Recycling of dredged sediments in self-consolidating concrete: mix design optimization and durability study

Abstract

La demande en matériaux de construction a considérablement augmenté, dont la grande majorité est d’origine naturelle. Étant donné que ces matériaux ne sont pas renouvelables, il est essentiel de trouver des matériaux alternatifs. Les études récentes menées à l’IMT Lille Douai ont montré que les matériaux issus de dragage possèdent des propriétés pouzzolaniques intéressantes et peuvent être utilisées comme ajouts cimentaires alternatifs ou comme filler. Vu le volume important dragué annuellement, cette valorisation aura des impacts environnementaux et économiques très positifs. Les objectifs visés dans cette recherche portent sur : la valorisation des sédiments du Grand Port Maritime de Dunkerque (France) dans des bétons autoplaçants (BAPs) comme ajouts cimentaires ; la valorisation des sédiments fluviaux du Château de l’Abbaye (France) dans des mortiers comme ajouts cimentaires afin d’évaluer la mobilité et la stabilité des éléments traces métalliques ; la solidification des sables dragués des Iles-de-la-Madeleine (Québec) par liant hydraulique afin de produire des roches artificielles. Dans l'ensemble, les résultats de ce travail sur les sédiments mettent en exergue la contribution substantielle de ces matériaux à l’amélioration des performances des bétons et supportent leur emploi comme ajouts cimentaires. Ces résultats contribuent à réduire l’empreinte du CO2 dans le béton, ainsi que les exploitations minières. Ils permettent également de mieux comprendre le comportement des sédiments dans les bétons à partir de certaines analyses et traitements, et d’identifier les milieux agressifs convenables à l’utilisation des sédiments.Abstract: The demand for building materials has increased enormously, and the vast majority are of natural origin. Since these materials are not renewable, it is essential to find alternatives. Recent studies at the IMT Lille Douai have shown that dredged materials have interesting pozzolanic properties and can be used as alternative cement additions or as filler. Given the large volume dredged annually, this recovery will have very positive environmental and economic impacts. The objectives of this research relate to: (1) The recycling of sediments from Grand Port Maritime de Dunkerque (France) in self-consolidating concrete (SCCs) as Supplementary cementitious materials (SCMs); (2) The recycling of fluvial sediments of Château l’Abbaye (France) in mortars as SCMs in order to assess the mobility and stability of heavy metal elements; (3) The solidification of the dredged sands of Iles-de-la-Madeline (Quebec) by hydraulic binder in order to produce artificial rocks. Overall, the results of this work on sediments highlight the substantial contribution of these materials to improving the performance of concrete and support their use as SCMs. These results contribute to reducing the footprint of CO2 in concrete, as well as mining. Also, contributes to understanding the behavior of sediments in concrete from certain analyzes and treatment. Thus, identify aggressive environments suitable for the use of sediments