Physical and chemical effects of El Hadjar slag used as an additive in cement-based materials

ABSTRACT

Granulated blast furnace slag is currently one of the most important sources of materials for the production of blended cements. Since 1999, the use of slag in France has increased by 52% while the increase in clinker production has not exceeded 13%. In times of shortage, the high demand for slag is not always easy to satisfy, and new sources of supply need to be found. The furnace slag of El Hadjar (Annaba, Algeria) comes into this category. The paper deals with the characteristics and reactivity of this slag. A comparison with European slags shows that, although it fulfills all Standards requirements, the El Hadjarslag has slow reaction kinetics. The activity, measured on the compressive strength of mortars whose binder contains 10 to 100% slag of four finenesses ranging from 2500 to 4000 cm²/g, strongly depends on the slag fineness. The activity is quantified by using an approach which separates the effect of cement dilution from the physical and chemical effects of the slag.

RÉSUMÉ

Les laitiers de hauts fourneaux sont actuellement l'une des plus importantes sources de matériaux pour la production des ciments aux additions. Depuis 1999, l'utilisation des laitiers en France a augmenté de 52% alors que l'augmentation de la production de clinker n'a pas dépassé 13%. En période de pénurie, la forte demande en laitier n'est pas toujours facile à satisfaire et de nouvelles sources de matériaux doivent être trouvées. Le laitier d'El Hadjar (Annaba, Algérie) entre dans cette catégorie. Cet article traite des caractéristiques et de la réactivité de ce laitier. Une comparaison avec des laitiers européens montre que, même s'il remplit toutes les exigences normatives, le laitier algérien présente une cinétique de réaction lente. L'activité, mesurée à partir de résistances mécaniques de mortiers contenant entre 10 et 100% de laitier de quatre finesses entre 2500 et 4000 cm²/g, dépend fortement de la finesse du laitier. Cette activité est quantifiée en utilisant une approche permettant de séparer l'effet de dilution du ciment des effets physiques et chimiques du laitier.

KEYWORDS:

• granulated blast furnace slag
• compressive strength
• physical activity
• chemical activity
• supplementary cementing materials
• blended cement

MOTS-CLÉS:

• laitier de hauts fourneaux
• résistance à la compression
• activité physique
• activité chimique
• addition minérale
• ciments composés