Evaluation de l impact d un dosage de 10 % de recyclé sur les propriétés des bétons

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1 Evaluation de l impact d un dosage de 1 % de recyclé sur les propriétés des bétons E. GHORBEL S. OMARY et G. WARDEH TRANCHE du Projet National : TRANCHE 4 Thème 6 : Mélanges de granulats naturels et recyclés 9/3/217

2 CAHIER DE CHARGE/PROGRAMME La première partie : Etude des propriétés à l état frais et durci du MBE dont 1% du SN est substitué par 6 types de SR. Composition du MBE dérivée de la formulation du béton C35/45-R-R. Pour tous les mortiers développés, les paramètres de la formulation seront conservés. La deuxième partie Effet d un dosage de 1 % de sable recyclé défavorable. 4 lots de gravillons recyclés 1% des granulats naturels seront substitués en volume par des granulats recyclés. 2

3 MATÉRIAUX LIVRÉS Les Plateformes des productions des granulats recyclés 3

4 MATÉRIAUX SN SR-PN SR-1 SR-2 SR-3 SR-4 SR-5 Sable naturel (/4) provenant de Lafarge Sable recyclé de DLB du site Gonesse Sable recyclé de la plateforme de Neuilly Sable recyclé de la plateforme de Leonhart Sable recyclé de la plateforme de Anse Sable recyclé de la plateforme de Ancycla De la plateforme de CBN Tourville SN SR-PN SR-1 SR-2 SR-3 SR-4 SR-5 4

5 PROGRAMME EXPERIMENTAL Première partie : 7 Mortiers: 6 sables recyclés + 1SN Les propriétés des mortiers à l état frais et durcissant L air occlus L évolution de l ouvrabilité au cours du temps, Les temps caractéristiques de prise Les degrés d hydratation Le seuil d écoulement et la viscosité Les propriétés des mortiers à l état durci Les propriétés physiques à l âge de 28 jours La porosité accessible à l'eau sous vide La cinétique du séchage La conductivité thermique Les propriétés mécaniques aux échéances 3, 7, 21 et 28 jours La résistance à la flexion La résistance à la compression Le module d élasticité dynamique Observations au MEB 5

6 d (cm) Affaissement (cm) Air occlus (%) PROPRIÉTÉS A L ÉTAT FRAIS ET DURCISSANT 3. V M SN M SRi M SN M-SN M-SR-PN M-SR-1 M-SR-2 M-SR-3 M-SR-4 M-SR Temps (min) M-SN M-SR-PN M-SR-1 M-SR-2 M-SR-3 M-SR-4 M-SR Temps (min) 6

7 Contraite (Pa) PROPRIÉTÉS DES MORTIERS A L ÉTAT FRAIS ET DURCISSANT V M SN M SRi M SN SN ESSAI 1 ESSAI Taux de cisaillement (Pa,s) 7

8 Masse volumique L/L(µm/m) Perte de masse (%) LES PROPRIÉTÉS DES MORTIERS À L ÉTAT DURCI V M SN M SRi M SN Temps (h,5) M-SN 8 C M-SR-PN M-SR-1 M-SR-2 M-SR-3 M-SR-4 M-SR M-SN M-SR-PN M-SR-1 M-SR-2 M-SR-3 M-SR-4 M-SR Temps (J) M-SN M-SR-PN M-SR-1 M-SR-2 M-SR-3 M-SR-4 8

9 Ed (Gpa) Résistance à la flexion (MPa) Porosité à l'eau (%) Résistance à la compression (MPa) LES PROPRIÉTÉS DES MORTIERS À L ÉTAT DURCI JOURS 7JOURS 14JOURS 21JOURS 28JOURS V M SN M SRi M SN 1 1 M-SN M-SR-PN M-SR1 M-SR2 M-SR3 M-SR4 M-SR JOUR 7JOURS 14 JOURS 21JOURS 28 JOURS 3 M-SN M-SR-PN M-SR1 M-SR2 M-SR3 M-SR4 M-SR5 P 3 cm 1 cm 3 cm JOURS 7JOURS 14 JOURS 21 Jours 28 jours M-SN M-SR-PN M-SR-1 M-SR-2 M-SR-3 M-SR-4 M-SR-5 9

10 Nouvelle pâte de ciment (NPC) Les observations au MEB LES PROPRIÉTÉS DES MORTIERS À L ÉTAT DURCI SN dans SR Ancienne Pâte de ciment (APC) Hydrate SN Nouvelle pâte de ciment (NPC) Sable Naturels Pâte de ciment Filler ITZ (NPC et APC) Hydrate Filler calcaire SN Nouvelle Pâte de ciment (NPC) Hydrate ITZ (NPC et APC) Ancienne pâte de ciment SN dans SR Ancienne Pâte de ciment (APC) ITZ (NPC et APC) SN SN dans SR 1

