Utilisation des fibres de déchets industriels et végétales pour renforcer les bétons et les mortiers Dr LABABIDI Issa Assistant Professeur Faculté de génie civil Université d'alep Syrie- lababidi_issa@hotmail.com
Dr LABABIDI Issa Assistant professeur à la Faculté de Génie Civil à l'université d'alep (Syrie) Conférencier à la Faculté d'architect, Université privée Al-Etihad Directeur de l'institut des Routes en Riyadh, Saudia Arabie -KSA- Specialist scientifique au King Abdulaziz City for Science and Technology. (KACST), Riyadh, Saudia Arabie.
le béton est le premier matériau de construction * bonne résistance à la compression * modernes à faible résistances à la tension, flexion, cisaillement, torsion.. * le béton est un matériau fragile * renforcement des bétons par les armatures d'acier coût élevé des armatures d'acier!!
les bétons renforcés de fibres fibres d'acier fibres de verre fibres de polypropylène fibres de carbone
comportement d'un matériau composite
Les fibres jouent le rôle de couture les microfissurations dans le béton
Les propriétés mécaniques du béton de fibres dépendent Type des fibres (acier, verre, pp.,..) Géométriques des fibres Dosage en fibres Propriétés du béton Qualité des adjuvants
Renforcement du béton par des fibres confondues à partir de déchets industriels et végétales Avantages: Faible coût Améliorer les propriétés des bétons et des mortiers Faible énergie grise (Fiche( Resources 5MP09- R1) Participer à sauvegarder l'environnement
Matériaux de recherches Laboratoire des matériaux et constructions à la faculté de génie civil à l'université d'alep Les bétons Ciment portland normal 300 kg/m 3 Sables et graviers calcaire locaux (choisie ultérieurement) Eau avec pourcentage de E/C = 50% Fluidifiant (SIRAMENT 163 ) 1.8 kg / m 3 Fibres 6.6 kg/m 3 Les mortiers Ciment = 1, sable = 2.75, E/ C = 60% Fibres 3 gr pour 1 kg ciment.
Les fibres de polypropylène: Coupure des déchets de tapies Les fibres de chanvre "jute" : Coupure des déchets de sacs des légumes aux marchées
Les fibres de polypropylène Ce sont des fibres industrielles (plastiques) minces, de différents couleurs, chimiquement calmes et ne réagirent pas avec les composants de mélange du béton. La résistance des fibres de polypropylène à la tension est très forte, ainsi son élasticité. Le poids spécifique est faible et ces fibres n'absorbent pas de l'eau
Les fibres Les fibres de chanvre "jute" Ce sont des fibres végétaux minces, en forme de cordon. La résistance des fibres de chanvre est forte à la tension, son poids spécifique est faible. elles sont élastiques et absorbent de l'eau.
Les déchets de tapies et des sacs sont lavés et séchés Découper en pièces de 1.5 cm de longueur
Essais de compression simple: Les bétons Eprouvettes cubiques de )15 15 15) 15) cm et à l'âge de 28 jours Les mortiers Eprouvettes cubiques de )5 5 5) 5) cm et à l'âge de 7 jours
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La rupture des éprouvettes renforcés en fibres de polypropylène ou de chanvre présente un état de fissuration diffus et non concentré ( (matériau ductile) ) tandis que le béton non renforcé rompt nettement et sa rupture est locale (matériau fragile). La sécurité des structures avec les fibres est tellement augmentée.
Essais de compression simple sur des éprouvettes cubiques de mortiers de )5 5 5) 5) cm et à l'âge de 7 jours
Résultats et discussions: 1. La rupture des éprouvettes renforcés en fibres devient une rupture d un matériau ductile 2. L addition des fibres de polypropylène et de chanvre nécessite un fluidifiant et demande plus d'efforts pour le malaxage 3. une augmentation de la résistance à la compression se lève jusqu'à l'ordre de 50% 4. Les résultats de compression des mortiers de fibres n étaient pas significatifs 5. La dispersion irrégulière des fibres de chanvre diminue la valeur de standard de déviation et accuse la chute de la résistance à la compression.
Conclussions : 1. L addition d'un petit dosage en poids de fibres de polypropylène et de chanvre aux bétons augmente la résistance à la compression 2. L addition des fibres aux bétons diffuse les fissurations et les transforment en forme non concentré (rupture ductile). Ce qui donne plus de sécurité aux structures 3. Les fibres de chanvre a une faible énergie grise (suivant Fiche Ressources 5MP09-R1) 4. Les résultats sont encouragés, pour des autres types d'essais afin d'élargir les domaines d'utilisation les fibres de déchets pour le renforcement des bétons. 5. Des autres expériences sont nécessaires pour étudier les réactions chimiques entre fibres et ciment, et la durabilité à longue terme pour les structures de bétons de fibres surtout végétales.
L'ÉNERGIE GRISE EST L'ÉNERGIE QU'IL FAUT DÉPENSER POUR FABRIQUER, DISTRIBUER LE PRODUIT MAIS AUSSI POUR EXTRAIRE LES MATIÈRES PREMIÈRES ET ENFIN POUR ÉLIMINER OU RECYCLER LE PRODUIT EN FIN DE VIE. POUR DONNER UN ORDRE D'IDÉE, LES MATÉRIAUX D'UNE MAISON MOYENNE CONSTRUITE DE MANIÈRE CONVENTIONNELLE ONT NÉCESSITÉ DE L'ORDRE DE 700.000 À UN MILLION DE KWH. CETTE ÉNERGIE GRISE REPRÉSENTE DE L'ORDRE DE 50 À 100 ANS DE CHAUFFAGE ET D'EAU CHAUDE ET SON IMPACT EST DONC TRÈS IMPORTANT.
Références: 1. LABABIDI Issa : Contribution à l Etude des Bétons Renforcés de Fibres d Acier. Thèse de doctorat, Jury: J.P. BOEHLER, A. BOTTERO, J.RACLIN, S. TURGEMAN, R.M. COURTADE et G. DURAND.. Université Josèphe Fourrier, avril 1992, 378 pp. Grenoble- FRANCE 2. LABABIDI Issa : Reinforcing Concrete by Some Useless Industrial & Natural Fibers. Conference on Construction Materials in Arab Countries 9-12 Apr. 2000. Cairo, EGYPT. 3. LABABIDI Issa : Using of Fibers & Some New Products for Modern Concrete Applications. In 10Th International Technical Conference On Cement And Building Materials. 9-12 November 1998. Beirut, LEBANON. 4. D. LEVACHER, F. WANG, Y. LIANG : Co-valorisation de matériaux fins équivalents à des sédiments. XIème Journées Nationales Génie Côtier Génie Civil. Les Sables d Olonne, 22-25 juin 2010 5. ACADEMI DE TOULOUSE : les matériaux de l'habitat. Fiche Ressources. 5MP09-R1