Mechanical and durabiliry properties of environmentally friendly Ultra-High-Performance Concrete (UHPC)

Abstract

International audienceThis paper deals with mechanical and durability performances of more sustainable Ultra-High Performance Concrete (UHPC) by integrating high volumes of Blast Furnace Slag (BFS). Three substitution rates of cement by slag are explored (30%, 50% and 80%). Results show that a slag content of 30% improves slightly the compressive strength of concrete, whereas the strength of UHPCs containing 50% and 80% of slag are significantly reduced, particularly at early age. At 3 days, when the slag content increases, the porosity of UHPC mixtures with high slag content increases. In contrast, at 90 days, the volume of capillary pores decreases greatly and the global pores network becomes finer, when cement is substituted by BFS. This, results in decreasing gas permeability (1.5-6 times) and chloride diffusion (up 4 times). Results show also that all tested UHPCs have quite the same CO2 depth, after an exposure of 1 year. Indeed, the decrease of porosity, when BFS is added, is balanced by the decrease of pH, which promotes CO2 diffusion.Le présent article traite des performances mécaniques et de durabilité d'un Béton Ultra-Haute Performance (BUHP) plus durable, avec des teneurs en laitier élevées. Trois taux de substitution du ciment par des laitiers des hauts fourneaux (LHF) sont explorés (30%, 50% et 80%). Les résultats montrent qu'une teneur de 30% de laitier améliore légèrement la résistance à la compression, alors qu'avec 50% et 80% de LHF, la résistance à la compression chute significativement. A 3 jours, lorsque la teneur en LHF augmente, la porosité du béton augmente. A 90 jours, la réaction des LHF induit une diminution de la porosité capillaire et le réseau poreux devient plus fin. Ainsi, la perméabilité au gaz et la diffusion des ions chlore diminuent significativement. Les résultats montrent aussi que tous les bétons testés ont une profondeur de carbonatation similaire, après une année d'exposition au CO2. En effet, la diminution de la porosité, due à l'ajout des LHF est équilibrée par la diminution du pH, qui favorise la diffusion de CO 2

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