11 LES PROPRIÉTÉS DES MORTIERS À L ÉTAT DURCI SR2 SR4 11

12 L incorporation de 1% de sable recyclé : CONCLUSIONS Variations peu significatives des propriétés mécaniques Retrait plus important pour M-SR-4 Porosité plus importante et conductivité ther. plus faible pour M-SR-2 Propriétés rhéologiques plus élevées pour M-SR-2 ( seuil d écoulement) et M-SR-PN(viscosité) Choix du sable SR-4 pour la confection des bétons Incorporation de 1% de granulats recyclés 3 types de Gravillons Recyclés GR-1 GR-2 GR-3 GR-4 plateforme de DLB plateforme de Neuilly plateforme de Leonhart plateforme de Ancycla 12

13 CAHIER DE CHARGE/PROGRAMME Deuxième partie : Bétons 1% de sable recyclé 1% de gravillons recyclés Matériaux: Ciment : Cem II/A-L 42,5 N, Filler : Filler calcaire Betocarb HP-OG, Superplastifiant MC-Power Flow-314 Classe de résistance : C35/45 Classe d affaissement : S4 (18±2 cm) Les propriétés à l état frais des bétons Masse volumique Air occlus Les propriétés à l état durci des bétons Porosité accessible à l'eau sous vide Résistance à la compression Résistance à la traction par fendage M odule d élasticité dynamique Perméabilité au gaz avec différents taux de saturation (%, 1%, 5% et 8%). 13

14 FORMULATION DES BÉTONS La substitution des granulats naturels par 1% recyclés en volume Constituant (kg/m 3 ) C35/45 R-R C35/45 1SR-4 1GR-1 C35/45 1SR-4 1GR-2 C35/45 1SR-4 1GR-3 C35/45 1SR-4 1GR-4 Eau totale Eau d'ajout (GR saturés) Cem II/A-L 42,5 N Filler Calcaire SN SR GN GR GN GR SP 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 Air occlus 1,8 2, 2, 2, 2, Eau efficace ρ theo. (Kg/m3) E totale /C,62,62,62,62,62 E totale /Liant,52,52,52,52,52 14

15 Affaissement (cm) Air occlus LES PROPRIÉTÉS DES BÉTONS À L ÉTAT FRAIS L affaissement L air occlus 25 C35/45 R-R C35/45 1SR-4 1GR-1 C35/45 1SR-4 1GR-2 C35/45 1SR-4 1GR-3 C35/45 1SR-4 1GR C35/45 R-R C35/45 1SR-4 1GR-1 C35/45 1SR-4 1GR-2 C35/45 1SR-4 1GR-3 C35/45 1SR-4 1GR-4 2 S

16 f cm (Mpa) Ed (GPa) LES PROPRIÉTÉS DES BÉTONS À L ÉTAT DURCI La résistance à la compression Module d Young dynamique

17 f ctm,sp (Mpa) n: Porosité à l'eau (%) La résistance à la traction par fendage LES PROPRIÉTÉS DES BÉTONS À L ÉTAT DURCI La porosité accessible à l'eau sous vide 17

18 Perte de masse (%) LES PROPRIÉTÉS DES BÉTONS À L ÉTAT DURCI Cinétique séchage Réalisé sur trois disques de 15x5 cm Séchage à 15 C Temps (h) C35/45 R-OR C35/45 1SR-4 1GR-1 C35/45 1SR-4 1GR-2 C35/45 1SR-4 1GR-3 C35/45 1SR-4 1GR-4 K int (m 2 ) 1-18 Perméabilité au gaz (%, 1%, 5% et 8%). C35/45 R-R C35/45 1SR-4 1GR-1 C35/45 1SR-4 1GR-2 C35/45 1SR-4 1GR-3 C35/45 1SR-4 1GR Taux de saturation (%) 18

19 Ed (GPa) ƒt28j (MPa) ƒc28j (MPa) C35/45 1SR- 4 1GR-4 C35/45 1SR- 4 1GR C35/45 1SR- 4 1GR-2 C35/45 1SR-4 1GR-4 CONCLUSIONS C35/45 1SR-4 1GR Masse Volumique Porosité Coeff. D'absorption C35/45 1SR-4 1GR-2 C35/45 1SR- 4 1GR-3 C35/45 1SR-4 1GR-4 C35/45 1SR-4 1GR C35/45 1SR-4 1GR-3 C35/45 1SR-4 1GR-2 K int (m 2 ) 1-18 C35/45 1SR-4 1GR-3 % 1% 5% 19