Published January 1, 2024
| Version v1
Publication
Development of a durability indicator to forecast the efficiency of preventive measures against external sulphate attack
Creators
- 1. University of Ottawa
- 2. Universidade Federal do Oeste da Bahia
- 3. Universidade Federal do Paraná
Description
Currently, the C3A content of binders is considered the most important factor contributing to external sulphate attack (ESA) deterioration. However, portlandite is also deemed to play a major role in ESA development. Yet, there are very few researches on this topic. This paper evaluates physical (i.e., induced expansion and mass variation, ultrasonic pulse velocity, dynamic modulus of elasticity, modulus of rupture and compressive strength) and chemical (i.e. X-ray diffraction and thermogravimetry) properties of seven mortar mixtures presenting distinct binders (i.e. cement types, inert fillers and supplementary cementing materials) and exposed to different sulphate solutions (i.e. sodium and magnesium). Correlations are conducted between data obtained in the laboratory, and a theoretical approach to describe cementitious mixtures' susceptibility against ESA is then proposed. Results show that the proposed durability indicator (i.e., predicted portlandite amount and potential of ettringite formation) are well correlated with ESA-induced expansion and damage. Moreover, the influence of portlandite on ESA seems to depend on the type of sulphate attack (i.e., Na2SO4 or MgSO4). Finally, highly reactive SCMs and consequent higher portlandite consumptions seem to increase the overall deterioration due to MgSO4 exposure.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في الوقت الحالي، يعتبر محتوى C3a من المواد اللاصقة أهم عامل يساهم في تدهور هجوم الكبريتات الخارجي (ESA). ومع ذلك، يُنظر إلى البورتلانديت أيضًا على أنها تلعب دورًا رئيسيًا في تطوير وكالة الفضاء الأوروبية. ومع ذلك، هناك عدد قليل جدًا من الأبحاث حول هذا الموضوع. تقيّم هذه الورقة الخصائص الفيزيائية (أي التمدد المستحث وتباين الكتلة، وسرعة النبض بالموجات فوق الصوتية، ومعامل المرونة الديناميكي، ومعامل التمزق وقوة الانضغاط) والكيميائية (أي حيود الأشعة السينية والقياس الحراري) لسبعة خلائط ملاط تقدم مواد رابطة متميزة (أي أنواع الأسمنت، والحشوات الخاملة ومواد الأسمنت التكميلية) وتتعرض لمحاليل كبريتات مختلفة (أي الصوديوم والمغنيسيوم). يتم إجراء الارتباطات بين البيانات التي تم الحصول عليها في المختبر، ثم يتم اقتراح نهج نظري لوصف قابلية الخلائط الأسمنتية ضد ESA. تظهر النتائج أن مؤشر المتانة المقترح (أي كمية البورتلانديت المتوقعة وإمكانات تكوين الإيترينجيت) يرتبط ارتباطًا جيدًا بالتوسع والضرر الناجمين عن ESA. علاوة على ذلك، يبدو أن تأثير البورتلانديت على وكالة الفضاء الأوروبية يعتمد على نوع هجوم الكبريتات (أي Na2SO4 أو MgSO4). أخيرًا، يبدو أن استخدامات اس سي ام شديدة التفاعل وما يترتب عليها من استهلاك أعلى للبورتلانديت تزيد من التدهور العام بسبب التعرض لـ MgSO4.Translated Description (French)
Actuellement, la teneur en C3A des liants est considérée comme le facteur le plus important contribuant à la détérioration de l'attaque externe des sulfates (ASE). Cependant, la portlandite est également considérée comme jouant un rôle majeur dans le développement de l'ESA. Pourtant, il y a très peu de recherches sur ce sujet. Cet article évalue les propriétés physiques (c.-à-d. expansion et variation de masse induites, vitesse d'impulsion ultrasonore, module d'élasticité dynamique, module de rupture et résistance à la compression) et chimiques (c.-à-d. diffraction des rayons X et thermogravimétrie) de sept mélanges de mortier présentant des liants distincts (c.-à-d. types de ciment, charges inertes et matériaux de cimentation supplémentaires) et exposés à différentes solutions de sulfate (c.-à-d. sodium et magnésium). Des corrélations sont effectuées entre les données obtenues en laboratoire, et une approche théorique pour décrire la sensibilité des mélanges cimentaires contre l'ASE est ensuite proposée. Les résultats montrent que l'indicateur de durabilité proposé (c.-à-d. la quantité prédite de portlandite et le potentiel de formation d'ettringite) sont bien corrélés avec l'expansion et les dommages induits par l'ESA. De plus, l'influence de la portlandite sur l'ASE semble dépendre du type d'attaque au sulfate (c.-à-d. Na2SO4 ou MgSO4). Enfin, les SCM hautement réactifs et les consommations plus élevées de portlandite qui en résultent semblent augmenter la détérioration globale due à l'exposition au MgSO4.Translated Description (Spanish)
