Etude de comportement d’un béton de fibre a bas de carbone

Abstract

In this research project, I developed and experimentally evaluated a low-carbon concrete mix by fully replacing traditional Portland cement with ground granulated blast furnace slag (GGBFS). To activate the slag’s latent hydraulic properties, I used two environmentally friendly alkaline activators: sodium silicate and sodium carbonate. These were chosen as safer, more sustainable alternatives to highly corrosive activators like sodium hydroxide (NaOH). I also incorporated metallic fibers into the mix to enhance the tensile strength, post-cracking behavior, and overall mechanical performance of the concrete. The experimental work included both laboratory-scale testing and large-scale casting, following a precise methodology for mixing and curing. The study covered various parameters such as bulk density, setting time, compressive strength, and the evolution of mechanical properties over time. The results I obtained confirmed the technical feasibility and environmental benefits of the proposed formulation, highlighting its potential as a reliable and sustainable alternative for modern concrete construction. ---------------------------------------------------------------------------------- فيهذاالبحث،قمتُبإجراءدراسةتطبيقيةتهدفإلىتطويرخرسانةمنخفضةالكربون،منخلالاستبدالالإسمنتالبورتلانديبالكاملبمادةالخبث (ناتجثانويللأفرانالعالية). وقداستخدمتُلتنشيطهذهالمادةمفعّلينقاعديينأقلضررًامنالموادالتقليدية: سيليكاتالصوديوموكربوناتالصوديوم،وذلكلقدرتهماعلىإطلاقالخصائصالكامنةللخبثوتحقيقاستجابةميكانيكيةمناسبة. كماأدرجتُالأليافالمعدنيةضمنالتركيبةلتحسينمقاومةالشدوالتحكمفيالتشققاتوتعزيزأداءالخرسانةبعدالتصلب. أجريتُعدةتجاربعلى نطاق صغير (اختبارات أولية) وواسعة النطاق (تركيبة مُعتمدة)،شملتتحضيرالخلطات،تحديدالكتلةالحجمية،قياسأزمنةالتصلب،واختبارمقاومةالضغط. كماركّزتُعلىمراقبةتطورالخصائصمعمرورالوقت. بينتالنتائجالتيتوصلتُإليهاأنالخرسانةالمقترحةتُظهرأداءًا جيدًامنحيثالصلابة،الاستقرار،والجدوىالتقنية،إلىجانبكونهاخيارابيئيًايساهمفيتقليلالبصمةالكربونيةويواكبمتطلباتالبناءالمستداموالاقتصادي. -----------------------------------------------------------------------------------

Résumé Dans ce mémoire, j’ai entrepris une étude expérimentale visant à concevoir un béton à faible impact environnemental, en remplaçant intégralement le ciment Portland par du laitier de haut fourneau. Pour activer ce liant latent, j’ai utilisé deux types d’activateurs alcalins : le silicate de sodium et le carbonate de sodium, choisis pour leur caractère moins nocif et plus durable par rapport aux activateurs traditionnels comme la soude caustique (NaOH). J’ai également intégré des fibres métalliques dans la formulation afin de renforcer la résistance à la traction, et le comportement post-fissuration du béton. Tout au long de mon travail, j’ai mené une série d’essais expérimentaux, à la fois à petite échelle (en laboratoire) et à grande échelle (coulage de dalles), en suivant une méthode rigoureuse de préparation et de malaxage. Les analyses ont porté sur plusieurs propriétés : masse volumique, temps de prise, résistance à la compression, ainsi que l’évolution des caractéristiques mécaniques au fil du temps. Les résultats obtenus ont mis en évidence la performance de la formulation proposée, sa faisabilité technique de notre nouvel béton, et son potentiel comme solution alternative durable, répondant aux enjeux de la transition écologique dans le domaine de la construction.