Suitability of GGBFS as a cement replacement for concrete in hot arid climates: Fid-Bau Portal

Suitability of GGBFS as a cement replacement for concrete in hot arid climates

Robins, P. J. / Austin, S. A. / Issaad, A.

Abstract Three ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) concretes (30, 50 and 70% cement replacement) together with an OPC control, all designed for equal workability and 28-day water-cured strength, are compared when subjected to a variety of curing methods and exposure in both a temperate and a hot arid climate. The effect of replacement level on cube and core strengths, ultrasonic pulse velocity, surface hardness, water absorption and permeability are reported. The test showed conclusively that the 50%, replacement level was best and that a GGBFS concrete can be superior to an equivalent all-OPC concrete in a hot climate, provided that proper curing is provided.

Resume On compare trois bétons de laitiers granulaires broyés (GGBFS) (remplaçant le ciment dans une proportion de 30, 50 et 70%) et un béton de ciment Portland ordinaire (OPC); ces bétons, d’une ouvrabilité identique et d’une résistance à 28 jours en conservation humide, ont été soumis à diverses méthodes de cure et d’exposition, à la fois en climat tempéré et en climat chaud et aride simulé. Les moyens de conservation utilisés étaient une toile d’emballage humide, une feuille de polyéthylène, une membrane de conservation et l’air (c’est à dire sans protection). Immédiatement après le moulage, on a placé les éprouvettes dans une pièce climatique dans laquelle le cycle diurne atteignait 43±2°C et 25 à 30% d’humidité relative, tandis que le cycle nocturne se situait entre 10 et 13°C et 70–75% d’humidité relative. On rapporte l’effet du pourcentage de substituant sur la résistance sur cube et au carottage, sur la vitesse d’auscultation dynamique, la dureté superficielle l’absorption d’eau et la perméabilité à 7, 14 et 28 jours. Les essais ont montré que le pourcentage optimal de laitier était de 50% et qu’un béton GGBFS peut être supérieur sous climat chaud, à un béton OPC équivalent fait uniquement de ciment Portland, pourvu qu’il ait subi la cure appropriée. Dans des conditions arides, certains mélanges de laitiers conservés en atmosphère humide ont montré des résistances à 28 jours plus élevées que le mélange OPC, mais sans conservation appropriée, la résistance a diminué avec l’augmentation de la quantité de substituant d’une manière similaire à celle observée dans des conditions tempérées. L’essai d’absorption d’eau et de perméabilité a indiqué que, dans un climat chaud, le GGBFS est, en général, moins perméable que le béton OPC en cure humide. Toutefois, sans une cure humide, le béton GGBFS a davantage souffert que le béton OPC et a été très perméable. Dans une ambiance tempérée, on a observé des diminutions de la perméabilité pour des taux de laitier s’élevant à 50% et davantage. Non seulement la résistance, mais aussi la vitesse d’auscultation dynamique, l’absorption d’eau et la perméabilité à l’air ont clairement montré que la toile d’emballage humide était le meilleur conservateur, que l’enveloppe de polyéthylène ou la membrane étaient également efficaces (légère supériorité, en général, du polyéthylène), alors qu’en l’absence de protection on obtenait un béton de médiocre qualité.