Effects of waste sulfur content on properties of self-compacting concrete

Abstract

Self-compacting concrete (SCC) contains fine mineral fillers such as limestone powder. The idea of this study was to partially replace limestone with waste sulfur since it is hydrophobic, insoluble in water and therefore chemically inert and to compare the properties of produced concrete samples. Fresh concrete properties included: slump-flow, t500, V-funnel time, L-box ratio, segregation ratio, density, and entrained air content. Hardened concrete was tested for compressive, flexural and bond strengths, ultrasonic velocity, dynamic elasticity modulus, dynamic Poisson’s ratio, and microstructure. Flowability and segregation increased, while bulk density, compressive and flexural strength, dynamic elasticity modulus and ultrasonic velocity slight declined. Times t500 and V-funnel time, L-box ratio and entrained air changed insignificantly. Considering that all properties should remain or improve in case of waste valorization and the criteria should set to satisfy requirements for SCC, this study proved that all mixtures can be used for structural applications.

Efectos del contenido de residuos de azufre en las propiedades del hormigón autocompactante. El hormigón autocompactante (SCC, del inglés Self-compacting concrete) contiene cargas (fillers) minerales finas como polvo de piedra caliza. La idea de este estudio fue reemplazar parcialmente la piedra caliza por contenido de residuos de azufre, ya que es hidrófobo, insoluble en agua y, por lo tanto, químicamente inerte, y comparar las propiedades de las muestras de hormigón producidas. Las propiedades analizadas en el hormigón fresco incluyeron: flujo de asentamiento, t500, tiempo del embudo en V (V-funnel time), relación de caja en L (L-box ratio), relación de segregación, densidad y contenido de aire ocluido. En el hormigón endurecido se analizó la resistencia a compresión, flexión y adherencia, velocidad ultrasónica, módulo dinámico de elasticidad, coefi ciente dinámico de Poisson y microestructura. La fluidez y la segregación aumentaron, mientras que la densidad aparente (bulk density), la resistencia a la compresión y la flexión, el módulo de elasticidad dinámica y la velocidad ultrasónica disminuyeron ligeramente. Los tiempos t500 y el tiempo del embudo V, la relación de la caja L y el aire ocluido cambiaron de manera insignificante. Considerando que al valorizar residuos, se deben conseguir propiedades similares o mejoradas, y que los criterios deben establecerse para satisfacer los requisitos de SCC, este estudio demostró que todas las mezclas se pueden utilizar para aplicaciones estructurales.