Experimental investigation of the variability of concrete durability properties

One of the main objectives of the APPLET project was to quantify the variability of concrete properties to allow for a probabilistic performance-based approach regarding the service lifetime prediction of concrete structures. The characterization of concrete variability was the subject of an experimental program which included a significant number of tests allowing the characterization of durability indicators or performance tests. Two construction sites were selected from which concrete specimens were periodically taken and tested by the different project partners. The obtained results (mechanical behavior, chloride migration, accelerated carbonation, gas permeability, desorption isotherms, porosity) are discussed and a statistical analysis was performed to characterize these results through appropriate probability density functions

Durability performance assessment of non-standard cementitious materials for buildings: a general method applied to the French context

This letter focuses on the technical assessment of new products or systems in the Building sector before being placed on the market in the French and European context. In particular, it discusses the assessment of the durability aspect of innovative products or systems based on cementitious materials that do not meet specifications of standards. After a brief review of the regulatory context and existing assessment procedures, an example of method of assessment is proposed. There are six successive stages, from describing an invention to choosing relevant testing methods and assessment criteria. Thematic fact sheets describing the different kinds of known alteration for cementitious materials and associated performance assessment methods are presented. An applicant and an assessor are invited to expand the scope of their investigation in case of significant technological leap forward that involve the use of a product/system in a field of application that may not be covered by the current fact sheets

Interest of using a model combining carbonation/chloride ingress and depassivation to better anticipate the rehabilitation of concrete structures

Mastering and optimizing the durability of concrete structures and also the rehabilitation of concrete structures is a major challenge for all actors of the concrete construction field. An experimental program is conducted to get a complete characterization of the mechanical, chemical and physical properties of four concretes and their performances towards the main aggressive environment for the reinforcement corrosion. The evaluated durability properties are chloride migration, porosity, water absorption and carbonation. Moreover, for each concrete, some reinforced specimens are manufactured to measure the electrochemical properties of the reinforcement such as potential. The project achievements are used to optimize and improve the durability model SDReaM-crete developed by Cerib and LMDC. This model can simulate the migration of chlorides, the combination of this migration with the mechanism of carbonation and the corrosion of reinforcing bars according to wetting-drying cycles. Finally, the present work aims to optimize the sizing of the cover thickness for new structures and to facilitate the lifespan prediction for existing structures. This paper describes the model SDReaM-crete and its recent improvements. Some experimental results and some interpretations as well as simulations made with SDReaM-crete are also presented

Propriétés des bétons de granulats recyclés

GC'2015, Paris, FRANCE, 18-/03/2015 - 19/03/2015L'utilisation de granulats recyclés (GR) provenant de la déconstruction dans de nouvelles structures en béton peut permettre de valoriser ces déchets. En France, le projet national RECYBETON impliquant 43 partenaires pour un budget de 4,8 M d'euros et le projet ANR ECOREB s'intéressent à lever les verrous technologiques concernant ce type de granulat afin de mieux maitriser leur utilisation et de les introduire encore d'avantage dans le contexte normatif. Plusieurs travaux ont été réalisés pour étudier l'utilisation des GR en remplacement partiel ou total des granulats naturels (GN) dans la fabrication de nouveaux bétons [1,2]. La faible densité et le taux d'absorption d'eau élevé des GR sont les facteurs influençant le plus les propriétés des bétons de GR. De nombreux auteurs attribuent ces différences aux propriétés du mortier d'origine contenu dans les granulats recyclés [3,4]. D'autres études montrent que le béton à base de GR grossiers découlant du recyclage peut avoir des propriétés mécaniques similaires à celles des bétons classiques [5]. Cet article propose une nouvelle approche permettant d'améliorer les propriétés des bétons de GR (la résistance à la compression, la porosité, la diffusion des chlorures et la perméabilité au gaz), en optimisant la formulation des bétons (le rapport E/L et la quantité de superplastifiant)

Durabilité des structures en béton incorporant des granulats recyclés

Conférence Internationale Francophone NoMaD, Nouveaux Matériaux et Durabilité, Douai, FRANCE, 05-/11/2015 - 06/11/2015De nos jours, le développement durable occupe une place de plus en plus importante dans la société. Deuxième matériau le plus consommé dans le monde après l'eau, le béton fait l'objet de nombreuses études destinées à valoriser sa réutilisation lors de la fin de vie des constructions. En ce sens, le projet national français RECYBETON et le projet ANR ECOREB associé visent à lever les verrous techniques concernant la réutilisation de béton issu de la déconstruction sous forme de granulat. Un des objectifs du projet ANR ECOREB consiste à évaluer l'influence des granulats issus du recyclage sur les propriétés de durabilité des bétons liées aux risques de corrosion des armatures. Les précédents travaux réalisés sur le sujet ont mis en évidence que les granulats issus de béton concassé sont généralement plus poreux que les granulats traditionnels et conduisent à une diminution des propriétés de durabilité. Les travaux présentés dans cet article portent sur la résistance des bétons incorporant des granulats recyclés à la carbonatation et à la migration des chlorures. Des analyses comparatives ont été menées sur trois familles de bétons de différentes classes de résistance : C25/30, C35/45 et C45/55. Pour chacune des familles, trois bétons ont été réalisés : deux avec des granulats recyclés, un troisième comportant des granulats traditionnels (référence). Pour chaque famille de béton, deux types de cure ont été étudiés : une cure humide (conservation 90 jours dans l'eau) et une cure "sèche" (conservation 3 jours dans l'eau puis 87 jours à 20 °C et 60 % d'humidité relative). Des essais accélérés de carbonatation et de migration des ions chlorure sous champs électrique en régime transitoire ont été réalisés sur ces bétons

