Effet de couplage Temps-Température sur les performances du béton de structure à base de déchets recyclés

Abstract

This work investigates the influence of thermal curing regimes on the properties of concrete incorporating marble waste powder. To achieve this objective, 6%, 12%, and 18% of marble waste powder were introduced in concrete composition as a cement replacement. Then, concrete mixtures prepared were cured at temperatures of 25°C, 45°C, 65°C, and 85°C for 24 and 48 hours, respectively, to investigate the effect of these thermal treatments on the mechanical strengths of concrete mixtures. The durability properties were investigated through the water absorption, ultrasonic pulse velocity, and concrete resistance against HCl and H₂SO₄ ions attack. The results obtained showed that thermal treatment enhances the mechanical properties of concrete at early age, but tends to decrease them over the long term. At 2 days, the compressive strength increased by 49% and 25% for concretes containing 0% and 18% of marble waste powder and cured at 45°C for 24 hours, while at 85°C, the compressive strength of these mixtures decreases by 17% and 6%. The flexural strength also increased by 55% for concrete modified with 12% of marble powder and cured at 45°C for 24 hours. Furthermore, the increase in the curing time from 24 to 48 hours negatively affects the compressive strength of concretes modified with marble waste powder. The results obtained also showed that the increase in the temperature to 85°C increases the water absorption by 1% and decreases ultrasonic pulse velocity by 9%. Furthermore, concrete treatment at 45°C is found to be the optimum regime for concrete resistance to the acid attack, while the incorporation of marble powder mitigates the adverse effects of the higher temperature treatment. ------------------------------------------------------------------------- يبحث هذا العمل في تأثير أنظمة المعالجة الحرارية على خصائص الخرسانة التي تحتوي على مسحوق نفايات الرخام. ولتحقيق هذا الهدف، تم استبدال 6% و12% و18% من الأسمنت بمسحوق نفايات الرخام في تكوين الخرسانة، ثم عولجت الخلطات المحضرة عند درجات حرارة 25°م و45°م و65°م و85°م لمدة 24 و48 ساعة على التوالي، لدراسة تأثير هذه المعالجات الحرارية على المقاومة الميكانيكية للخلطات الخرسانية، كما تم أيضًا تقييم خصائص الاستدامة من خلال قياس امتصاص الماء وسرعة النبضات فوق الصوتية ومقاومة الخرسانة لهجوم أيونات حمضي الهيدروكلوريك والكبريتيك. أظهرت النتائج أن المعالجة الحرارية تعزز الخصائص الميكانيكية للخرسانة في المراحل المبكرة لكنها تميل إلى تقليلها على المدى الطويل، فعند اليوم الثاني ارتفعت مقاومة الضغط بنسبة 48.54% و24.82% للخلطات الخرسانية التي تحتوي على 0% و18% من مسحوق نفايات الرخام المعالجة عند 45°م لمدة 24 ساعة، بينما انخفضت مقاومة الضغط بنسبة 17.06% و6.67% عند المعالجة بدرجة 85°م، كما زادت مقاومة الانحناء بنسبة 54.84% للخرسانة المعدلة بـ12% من مسحوق الرخام والمعالجة عند 45°م لمدة 24 ساعة. علاوة على ذلك، فإن زيادة وقت المعالجة من 24 إلى 48 ساعة أثرت سلبًا على مقاومة الضغط للخلطات المعدلة بمسحوق نفايات الرخام، وأظهرت النتائج أيضًا أن رفع درجة الحرارة إلى 85°م زاد من امتصاص الماء بنسبة 0.99% وقلل من سرعة النبضات فوق الصوتية بنسبة 9.04%، بالإضافة إلى ذلك تبين أن المعالجة عند 45°م هي النظام الأمثل لمقاومة الخرسانة للهجوم الحمضي، في حين أن إدراج مسحوق الرخام يخفف من الآثار السلبية للمعالجة بدرجات حرارة مرتفعة. ------------------------------------------------------------------------- Ce travail étudie l'influence des régimes de cure thermique sur les propriétés du béton incorporant de la poudre de déchets de marbre. Pour atteindre cet objectif, des pourcentages de 6 %, 12 % et 18 % de poudre de marbre ont été introduits dans la composition du béton en remplacement du ciment. Ensuite, les mélanges de béton préparés ont été soumis à une cure à des températures de 25 °C, 45 °C, 65 °C et 85 °C pendant 24 et 48 heures respectivement, afin d'étudier l'effet de ces traitements thermiques sur les résistances mécaniques des mélanges. Les propriétés de durabilité ont été évaluées à travers l’absorption d’eau, la vitesse d’impulsion ultrasonique et la résistance du béton face à l’attaque des ions HCl et H₂SO₄. Les résultats obtenus ont montré que le traitement thermique améliore les propriétés mécaniques du béton au jeune âge, mais tend à les diminuer à long terme. A 2 jours, la résistance à la compression a augmenté de 49 % et 25 % pour les bétons contenants respectivement 0 % et 18 % de poudre de marbre et traités à 45 °C pendant 24 heures, tandis qu’à 85 °C, la résistance à la compression de ces mélanges a diminué de 17% et 6 %. La résistance à la flexion a également augmenté de 55 % pour le béton modifié avec 12 % de poudre de marbre et traité à 45 °C pendant 24 heures. En outre, l’allongement du temps de cure de 24 à 48 heures a eu un effet négatif sur la résistance à la compression des bétons modifiés avec de la poudre de marbre. Les résultats ont également montré qu’une augmentation de la température à 85 °C entraîne une augmentation de l’absorption d’eau de 1 % et une diminution de la vitesse d’impulsion ultrasonique de 9 %. Enfin, il a été constaté que le traitement du béton à 45 °C constitue le régime optimal pour la résistance à l’attaque acide, tandis que l’incorporation de poudre de marbre atténue les effets néfastes d’un traitement à température élevée.