Rheological study of self-compacting mortars based on ternary cements

Etude rhéologique des mortiers autoplaçants à base des ciments ternaires

¹ Laboratoire de recherche en génie civil (LRGC), Université de Laghouat, Algérie
² Laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil, Université de Cergy-Pontoise, France.

Abstract

Self-compacting concrete (SCC) is able to provide the ability to be easily implemented without vibration and to achieve spectacular structures, by its high fluidity and its rheological stability. By against its formulation requires a large volume of cement, which is necessary to allow its flow. The current environmental considerations lead to reduce the production of clinker however, it is essential to use cementitious additions to replace cement, because of their high availability and their moderate price. Furthermore, their use contributes in a simple and economical way to solve the problems related to the environment. The objective of our work is to study the effects of the incorporation of mineral additions such as: blast furnace slag of El-Hadjar (BFS), and marble powder (MP) on the rheological parameters of selfcompacting mortars developed in different combinations in ternary system with a substitution rate ranging from 20% to 60%. According to this study, it been found that the substitution of cement by blast furnace slag and marble powder has negatively affected the rheological behavior of the mixtures. In addition, a considerable decrease in the rheological parameters has been achieved with a substitution rate of 20% of slag and 30% of marble powder. As well as an improvement of workability has been proven to self-compacting mortars and this is due to the increase of ternary cement replacement rate by marble powder from 20% to 30%.

Résumé

Le béton autoplaçant (BAP) est capable d’assurer les aptitudes à être aisément mis en oeuvre sans vibration et de réaliser des structures spectaculaires, par sa fluidité élevée et sa stabilité rhéologique. Par contre sa formulation sollicite un grand volume de ciment qui est nécessaire pour permettre son écoulement. Les considérations environnementales actuelles incitent à réduire la production du clinker, en revanche il est indispensable d'utiliser des ajouts cimentaires en remplacement au ciment, du fait de leur grande disponibilité et de leur prix modéré. D’autre part, leur utilisation contribue de manière simple et économique à résoudre les problèmes liés à l’environnement. L’objectif de notre travail consiste en l’étude des effets de l’incorporation des ajouts minéraux tels que : le laitier de haut fourneau d’El- Hadjar (LHF), et la poudre de marbre (PM) sur les paramètres rhéologiques des mortiers autoplaçants élaborés selon différentes combinaisons en système ternaire avec un taux de substitution variant entre 20% à 60%. D’après cette étude, on a constaté que la substitution du ciment par le laitier de haut fourneau et la poudre de marbre a affecté négativement le comportement rhéologique des mélanges. Par ailleurs, une diminution considérable des paramètres rhéologiques a été menue avec un taux de substitution de 20% de laitier et 30% de poudre de marbre. Ainsi qu’une amélioration d’ouvrabilité a été prouvée pour les mortiers autoplaçants ternaire et cela est dû à l’augmentation par la poudre de marbre de 20% à 30%.