Mengselontwerp en prestaties van beton met behandelde slak van koperproductie als cement- en zandvervanger

Door incorporatie van MFS-slakken (gemodificeerde ijzer-silicaatslakken) in betonmengsels bij hoge cement- en / of aggregaatvervangingsniveaus, streeft het DUSC-project naar (i) maximale restvalorisatie en vermijden van afvalverwijdering, en (ii) duurzamer en duurzamer duurzame constructies van gewapend beton, met een lage koolstofvoetafdruk, hoge levensduur en goede recyclebaarheid. Op MFS-slakken gebaseerd beton ('MFS-beton') is het doelwit, dat kan worden gebruikt als gebruiksklare beton voor structurele toepassingen, zoals balken, kolommen en platen van gebouwen en infrastructuur. De studie concentreert zich op het aantonen van de equivalente prestaties van het MFS-beton, vergeleken met traditioneel beton, in termen van verwerkbaarheid, mechanisch en duurzaamheidsgedrag. Het project behandelt twee verschillende niveaus voor cementvervanging. Enerzijds zal MFS-slak worden gebruikt als aanvullend cementachtig materiaal in beton ter vervanging van ten minste 25% OPC (Gewone Portland Cement) (= MFS-CS beton). Anderzijds zullen MFS-slakken in beton bij hoge (70%) OPC-vervangingsniveaus worden gebruikt door het extra gebruik van een activator (of versneller) (= MFS-CA-beton). Naast de vervanging van het cement, passen beide soorten beton ook grof aggregaatvervanging toe. Het DUSC-project onderbouwt wetenschappelijk het gebruik van MFS-slakken in beton: (i) de meest geschikte productieprocesparameters onderzoeken en vaststellen, (ii) cement / aggregaatvervangingsniveaus bepalen, (iii) compatibele en efficiënte chemische hulpstoffen ontwikkelen en (iv) evalueren en modelleren van de verwerkbaarheid, mechanische prestaties, duurzaamheid, duurzaamheid en recycleerbaarheid van MFS-beton. De doelstellingen zoals hieronder weergegeven, zullen worden bereikt door intensieve samenwerking tussen alle partners. Doelstelling 1: inzichten ontwikkelen in de samenstellingsparameters van MFS-slakken en de variabiliteit ervan in de functie van de plasma-rookprocesparameters modelleren. Om de gunstigste omstandigheden te behouden voor de productie van MFS-slakken voor cement / aggregaatvervanging. De kwaliteit en homogeniteit zullen voldoen aan het gebruik in constructief beton, met vergelijkbare mechanische en duurzaamheidsprestaties als traditioneel beton. Doelstelling 2: Ontwikkeling van verbeterde reactiviteitsproeven om de toepasbaarheid van MFS-slakken als aanvullend bindmiddelmateriaal in beton (met of zonder activator) te screenen. Doelstelling 3: Maximaal gebruik van MFS-slakken als cement en aggregaatvervanging in beton. Voor MFS-CS worden minimaal 25% cement en 50% grof aggregaatvervanging beoogd. Voor MFS-CA is het doel om de cementvervanging te verhogen tot 70%, gecombineerd met 25% totale vervanging. De uiteindelijke vervangingsniveaus zullen worden afgeleid van equivalente concrete prestaties in termen van verse en geharde betonteigenschappen (zowel mechanisch als duurzaamheid), in verwijzing naar de ready-mix C35-RC-EE2 / 3/4. Doelstelling 4: Verbetering van de efficiëntie van chemische hulpstoffen (lucht-meevoerende stoffen, versnellers, superplastificeerders) in MFS-beton door de formuleringen aan te passen en de impact ervan op op prestaties gebaseerd MFS-beton te onderzoeken. De bijmengsels zijn volledig compatibel met de MFS-slak, om een gelijkwaardige verwerkbaarheid, mechanische en duurzaamheidsprestaties te garanderen met betrekking tot traditionele betonsoorten. Doelstelling 5: Wetenschappelijk onderbouwen van de duurzaamheid en duurzaamheidsprestaties van MFS-beton. De duurzaamheid zal worden beoordeeld aan de hand van gelijkwaardige concrete prestatietests en voorspelling van de levensduur. Duurzaamheid zal worden geëvalueerd door middel van levenscyclusanalyse, inclusief aan het leven gerelateerde effecten. Doelstelling 6: Evaluatie van de recycleerbaarheid van MFS-beton. Gerecycleerde MFS-betonaggregaten worden getarget die voldoen aan de conformiteitvereisten in overeenstemming met NBN EN 206 en NBN B15-001. Doelstelling 7: MFS-beton demonstreren in een grootschalige testomgeving, voor verder bewijs van het principe.