube Induced Shock Wave LoadingBurrell, Russell P. 19 November 2012 (has links)
It is important to ensure that vulnerable structures (federal and provincial offices, military structures, embassies, etc) are blast resistant to safeguard life and critical infrastructure. In the wake of recent malicious attacks and accidental explosions, it is becoming increasingly important to ensure that columns in structures are properly detailed to provide the ductility and continuity necessary to prevent progressive collapse. Research has shown that steel fibre reinforced concrete (SFRC) can enhance many of the properties of concrete, including improved post-cracking tensile capacity, enhanced shear resistance, and increased ductility. The enhanced properties of SFRC make it an ideal candidate for use in the blast resistant design of structures. There is limited research on the behaviour of SFRC under high strain rates, including impact and blast loading, and some of this data is conflicting, with some researchers showing that the additional ductility normally evident in SFRC is absent or reduced at high strain loading. On the other hand, other data indicates that SFRC can improve toughness and energy-absorption capacity under extreme loading conditions. This thesis presents the results of experimental research involving tests of scaled reinforced concrete columns exposed to shock wave induced impulsive loads using the University of Ottawa Shock Tube.
A total of 13 half-scale steel fibre reinforced concrete columns, 8 with normal strength steel fibre reinforced concrete (SFRC) and 5 with an ultra high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC), were constructed and tested under simulated blast pressures. The columns were designed according to CSA A23.3 standards for both seismic and non-seismic regions, using various fibre amounts and types. Each column was exposed to similar shock wave loads in order to provide direct comparisons between seismic and non-seismically detailed columns, amount of steel fibres, type of steel fibres, and type of concrete.
The dynamic response of the columns tested in the experimental program is predicted by generating dynamic load-deformation resistance functions for SFRC and UHPFRC columns and using single degree of freedom dynamic analysis software, RCBlast. The analytical results are compared to experimental data, and shown to accurately predict the maximum mid-span displacements of the fibre reinforced concrete columns under shock wave loading.
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Développement des bétons autoplaçants à faible teneur en poudre, Éco-BAP: formulation et performance / Development of low-powder self-consolidating concrete, Eco-SCC: design and performanceEsmaeilkhanian, Behrouz January 2016 (has links)
Abstract : Although concrete is a relatively green material, the astronomical volume of concrete produced worldwide annually places the concrete construction sector among the noticeable contributors to the global warming. The most polluting constituent of concrete is cement due to its production process which releases, on average, 0.83 kg CO[subscript 2] per kg of cement. Self-consolidating concrete (SCC), a type of concrete that can fill in the formwork without external vibration, is a technology that can offer a solution to the sustainability issues of concrete industry. However, all of the workability requirements of SCC originate from a higher powder content (compared to conventional concrete) which can increase both the cost of construction and the environmental impact of SCC for some applications. Ecological SCC, Eco-SCC, is a recent development combing the advantages of SCC and a significantly lower powder content. The maximum powder content of this concrete, intended for building and commercial construction, is limited to 315 kg/m[superscript 3]. Nevertheless, designing Eco-SCC can be challenging since a delicate balance between different ingredients of this concrete is required to secure a satisfactory mixture. In this Ph.D. program, the principal objective is to develop a systematic design method to produce Eco-SCC. Since the particle lattice effect (PLE) is a key parameter to design stable Eco-SCC mixtures and is not well understood, in the first phase of this research, this phenomenon is studied. The focus in this phase is on the effect of particle-size distribution (PSD) on the PLE and stability of model mixtures as well as SCC. In the second phase, the design protocol is developed, and the properties of obtained Eco-SCC mixtures in both fresh and hardened states are evaluated. Since the assessment of robustness is crucial for successful production of concrete on large-scale, in the final phase of this work, the robustness of one the best-performing mixtures of Phase II is examined. It was found that increasing the volume fraction of a stable size-class results in an increase in the stability of that class, which in turn contributes to a higher PLE of the granular skeleton and better stability of the system. It was shown that a continuous PSD in which the volume fraction of each size class is larger than the consecutive coarser class can increase the PLE. Using such PSD was shown to allow for a substantial increase in the fluidity of SCC mixture without compromising the segregation resistance. An index to predict the segregation potential of a suspension of particles in a yield stress fluid was proposed. In the second phase of the dissertation, a five-step design method for Eco-SCC was established. The design protocol