Design process for sustainable concrete

• Unité de recherche: OFROU RPT
• Numéro de projet: BGT_20_03G_01
• Titre du projet anglais: Design process for sustainable concrete

Mots-clé (Allemand)

Entwurfsverfahren; Beton; nachhaltig; CO2 reduziert

Mots-clé (Anglais)

concrete design; sustainable; low-CO2

Description succincte (Allemand)

Gemäss der geltenden Betonnorm SN EN 206 sind in der Schweiz, aber auch in vielen anderen Ländern, «Betone nach Eigenschaften» zusätzlich mit Rezepturvorgaben wie minimaler Zementgehalt, maximaler w/z-Wert sowie maximale Zusatzstoffgehalte belegt. Deswegen sind CO2-reduzierte Bindemittelsysteme, welche den minimalen Zementgehalt unterschreiten oder den maximalen w/z-Wert oder Zusatzstoffgehalt überschreiten normativ nicht zugelassen, obwohl die damit hergestellten nachhaltigeren Betone die geforderten Eigenschaften erfüllen könnten. Die heutige Betontechnologie gewährt eine Vielfalt an Bindertechnologien und ein fortschrittliches Verständnis deren Einflussfaktoren. Darauf basierend soll ein Entwurfsverfahren für nachhaltige Betone entwickelt werden. Um die Rezepturoptimierung zu beschleunigen, wird ein stufenartiges Verfahren entwickelt, wonach zuerst der Leim und der Mörtel mit Schnelltests optimiert werden, bevor die Betonrezeptur geprüft wird. Auch die Betonprüfung geschieht zweistufig mit vorgeschalteten Schnellprüfungen gefolgt von aufwändigeren Eignungsprüfungen.
Im Rahmen des Projektes sollen Empfehlungen für die praktische Umsetzung des neuen Entwurfsverfahrens als auch Vorschläge für Normanpassungen gemacht werden.

Description succincte (Anglais)

According to the current concrete standard SN EN 206, in Switzerland, but also in many other countries, “concretes according to properties” are additionally subject to recipe specifications such as minimum cement content, maximum w/c ratio and maximum additive content. For this reason, CO2-reduced binder systems that fall below the minimum cement content or exceed the maximum w/c ratio or additive content are not permitted by standards, although the more sustainable concrete produced with them could meet the required properties. Today's concrete technology offers a variety of binder technologies and an advanced understanding of their influencing factors. Based on this, a design process for sustainable concrete should be developed. In order to speed up recipe optimization, a step-by-step process is being developed, according to which the glue and mortar are first optimized using rapid tests before the concrete recipe is tested. Concrete testing also takes place in two stages with preliminary rapid tests followed by more complex suitability tests. As part of the project, recommendations for the practical implementation of the new design process as well as suggestions for standard adjustments will be made.

Objectifs du projet (Allemand)

Es gibt vier Projektziele: (1) Der internationale Stand der Technik und Forschung zu Entwurfsprozessen für nachhaltige Betone wird umfassend dargestellt. (2) Betonanwendungen mit Anforderungen für Brücken, Tunnel und Geotechnik mit hohem Optimierungspotenzial bzgl. Nachhaltigkeit werden identifiziert. (3) Im Rahmen von Feldversuchen wird ein neues Entwurfsverfahren entwickelt, optimiert und implementiert. (4) Es werden Vorschläge zur schnellen Umsetzung des neuen Entwurfsverfahrens in die Praxis gemacht. Dazu gehören auch Empfehlungen für den Einsatz von Wirkungsprofilen von Inhaltsstoffen sowie Vorschläge für die Anpassung von Normen.

Objectifs du projet (Anglais)

There are four project objectives: (1) The international state of the art and research regarding design processes and concrete concepts for sustainable concrete is comprehensively presented. (2) Concrete applications with the requirements for bridges, tunnels and geotechnics with high optimization potential regarding sustainability are identified. (3) A new design process will be developed, optimized and implemented in the frame of field tests. (4) Suggestions are made for the rapid implementation of the new design procedure in practice. This also includes recommendations for the use of performance profiles of ingredients, as well as suggestions for the adjustments of industrial standards.