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Physical and mechanical studies on binary blended Portland cements containing mordenite-rich tuff and limestone filler

Étude physico-mécanique des mortiers de ciment binaires contenant un tuf riche en mordénite et un filler calcaire

¹ Laboratoire de Génie de la Construction et d’architecture, Faculté de Technologie, Université de Bejaïa, 06000 Bejaïa, Algeria
² Université de Nantes, Polytech Nantes, GeM, UMR CNRS 6183, 58 rue Michel-Ange, BP 420, 44600 Saint-Nazaire, France

^* e-mail: ouali.amiri@univ-nantes.fr

Received: 25 September 2017
Accepted: 25 April 2019

Abstract

In this research, we made physical and mechanical analyses thanks to which we deduced that the potential of replacing the Portland cement up to 20% by modernite-rich tuff (TM) and limestone filler (LF). The experimental procedure was done in two main stages. The first stage was dedicated to the pastes, including water requirement, setting time, hydration heat and free Ca(OH)₂ content. In the second stage, mechanical and physical properties of mortars, water porosity and pore size distribution were studied. The final results show that LF mixtures closest to the control mixtures unlike the MT mixtures which exhibited a high water demand, less free Ca(OH)₂, rapid appearance of the maximum thermal effect, an increase in the total and water accessible porosity, there is also a delay in improving of strength.

Résumé

En s’appuyant sur des essais physiques et mécaniques, l’objectif de cette étude est de mettre en évidence l’intérêt du remplacement jusqu’à 20 % du ciment Portland par un tuf riche en mordénite et un filler calcaire. La compagne expérimentale a été réalisée sur deux parties, la première dédiée aux pâtes, évalue le besoin en eau, le temps de prise, la chaleur d’hydratation et la teneur en Ca (OH)₂ libre. Dans la seconde partie, les propriétés mécaniques et physiques des mortiers, la porosité à l’eau et la distribution de la taille des pores ont été étudiées. Les principaux résultats ont montré que, à l’opposé des mélanges de tuf riche en mordénite, ceux de filler calcaire semblent être les plus proches au mélange témoin. Les mélanges de tuf se caractérisent par : une forte demande en eau, une baisse de la quantité de Ca (OH)₂ libre, une apparition rapide du pic thermique maximal, une amélioration de la porosité accessible à l’eau et de la porosité totale et enfin, un retard dans l’amélioration de la résistance à la flexion et à la compression.