Enhanced Performance of Concrete Composites Comprising Waste Metalised Polypropylene Fibres Exposed to Aggressive Environments

Abstract

The utilisation of waste plastic and polymeric-based materials remains a significant option for clean production, waste minimisation, preserving the depletion of natural resources and decreasing the emission of greenhouse gases, thereby contributing to a green environment. This study aims to investigate the resistance of concrete composites reinforced with waste metalised plastic (WMP) fibres to sulphate and acid attacks. The main test variables include visual inspection, mass loss, and residual strength, as well as the microstructural analysis of specimens exposed to aggressive environments. Two sets of concrete mixes with 100% ordinary Portland cement (OPC) and those with 20% palm oil fuel ash (POFA) were made and reinforced with WMP fibres at volume fractions of 0-1.25%. The results revealed that the addition of WMP fibres decreased the workability and water-cured compressive strength of concrete mixes. The outcomes of the study suggest that the rate of sulphate and acid attacks, in terms of mass losses, was controlled significantly by adding WMP fibres and POFA. The mutual effect of WMP fibre and POFA was detected in the improvement in the concrete’s resistance to sulphate and acid attacks by the reduction in crack formation, spalling, and strength losses. Microstructural analysis conducted on the test specimens elucidates the potential use of POFA in improving the performance of concrete in aggressive environments.

TSC Opinion

L’intégration des déchets plastiques dans les ciments est très explorée. Après les résidus radioactifs, les cendres d’incinérateurs, les farines animales, les ciments continuent à promettre leur solution miracle pour gérer les déchets ultimes qui embarrassent les industriels. Comme le soulignent les auteurs de cet article, cette approche permet de réduire l’impact sur les gaz à effet de serre que génèrent l’incinération ou l’enfouissement de ces déchets. Ils ont simplement oublié le mot « temporairement ». En effet, cette solution constitue un recyclage de la matière qui augmente la durée de vie des matériaux, mais ne résout en aucun cas leur potentiel de gaz à effet de serre qui seront produits en fin de vie. Celle-ci ne sera pas aussi lointaine que souhaitée du fait de l’abrasion du ciment qui libérera des microplastiques, plus facilement dégradables, mais aussi plus toxiques pour les écosystèmes. De même, la fin de vie de ces ciments dopés aux plastiques n’est pas discutées. La seule voie qui nous pourrait viable et d’arrêter l’utilisation de ces emballages en matériaux composites, plastiques, métal qui n’entrent dans aucun circuit de recyclage, ou bien de concevoir les objets qui les utilisent pour une longue durée de vie en emballage réutilisable, par exemple.