Green Concrete for a Circular Economy: A Review on Sustainability, Durability, and Structural Properties
Notice bibliographique
Résumé
A primary concern of conventional Portland cement concrete (PCC) is associated with the massive amount of global cement and natural coarse aggregates (NCA) consumption, which causes depletion of natural resources on the one hand and ecological problems on the other. As a result, the concept of green concrete (GC), by replacing cement with supplementary cementitious materials (SCMs) such as ground granulated blast furnace slag (GGBFS), fly ash (FA), silica fume (SF), and metakaolin (MK), or replacing NCA with recycled coarse aggregates, can play an essential role in addressing the environmental threat of PCC. Currently, there is a growing body of literature that emphasizes the importance of implementing GC in concrete applications. Therefore, this paper has conducted a systematic literature review through the peer-reviewed literature database Scopus. A total of 114 papers were reviewed that cover the following areas: (1) sustainability benefits of GC, (2) mechanical behavior of GC in terms of compressive strength, (3) durability properties of GC under several environmental exposures, (4) structural performance of GC in large-scale reinforced beams under shear and flexure, and (5) analytical investigation that compares the GC shear capacities of previously tested beams with major design codes and proposed models. Based on this review, the reader will be able to select the optimum replacement level of cement with one of the SCMs to achieve a certain concrete strength range that would suit a certain concrete application. Also, the analysis of durability performance revealed that the addition of SCMs is not recommended in concrete exposed to a higher temperature than 400 °C. Moreover, combining GGBFS with FA in a concrete mix was noticed to be superior to PCC in terms of long-term resistance to sulfate attack. The single most striking observation to emerge from the data comparison of the experimentally tested beams with the available concrete shear design equations is that the beams having up to 70% of FA as a replacement to OPC or up to 100% of RCA as a replacement to NCA were conservatively predicted by the equations of Japan Society of Civil Engineers (JSCE-1997), the American Concrete Institute (ACI 318-19), and the Canadian Standards Association (CSA-A23.3-14).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,007 | 0,008 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».