LightWeight Self-CompactingLightWeight Self CompactingConcrete (LWSCC) :

project & experiences

4th CONCRETE INNOVATION FORUMFebruary 14, 2011- Heusden Zolder

Xavier Kestemont, Argex

LWSCC, 14/02/2011 1

IntroductionLWSCC : Combinaison avantages

béton léger Argex et SCCLWSCC

Introductionbéton léger Argex et SCC

manipulation aisée Mix design/Materials

Test results

Segregationtransportthermique (λ) et déperdition (ψ)

Segregation

Production LWSCC

q ( ) p (ψ)réduction poids mort,…

Attention particulière : Absorption d’eau (granulat léger poreux) ! Absorption d eau (granulat léger poreux) ! Risque de ségrégation !

Projet de recherche CSTC – 2006 – 2008

LWSCC, 14/02/2011 2

+ 5 years Argex experiences in EUR

Introduction1. Méthode flexible pour les

compositions (pas une compositon

LWSCC

Introduction compositions (pas une compositonoptimale)

Industrie Préfab

Mix design/Materials

Test results

Segregation

Variété de constituantsCombinaison résistance / densité (EN206-1)

Segregation

Production LWSCC

( )

Projet / objectifsobjectifs

2. Progr. software (modèle)3. Caract. rhéologie béton frais : g

valeurs propresLWSCC, 14/02/2011 3

Mix design & Materials Evaluation modèles théoriques Approche Brouwers

LWSCC

Introduction

Méthode Chinoise ≈ Courbes Andreasen et AndersenPas de proportion fixe pâte/sable/granulat

Sand

Mix design/Materials

Test results

Segregation Sand

= 40%

CementRésistance compression

Segregation

Production LWSCC

SCC = 100% =

Filler

Water/Adm

100

Powder + Aggr.

Demande d’eau

= 100%

Air60

80

100

Mix type D1.6Modified A&AFuller

Water/Adm

20

40

PSD

[%]

00.01 0.1 1 10 100 1000 10000

Particle size [µm]

LWSCC, 14/02/2011 4

Mix design & MaterialsGranulométrie: empilement optimal, mélanges robustes, bonne rhéologie, plus de sable => plus économiqueM dèl I t / O t t

LWSCC

IntroductionModèle = Input / Output

Granulométrie ciment, filler, sable et granulatsE/C, ciment, filler

Mix design/Materials

Test results

Segregation classe LC & DComposition LWSCCEstimation SP et VMA => difficile sur base du modèle thé i ( i ti é i )

Segregation

Production LWSCC

théorique (essai pratique nécessaire)

80

100CEM I 52.5 RLimestone fillerSand 0/2

40

60

80

PSD

[%]

Sand 0/2 Sand 0/5Lightweight sand (Argex AR 0/4 650)Lightweight aggregate (Argex AM 4/8 650)Lightweight aggregate (Argex AM 4/8 750)

0

20

40

0.01 0.1 1 10 100 1000 10000

Particle Size [µm]

LWSCC, 14/02/2011 5

Mix design & MaterialsArgex aggregates = poreux ! : Rhéologie??1° Saturation (min 20% W%)

LWSCC

Introduction 1 Saturation (min 20% W%)Mix design/Materials

Test results

SegregationSegregation

Production LWSCC

2° “coating”- secs = +++2 coating secs 20.84%20.00%

25.00%

UNCOATEDAM 4/8‐650 C• Reduction water absorption : 75 %•Moisture : max 9 %

9.00%

5 00%

13.00%

9.04%

12.02%

5 00%

10.00%

15.00%

COATED

•Moisture : max 9 %

LWSCC, 14/02/2011 60.50% 1.00%

4.00% 5.00%

0.00%

5.00%

5' 30' 24u

COATED

Mix design & MaterialsMixture design 

(kg/m³) D 1,4 ‐ D1,6 D1,6 D1,8 D2,0LWSCC

Introduction

LC 25/28 ‐ LC 30/33 LC30/33 LC35/38 LC45/50CEM I 52,5 R (N) 380 330 350 350Limestone filler 235 260 175 175