started with the determination of powder and water contents followed by the optimization of sand and coarse aggregate volume fractions according to an ideal PSD model (Funk and Dinger). The powder composition was optimized in the third step to minimize the water demand while securing adequate performance in the hardened state. The superplasticizer (SP) content of the mixtures was determined in next step. The last step dealt with the assessment of the global warming potential of the formulated Eco-SCC mixtures. The optimized Eco-SCC mixtures met all the requirements of self-consolidation in the fresh state. The 28-day compressive strength of such mixtures complied with the target range of 25 to 35 MPa. In addition, the mixtures showed sufficient performance in terms of drying shrinkage, electrical resistivity, and frost durability for the intended applications. The eco-performance of the developed mixtures was satisfactory as well. It was demonstrated in the last phase that the robustness of Eco-SCC is generally good with regards to water content variations and coarse aggregate characteristics alterations. Special attention must be paid to the dosage of SP during batching. / Résumé : Même si le béton est un matériau relativement vert, le volume astronomique de béton produit à travers le monde chaque année met le secteur de la construction en béton parmi les contributeurs important au réchauffement climatique. Le constituant le plus polluant du béton est le ciment en raison de son processus de production qui dégage, en moyenne, 0,83 kg de CO[indice inférieur 2] par kg de ciment. Le béton autoplaçant (BAP), un type de béton qui peut remplir le coffrage sans vibration externe, est une technologie qui peut offrir une solution aux problèmes de développement durable de l'industrie du béton. Cependant, toutes les exigences de la maniabilité du BAP proviennent d'une teneur en poudre plus élevé (par rapport au béton conventionnel), ce qui peut augmenter le coût de la construction et de l'impact environnemental du BAP pour certaines applications. Le BAP écologique, Éco-BAP, est un développement récent combinant les avantages du BAP tout en ayant une teneur en poudre significativement plus faible. La teneur en poudre maximale de ce béton, destinée à la construction du bâtiment et aux applications commerciales, est limitée à 315 kg/m[indice supérieur 3]. Néanmoins, la conception de l’Éco-BAP peut être difficile, car un équilibre délicat entre les différents ingrédients de ce béton est nécessaire pour garantir un mélange satisfaisant. Dans ce programme de doctorat, l'objectif principal est de développer une méthode systématique pour la formulation de l’Éco-BAP. Puisque l'effet de groupe des particules (EGP) est un paramètre clé pour la conception des mélanges l’Éco-BAP stables, et que ce phénomène est peu connu, dans la première phase de cette recherche, l’EGP est étudié. Cette partie se concentre sur l'influence de la granulométrie sur l’EGP et la stabilité des mélanges de modèle ainsi que des BAPs. Dans la deuxième phase, le protocole de formulation est développé, et les propriétés des mélanges obtenus, à l’état frais ainsi que l’état durcis, sont évaluées. Étant donné que l'évaluation de la robustesse est cruciale pour la production du béton à grande échelle, dans la dernière phase de ce travail, la robustesse d'un des mélanges les plus performants de la Phase II est examinée. Basé sur les résultats obtenus, nous constatons que l'augmentation de la fraction volumique d'une classe mène à une meilleure stabilité de cette classe. Cela contribue également à une EGP supérieure du squelette granulaire et à une stabilité plus élevée du système. Il a été montré qu'une granulométrie continue dans lequel la fraction volumique de chaque classe est plus grande que la classe consécutive plus grossière peut augmenter l’EGP. En utilisant une telle granulométrie, la fluidité d’un mélange du BAP pourrait être augmentée sans compromettre la résistance à la ségrégation. Un indice de prédiction du potentiel de la ségrégation de particules suspendues dans un fluide à seuil a été proposé. Dans la deuxième phase de la thèse, une méthode de conception en cinq étapes pour l’Éco-BAP a été développée. Le protocole de formulation commence par la détermination des teneurs en poudre et de l'eau, suivie par l'optimisation des fractions volumiques du sable et des gros granulats selon un modèle idéal de granulométrie (Funk et Dinger). La composition de poudre est optimisée dans la troisième étape afin de minimiser la demande en eau tout en garantissant une performance adéquate à l'état durci. Le dosage du superplastifiant (SP) est déterminé dans l’étape suivante. La dernière étape s’agit d’évaluer le potentiel du réchauffement climatique des mélanges développés. Les mélanges de l’Éco-BAP optimisés répondent à toutes les exigences à l'état frais pour le BAP. La résistance à la compression à 28 jours de ces mélanges est dans la fourchette cible de 25 à 35 MPa. En outre, les mélanges montrent des performances suffisantes en termes de retrait de séchage, la résistivité électrique, et la résistance contre gel-dégel pour les applications visées. La performance écologique des Éco-BAPs produis a été satisfaisante. Il a été démontré dans la dernière phase que la robustesse de l'Éco-BAP est généralement bonne en ce qui concerne les variations de teneur en eau et les changements de propriétés des gros granulats. Une attention particulière doit être accordée au dosage du SP pendant le malaxage.
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