Composition design and characterization of aluminous-cement-based concrete with recycled aggregates from waste refractory bricks.

B. Amrane, S. Kennouche, B. Hami

Abstract


Abstract: This study examined the effect of elevated temperatures on the properties of refractory concrete made with recycled aggregates from wastes of alumina-silicate bricks and calcium aluminate cement as a binder. Mixture proportions were determined according to the Dreux-Gorisse design method for micro-concretes. The evolution of the concrete  rheological behavior from quasi-brittle, between room and 900 °C, to viscous at higher temperatures was shown by compression tests performed from room temperature to 1200 °C on cubic (40 × 40 × 40 mm3) specimens. Physical characteristics and compressive strength of hardened samples are also investigated at the room temperature after being fired at various temperatures. Investigated physical properties included bulk density and porosity. The results indicate that the density as well as the compressive strength decrease in the temperature range of 25 °C. to 1200 °C.  By contrast, porosity is inversely proportional to temperature and density.


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References


Pašalić, S.; Vučetić S.; Zorić, D.; Ducman, V.; & Ranogajec, J. Pozzolanic mortars based on waste building materials for the restoration of historical buildings. Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly 18 (2012) 147–154.

doi: 10.2298/CICEQ110829056P.

Saidi, M.; Safi, B.; Bouali, K.; Benmounah, A.; & Samar, M. Improved behaviour of mortars at a high temperature by using refractory brick wastes. International Journal of Microstructure and Materials Properties 10 (2015).

doi:10.1504/IJMMP.2015.074992

González, J. S.; Gayarre, F. L.; Pérez, C. L.C. ; Ros, P. S. ; & López, M. A. S. Influence of recycled brick aggregates on properties of structural concrete for manufacturing precast prestressed beams. Construction and Building Materials 149 (2017) 507–514.

doi:10.1016/j. conbuildmat.2017.05.180

Letelier, V.; Tarela, E.; & Moriconi, G. Mechanical properties of concretes with recycled aggregates and waste brick powder as cement replacement. Procedia Engineering 171 (2017) 627–632.

doi:10.1016/j.proeng.2017.01.396

Saidi, M.; Safi, B.; Benmounah, A.; Megdoud, N.a; & Radi, F. Physico-mechanical properties and thermal behavior of firebrick-based mortars in superplasticizer presence. Construction and Building Materials 104 (2016) 311–321.

doi:10.1016/j.conbuildmat.2015.12.026

Subaşı, S.; Öztürk, H.; & Emiroğlu, M. Utilizing of waste ceramic powders as filler material in self-consolidating concrete. Construction and Building Materials 149 (2017) 567–574.

doi:10.1016/j.conbuildmat.2017.05.180

Dreux, G.; Festa, J. Nouveau guide de béton, Ed. Eyrolles, Paris (1995).

Calcium aluminate cement, Technical attention service, Ciments Molins Industrial, Ed. 01/12.

Norme NF EN 933-1/A1, Fevrier 2006. Essais pour déterminer les caractéristiques géométriques des granulats - Partie 1 : détermination de la granularité - Analyse granulométrique par tamisage.

Norme NF EN 1097-3 Août 1998 Essais pour déterminer les caractéristiques mécaniques et physiques des granulats - Partie 3 : méthode pour la détermination de la masse volumique en vrac et de la porosité intragranulaire

Norme NF EN 14647 (décembre 2006) : Ciment d’aluminates de calcium – Composition, spécifications et critères de conformité.

Dreux, G. Guide pratique du béton, Collection de l’institut technique du batiment et des travaux publics (1970).

Dreux, G. ; Festa, J. Nouveau guide du béton et de ses constituants Ed. Eyrolles, Paris 1995.

Les bétons: Formulation, fabrication et mise en œuvre. Collection technique CIMEBETON. Centre d’information sur le ciment et ses applications (2013).