S d 0/2 0 0 80

Mix design/Materials

Test results

Segregation Sand 0/2 0 175 140 80Sand 0/5 0 0 645 885

AR0/4‐700 C 680 L (558 kg) 630 L (517 kg) 0 0

Segregation

Production LWSCC

ARGEX avecCoatingW/C : 75% x

AR0/4 700 C 680 L (558 kg) 630 L (517 kg) 0 0

AM4/8‐650 C 325 L (237 kg) 220 L (161 kg) 580 L (423 kg) 0

AM4/8 750 C 0 0 0 400 L (327 kg)W/C : 75% x absorptiond’eau 30’

AM4/8‐750 C 0 0 0 400 L (327 kg)Water 195 175 170 170

SP 4 4,2 4,2 4,2VMA 3 2 6 2 3 3 7VMA 3 2,6 2,3 3,7

Density fresh (kg/m³) 1612 1625 1910 1995W/C 0,43 0,45 0,45 0,47

LWSCC, 14/02/2011 7

W/P 0,38 0,39 0,41 0,43argex weight : wet

Test resultsCorrection empirique (ici classe D1,6)

LWSCC

Introduction

Mix design/Materials

Test results

SegregationSegregation

Production LWSCC

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Test resultsLWSCC

Introduction

28 daysMix design/Materials

Test results

SegregationSegregation

Production LWSCC

24 hours24 hours

LWSCC, 14/02/2011 9

Test resultsPoints clés

é

LWSCC

Introduction

Essais béton fraisMix design/Materials

Test results

SegregationSegregation

Production LWSCC

Not suitableNot suitable

Critères pour LWSCC avec valeurs min et max propres !Ref. FprEN 206-9 !!

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p p p

SlumpflowSlumpflow: 700 – 750 mm (class SF2)

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V-FunneltimeV-Funneltime: 5-25 sec (classes VF1 & VF2)

LWSCC, 14/02/2011 12

L-box ratioL-box ratio: minimum 0,70 (no class)

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SégrégationLWSCC

Introduction

Mix design/Materials

Test results

SegregationSegregation

Production LWSCC Ressuage:OUT!

BETON FRAISContrôle visuel à la m. en o.

Délavement granulats:OUT !!OUT !!

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SégrégationLWSCC

Introduction J-RingMix design/Materials

Test results

Segregation

J Ring

Slump flow

Segregation

Production LWSCC

Slump-flow

Homogène – pas de couronne de laitance = OK!couronne de laitance OK!

BETON FRAISBETON FRAISEssaisLWSCC, 14/02/2011 15

SégrégationLWSCC

Introduction

Mix design/Materials

Test results

SegregationSegregation

Production LWSCC

Laitance délavementLaitance, délavement= OUT !!

BETON FRAISBETON FRAISEssaisLWSCC, 14/02/2011 16

SégrégationLWSCC

Introduction BETON Mix design/Materials

Test results

Segregation

DURCIContrôle visuel

Segregation

Production LWSCCsur pièce

délavement granulats, coinspeu nets qualité depeu nets , qualité de surface… : OUT !

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SégrégationLWSCC

IntroductionBETON DURCIMix design/Materials

Test results

Segregation

DURCIContrôlevisuel des cubesSegregation

Production LWSCC

visuel des cubes

D 1.6 – LC 30/33 = OK !matrice sable & granulats légers

D 1.8 – LC35/38 = OUT ! granulats légers + sable ordinairegranulats légers + sable ordinaire

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SégrégationLWSCC

IntroductionBETON DURCIMix design/Materials

Test results

Segregation

DURCIContrôlevisuel des cubesSegregation

Production LWSCC

visuel des cubes

D 1.8 – LC35/38 OUT ! (matrice sable léger)

OK !

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Production LWSCCLWSCC

Introduction

Mix design/Materials

Test results

SegregationSegregation

Production LWSCC

Panneaux prefab. (bâtimentsp (industriels, résidentiels, modules SDB préfab, …)

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Production LWSCC

MOV00408.AVIMOV00408.AVI

MOV00434.AVILWSCC, 14/02/2011 21

Production LWSCC

Balcons préfab

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Production LWSCCPanneaux “sandwich” : bât résidentielsbât. résidentielsavec ou sans façades

text., ….

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Production LWSCC

C tCavaux, poutres…

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Production LWSCCDivers : escaliers, longrines, bandeau, g , ,table ping-pong …

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Thank you very much for your attention!Thank you very much for your attention!

Q ti ?Questions ?

xavier.kestemont@argex.be

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