Experimental study of a foam concrete based on local Tunisian materials

Etude expérimentale d'un béton mousse à base des matériaux locaux tunisiens

¹ ISET Sfax, Département de Génie Civil, Sfax, Tunisie
² Université de Tunis El Manar, Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tunis, Laboratoire de Génie Civil, Tunis, Tunisie

Abstract

The building sector in Tunisia is very energy-intensive, the largest share of energy consumption comes from factories of building materials namely brick and cement plants. This work is part of the reduction of the energy bill in the building envelope. Indeed, the foam concrete can be walls in single or double wall with better insulating power. This paper presents an experimental study on the technical problems related to the formulation and manufacture of a new cellular concrete in Tunisia, called "foam" concrete, from Tunisian local materials. Indeed, six varieties of sand of different provenance and grain size will be analyzed, the "good" sand is the one that is best suited for the manufacture of foam concrete. Two clean, fine-grained (0/2mm) rolled grain sands were retained. Then four foam concretes were formulated using each time a single type of sand and varying the density namely 0.8 and 1. These four formulations were tested mechanically and thermally. The results found showed that compressive strengths do not exceed 1.5 MPa at 28 days. Thus, the foam concrete can be used only as a filling concrete in non-load bearing elements such as partition walls. The guarded hot plate method was used to determine the thermal conductivities of the four foamed concretes studied. A low thermal conductivity was found of the order of 0.22 W/m°K which prove the insulating power of foam concrete.

Résumé

Le secteur de bâtiment en Tunisie est très énergivore, la part la plus importante de la consommation énergétique provient des usines des matériaux de construction à savoir les briqueteries et les cimenteries. Ce travail s’inscrit dans le cadre de la réduction de la facture énergétique dans l’enveloppe des bâtiments. En effet le béton mousse peut constituer des murs en simple ou en double cloison avec un meilleur pouvoir isolant. L’objectif de cette étude expérimentale est d’étudier et de résoudre en amont, d'abord, les problèmes techniques liés à la formulation et à la fabrication d'un nouveau béton cellulaire en Tunisie, dit béton "mousse" à partir des matériaux locaux tunisiens. En particulier, six variétés de sable de provenance et de granulométrie différentes seront analysées, le « bon » sable est celui qui convient le mieux pour la fabrication du béton mousse. Deux sables de rivière à grains roulés, propres et fins (0/2mm) ont été retenus. Ensuite, quatre bétons mousse ont été formulés en utilisant à chaque fois un seul type de sable et en variant la densité à savoir 0,8 et 1. Ces quatre formulations ont été testées mécaniquement et thermiquement. Les résistances à la compression trouvées ne dépassent pas 1,5 MPa à 28 jours. Ainsi, le béton mousse peut être utilisé seulement comme un béton de remplissage dans des éléments non porteurs tels que les murs de partition. Enfin, la méthode de la plaque chaude gardée a été utilisée pour déterminer les conductivités thermiques des quatre bétons mousses étudiés. Une faible conductivité thermique a été trouvée de l'ordre de 0,22 W/m°K. Ces résultats prouvent le pouvoir isolant du béton mousse.