Actualmente, el contenido de C3A de los aglutinantes se considera el factor más importante que contribuye al deterioro del ataque externo de sulfato (esa). Sin embargo, también se considera que la portlandita desempeña un papel importante en el desarrollo de la esa. Sin embargo, hay muy pocas investigaciones sobre este tema. Este documento evalúa las propiedades físicas (es decir, expansión inducida y variación de masa, velocidad de pulso ultrasónico, módulo dinámico de elasticidad, módulo de ruptura y resistencia a la compresión) y químicas (es decir, difracción de rayos X y termogravimetría) de siete mezclas de mortero que presentan distintos aglutinantes (es decir, tipos de cemento, rellenos inertes y materiales de cementación suplementarios) y expuestos a diferentes soluciones de sulfato (es decir, sodio y magnesio). Las correlaciones se llevan a cabo entre los datos obtenidos en el laboratorio, y luego se propone un enfoque teórico para describir la susceptibilidad de las mezclas cementosas frente a esa. Los resultados muestran que el indicador de durabilidad propuesto (es decir, la cantidad de portlandita predicha y el potencial de formación de etringita) están bien correlacionados con la expansión y el daño inducidos por la esa. Además, la influencia de la portlandita en el esa parece depender del tipo de ataque de sulfato (es decir, Na2SO4 o MgSO4). Finalmente, los SCM altamente reactivos y los consiguientes mayores consumos de portlandita parecen aumentar el deterioro general debido a la exposición a MgSO4.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تطوير مؤشر المتانة للتنبؤ بكفاءة التدابير الوقائية ضد هجوم الكبريتات الخارجي
- Translated title (French)
- Développement d'un indicateur de durabilité pour prévoir l'efficacité des mesures préventives contre les attaques externes au sulfate
- Translated title (Spanish)
- Desarrollo de un indicador de durabilidad para pronosticar la eficiencia de las medidas preventivas contra el ataque externo de sulfatos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388304363
- DOI
- 10.1016/j.cemconcomp.2023.105349
References
- https://openalex.org/W1533595904
- https://openalex.org/W1589491906
- https://openalex.org/W1805436991
- https://openalex.org/W1873830667
- https://openalex.org/W1965973667
- https://openalex.org/W1969690135
- https://openalex.org/W1972233034
- https://openalex.org/W1994971980
- https://openalex.org/W2006016309
- https://openalex.org/W2007059905
- https://openalex.org/W2011470577
- https://openalex.org/W2014554977
- https://openalex.org/W2015306768
- https://openalex.org/W2022566694
- https://openalex.org/W2039300091
- https://openalex.org/W2044793922
- https://openalex.org/W2046739931
- https://openalex.org/W2048271631
- https://openalex.org/W2048815341
- https://openalex.org/W2058785371
- https://openalex.org/W2059274097
- https://openalex.org/W2064033453
- https://openalex.org/W2067607022
- https://openalex.org/W2070279207
- https://openalex.org/W2072467262
- https://openalex.org/W2076429570
- https://openalex.org/W2082381026
- https://openalex.org/W2082989920
- https://openalex.org/W2090802277
- https://openalex.org/W2092174777
- https://openalex.org/W2097080713
- https://openalex.org/W2115856967
- https://openalex.org/W2126777359
- https://openalex.org/W2392312063
- https://openalex.org/W2471035836
- https://openalex.org/W2529458527
- https://openalex.org/W2583369771
- https://openalex.org/W2611027854
- https://openalex.org/W2761080504
- https://openalex.org/W2762938547
- https://openalex.org/W48278325
- https://openalex.org/W653328448