Norme NF EN 12350-5, Juin 2009. Essais pour béton frais - Partie 5 : essai d'étalement à la table à choc.

ISO 1927-7:2012(en) Monolithic (unshaped) refractory products — Part 7: Tests on pre-formed shapes

EN ISO 1927-8:2012: Monolithic (unshaped) refractory products - Part 8: Determination of complementary properties

Norme DIN 51730 Septembre 2007, Essais des combustibles solides - Détermination de la fusibilité des cendres – (Prüfung fester Brennstoffe - Bestimmung des Asche- Schmelzverhaltens)

Jean Michel Auvray. Elaboration et caractérisation à haute temperature de bétons réfractaires à base d’alumine spinelle. Thèse de Doctorat, Université de Limoges (2003).

Hernandez, J.F. Comportement thermomécanique des bétons réfractaires et des revêtements monolithiques des poches à acier : influence de la déshydratation. Thèse de doctorat du LMT Cachan (2000).

Briebach, A.V. A review of refractory hydraulic cements. Transactions and journal of the British Ceramic Society. 71 (1972) p.153-158.

Myhre, B. and Sunde, K. Alumina based castables with very low contents of hydraulic compound. Part I: The effect of binder and particle size distribution on flow and set. In: Proc. UNITECR ‘95, Kyoto, Japan, Technical Association of Refractory Japan (1995).

Soro,J. Elaboration par coulage en bande et caractérisation de composites fibreux à matrice à base de ciment alumineux. PhD thesis de l’université de Limoges (2005) 128 p.

Gimet, N. Description des évolutions physico-chimiques d’un ciment alumineux au jeune âge et au cours de son vieillissement: Caractérisation ultrasonore in-situ en mode infini et en réflexion. PhD thesis, de l’université de Limoges (2001) 201 p.

Sato, M.; Takata, M.; Koga, Y.; Iwamoto, S. Alumina cement for advanced monolithic refractories. Taikabutsu Overseas 19 [3] (1999) 44-47.

Benali, F. Elaboration etcaractérisation d’un réfractaire monolithique à base de kolin. Thèse de doctorat, Université de Sétif (Algérie) (2015).

Edwige Yeugo Fogaing. Caractérisation à haute température des propriétés d’élasticité de réfractaires electrofondus et de bétons réfractaires. Thèse Doctorat, Université de Limoges (2006)

Fabien Simonin. Comportement thermomécanique de bétons réfractaires alumineux contenant du spinelle de magnésium. Thèse de Doctorat, Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (2000).

Andreasen, A. H. M.; Andersen, J. Über die beziehung zwischen kornabstufung und zwischenraum in produkten aus losen körnern (mit einigen experimenten). Kolloid Z. 50 (1930) p.217-228.

Blundell R.; Diamond C.; Browne R.G. The properties of concrete subjected to high temperatures. London: CIRIA Underwater Engineering Group, (1976) 4p., Technical notes n°9.

Roux, F.J.P. Concrete at elevated temperatures. Ph.D. Thesis, University of Cape Town (1974)

Lemaistre H. Etude des propriétés thermomécaniques de divers réfractaires. Thèse de Doctorat : Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (1997) 127 p.

Roosefid, M.; Ouedraogo, E.; Prompt, N. ; Miras, A. Caractérisation et modélisation du comportement thermomécanique de bétons réfractaires silico-alumineux, in: 17ième Congrès Franc¸ais de Mécanique (CFM 2005) Troyes, Septembre 2005.C.

Ouedraogo, E.; Prompt, N. High temperature mechanical characterization of an alumina refractory concrete for Blast Furnace main through. Part II: material behaviour. Journal of European Ceramic Society 28 (2008) 2867–2875.

Jouenne. Traité de céramiques et de matériaux minéraux. Editions Septima, Paris (1975) p. 268.

Aliprandi, G. Matériaux réfractaires et céramiques techniques. Editions Septima, Paris (1979) pp. 1–612.


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