Etude des bétons de granulats recyclés de béton: formulation d éco-matériaux

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1 Etude des bétons de granulats recyclés de béton: formulation d éco-matériaux Deodonne Kunwufine, Sandrine Braymand, Françoise Feugeas, Christophe Fond IUT Robert Schuman, IMFS, Université de Strasbourg, France 15 NOV Enjeux de l utilisation des granulats recyclés comme granulats à bétons Contexte socio-économique et environnemental: Limiter: -Utilisation des ressources naturelles - Stockage des déchets - Coûts de transport : Acheminement Evacuation - Production de CO 2 Photo: 2

2 PROBLEMES Problème spécifique aux granulats recyclés: Absorption d eau Adsorption d eau Présence des fines recyclées Présence de granulat naturel partiellement concassé Adsorption d eau Formation des floculats Réactivité potentielle Variation des compositions/constituants des matériaux recyclés Problème de mise en œuvre Présence de pâte de ciment hydratée concassée 3 OBJECTIF CHOIX : garder le sable et les fines de granulats recyclés SOLUTION: utiliser le(s) bon(s) adjuvant(s) Formuler un béton à100% de granulats recyclés (GR) 4

3 PARTICULARITES DU SABLE ISSU DU CONCASSAGE DES BETONS 5 ETUDES ETUDES PRELIMINAIRES Bétons classique, mixte et recyclé Bétons àrésistance mécanique identique à28 jours Utilisation d adjuvants pour bétons mixte (1%) et recyclé(3%) composition des bétons Braymand et al,2010,2011,2012, projet TEM3 6

4 Etudes préliminaires ( suite) Maintien de résistances mécaniques Bétons Remontée capillaire Age 18 mois Porositéaccessible Age 18 mois Cond. Thermique Age 18 mois Cond. Thermique Age 36 mois Kg/m²/h 1/2 % W/mK W/mK % BC 0, ,6 1,2 18 BM 0, ,2 2,6 11 BR 0, ,2 1,1 12 Comparaison entre conductivité et porosité Incertitude mesure conductivité CONCLUSION: Nous avons montré que la substitution du sable recyclé par du sable naturel n est pas une solution satisfaisante 7 DEMARCHE EXPERIMENTALE Caractérisation des granulats y compris les fines Etude de la mise en œuvre des mélanges But : Maîtrise de la rhéologie des Bétons à 100% de GR Comportement mécanique et thermique à l état durci But: Valider la qualitédu béton 8

5 PREMIERS RESULTATS SR1; SR2; SR4; SR5; Sable naturel 100 % de tamisats Taille des tamis en µm Courbes granulométriques des fines SR: Sable recyclé -SR beaucoup plus fins que le SN Quelques résultats obtenus: -Sur 4 lots de fines analysés: possible présence d éléments anhydres réactifs à l eau dans 2 lots -Coefficient d absorption compris entre 3 et 7% -Granulométrie (0/20 mm) étalée -8 à 9% de 0/100 µm et 21 à 31% de 0/500 µm 9 ESSAI DE MISE EN OEUVRE SUR LA FRACTION 0/500 µm Paramètres d étude Mini- cône Essais Viscosimètre 10

6 ESSAI DE MISE EN OEUVRE AVEC LES FRACTIONS 0/100 µm et 0/500µm Etalement (%) % ciment/ 45% fines Essai d'étalement sur micro mortier étalement à 5 min étalement à 30 min étalement à 60 min Conclusion Pas d influence du prémouillage 20 - Observation d un optimum d ouvrabilité sur micro mortier 0 MM/100C MM/45F55C MM/90F10C Compositions Essai d'étalement sur coulis Est-ce la signature d un empilement granulaire particulier? - Évolution sans optimum pour les coulis Etalement (%) étalement à 5 min étalement à 30 min étalement à 60 min 0 Coulis/100C Coulis/45F55C Coulis/90F10C Compositions ESSAI AU VISCOSIMETRE AVEC LA FRACTION 0/100µm A GRADIENT DE VITESSE IMPOSEE But:Influence de la substitution du ciment par les fines recyclées sur la rhéologie des coulis (CEM II (B-M)) Valeurs obtenues 100C 45F55C 90F10C Contrainte seuil (Pa) : 5min (10min) Viscosité(Pa.s): 5min (10min) 15.1 (10) 17 (17.3) 74.5 (75) 0.42 (0.37) 0.42 (0.45) 1.55 (1.24) CONSTAT -Les contraintes seuils et les viscosités augmentent avec la teneur en fines dans les coulis, surtout au-delà d une substitution à 50% -Bonne corrélation avec l essai sur mini-cône des coulis: même tendance 12

7 CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Apport efficace des superplastifiants, permet la mise en œuvre des bétons à100% de granulats recyclés Confirmer la meilleure ouvrabilitéà45f55c avec le ciment utiliséet le lot de fines testées sur micro mortier: essais en cours Effet bouche pore des fines CONCLUSIONS Optimiser l empilement granulaire des bétons PERSPECTIVES Compréhension du comportement rhéologique de chaque phase - Fonction de la taille des granulats - Compositions - Type et dosage des superplastifiants 13 14