Interest of using a model combining carbonation/chloride ingress and depassivation to better anticipate the rehabilitation of concrete structures

Mastering and optimizing the durability of concrete structures and also the rehabilitation of concrete structures is a major challenge for all actors of the concrete construction field. An experimental program is conducted to get a complete characterization of the mechanical, chemical and physical properties of four concretes and their performances towards the main aggressive environment for the reinforcement corrosion. The evaluated durability properties are chloride migration, porosity, water absorption and carbonation. Moreover, for each concrete, some reinforced specimens are manufactured to measure the electrochemical properties of the reinforcement such as potential. The project achievements are used to optimize and improve the durability model SDReaM-crete developed by Cerib and LMDC. This model can simulate the migration of chlorides, the combination of this migration with the mechanism of carbonation and the corrosion of reinforcing bars according to wetting-drying cycles. Finally, the present work aims to optimize the sizing of the cover thickness for new structures and to facilitate the lifespan prediction for existing structures. This paper describes the model SDReaM-crete and its recent improvements. Some experimental results and some interpretations as well as simulations made with SDReaM-crete are also presented

Some Properties of concretes containing recycled aggregates

International Conference on Sustainable Structural Concrete, LA PLATA, ARGENTINE, 15-/09/2015 - 18/09/2015This paper presents the results of an experimental campaign which aimed at determining the viability of incorporating recycled aggregates from concrete, in the production of a new concrete, with acceptable performances for its use in new structures. Nine concrete mixtures with different recycled aggregates contents and with different water to binder (w/b) ratio were studied. The mean compressive strength for the reference concretes is comprised between 30 and 60 MPa. Tests were performed to measure compressive strength, porosity, chloride diffusion and gas permeability. The results indicated that the porosity of recycled aggregates concrete strongly depends on recycled aggregates contents. Chloride diffusion and permeability are also modified. For practical use, it is important to note that these durability properties can be improved by the optimization of the mix, in particularly the w/b ratio of the new concrete

Propriétés liées à la durabilité : Chapitre 12. In : "Le béton recyclé"

Ce chapitre présente les travaux réalisés dans le cadre du Projet National RECYBETON et de l'ANR ECOREB pour étudier l'influence des granulats de béton recyclé (GBR) sur les propriétés de durabilité des bétons. De nombreuses études antérieures ont montré que les GBR sont plus poreux que les granulats naturels et qu'ils peuvent, de ce fait, altérer les propriétés de durabilité des bétons. Les propriétés de durabilité étudiées sont celles liées aux risques de corrosion des armatures (carbonatation, migration des chlorures, perméabilité à l'air, porosité), à la résistance aux cycles de gel/dégel, à la réaction alcali-silice et à la présence de sulfates (formation d'ettringite/thaumasite). Les résultats montrent que la porosité accessible à l'eau n'est pas un indicateur de durabilité suffisant à lui seul pour caractériser le risque de corrosion. Il est plus pertinent de considérer aussi le coefficient de diffusion des chlorures et la résistance du béton à la carbonatation. De façon prévisible, les GBR modifient les propriétés de transfert du béton, selon leur porosité, le taux de substitution et la compacité de la matrice cimentaire du nouveau béton. En optimisant la formulation (diminution du rapport E/L notamment), on peut cependant obtenir des bétons aussi résistants que les bétons constitués uniquement de granulats naturels. La résistance au gel des GBR dépend des caractéristiques du béton parent. Les bétons de GBR résistent donc aux cycles de gel/dégel avec ou sans sels de déverglaçage dès lors que les GBR sont intrinsèquement résistants au gel et que les règles de formulation habituelles (teneur en liant, rapport E/L, teneur en air entraîné, etc.) sont respectées

Propriétés liées à la durabilité : Chapitre 12. In : "Le béton recyclé"

Ce chapitre présente les travaux réalisés dans le cadre du Projet National RECYBETON et de l'ANR ECOREB pour étudier l'influence des granulats de béton recyclé (GBR) sur les propriétés de durabilité des bétons. De nombreuses études antérieures ont montré que les GBR sont plus poreux que les granulats naturels et qu'ils peuvent, de ce fait, altérer les propriétés de durabilité des bétons. Les propriétés de durabilité étudiées sont celles liées aux risques de corrosion des armatures (carbonatation, migration des chlorures, perméabilité à l'air, porosité), à la résistance aux cycles de gel/dégel, à la réaction alcali-silice et à la présence de sulfates (formation d'ettringite/thaumasite). Les résultats montrent que la porosité accessible à l'eau n'est pas un indicateur de durabilité suffisant à lui seul pour caractériser le risque de corrosion. Il est plus pertinent de considérer aussi le coefficient de diffusion des chlorures et la résistance du béton à la carbonatation. De façon prévisible, les GBR modifient les propriétés de transfert du béton, selon leur porosité, le taux de substitution et la compacité de la matrice cimentaire du nouveau béton. En optimisant la formulation (diminution du rapport E/L notamment), on peut cependant obtenir des bétons aussi résistants que les bétons constitués uniquement de granulats naturels. La résistance au gel des GBR dépend des caractéristiques du béton parent. Les bétons de GBR résistent donc aux cycles de gel/dégel avec ou sans sels de déverglaçage dès lors que les GBR sont intrinsèquement résistants au gel et que les règles de formulation habituelles (teneur en liant, rapport E/L, teneur en air entraîné, etc.) sont respectées

The FastCarb project: Taking advantage of the accelerated carbonation of recycled concrete aggregates

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