AMELIORATION DES PROPRIETES MECANIQUES DES BAP PAR TRAITEMENT MECANIQUE DES DECHETS DE CARRIERE DE SABLE SILICEUX

Documents pareils
FORMULATION DES BETONS AVEC AJOUT PAR L UTILISATION DES RESEAUX DE NEURONES

2.7 Le bétonnage par temps chaud par temps froid

Document Technique d Application. Agilia sols A

Colle époxydique multi usages, à 2 composants

Document Technique d Application

TRAITEMENT DES SOLS EN PLACE AUX LIANTS HYDRAULIQUES. Joseph ABDO

N09 Viaduc de Chillon

>I Maçonnerie I Escaliers

Revision of hen1317-5: Technical improvements

Plate forme de modélisation en vue de la prédiction de la durée de vie des bétons vis-à-vis de la pénétration d agents agressifs

Le chantier compte 4 étapes :

Pour l environnement. Strength. Performance. Passion.

ANNEXE J POTEAUX TESTÉS SELON UN CHARGEMENT STATIQUE ET TESTÉS SELON UN CHARGEMENT CYCLIQUE ET STATIQUE

Parois industrielles préfabriquées. Willy Naessens 61

FICHE TECHNIQUE SikaLatex

Béton. Fig. 1- Essai d'étalement sur table

AVEC ARDEX, vous MORTIERS DE JOINTOIEMENT ARDEX

SOCIETE NATIONALE DES CHEMINS DE FER BELGES SPECIFICATION TECHNIQUE

Les précautions indispensables pour bétonner par temps froid. Holcim Bétons

MISE EN DÉCHARGE. Une entreprise de Bayer et LANXESS

Ressources minérales et Hydrocarbures. Hedi SELLAMI Centre de Géosciences MINES ParisTech

bcdefghijklmnopq tuvwxyzabcdefgh lmnopqrstuvwxyz

Quand les métaux arrivent en ville. Enjeux et stratégies pour les matières premières critiques.

La construction durable : quelle stratégie d innovation d. Pascal Casanova, Directeur R&D, Lafarge

Défi Transition énergétique : ressources, société, environnement ENRS Projet Exploratoire PALEOSTOCK

B1 Cahiers des charges

Long Carbon Europe Sections and Merchant Bars. Poutrelle Angelina. L alchimie réussie entre résistance, légèreté et transparence

Pour améliorer la qualité Objectif esthétique pour l eau potable 1 mg/l

Construction. Mortier coloré à hautes performances, facilement truellable, à base de polyuréthanne-ciment. produit

SOL FORTE ÉPAISSEUR INDUSTRIAL FLORIM

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

Friulsider KEM chemical fixings KEM Fixations chimiques Friulsider

SYSTEM O. Un système unique pour des réseaux distincts Eau froide sanitaire Eau chaude sanitaire

Fiche technique n 1 : le logement construction des boxes.

Institut Des Routes, des Rues et des Infrastructures pour la Mobilité COMPOMAC R (M2)

Des solutions alternatives au béton prêt à l emploi?

Les bétons : formulation, fabrication et mise en œuvre

Solutions pour entreprises de construction

UTILISATION DES SÉDIMENTS VALORISÉS : exemple de la plate-forme expérimentale SOLINDUS pour le pré-traitement des produits de dragage

PCB 20 Plancher collaborant. Fiche technique Avis technique CSTB N 3/11-678

exigences des standards ISO 9001: 2008 OHSAS 18001:2007 et sa mise en place dans une entreprise de la catégorie des petites et moyennes entreprises.

Matériel de laboratoire

SALLE DE BAIN, DOUCHE, PLAN DE TRAVAIL CUISINE, PISCINE... Collage et jointoiement. L Epoxy facile

Le béton léger prêt à l emploi, la solution idéale pour les applications intérieures et extérieures

Le partenaire de votre innovation technologique

Le boulon d ancrage sert à fixer les pattes d attache des panneaux de coffrage pour murs alignés d un seul côté.

MISAPOR verre cellulaire

Adhésif structural pour le collage de renforts

Chap 1: Toujours plus vite... Introduction: Comment déterminer la vitesse d une voiture?

Voie Romaine F Maizières-lès-Metz Tél : +33 (0) Fax : +33 (

ä ãéåíë=åä ë=çé=äû~ëëìê~ååé=èì~äáí =ÇÉë= ÅçìÅÜÉë=ÇÉ=ÑçêãÉ=íê~áí Éë=

Styrodur C, un XPS exempt de CFC, HCFC et HFC. De l air, tout simplement. Ecologique, tout simplement.

Tous les produits de la gamme SAF offrent des résistances :

Consolidation des argiles. CUI Yu-Jun ENPC-CERMES, INSTITUT NAVIER

Traitement des sols fins compactés : contribution à la reconnaissance des conditions défavorables

LE BÉTON À HAUTES PERFORMANCES

P. VALLON - Retraitement en place à froid - Juillet 2009

Exemple d application du EN : Poutre fléchie avec section tubulaire reconstituée

conformes aux règles de l Art

Terre végétale. Remblaiement de tranchée. Enrobage de réseaux. Compostage. Applications industrielles. Recyclage et dépollution

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide

Production mondiale d énergie

Béton fibré à ultra-hautes performances

:SPECIMEN SPECIMEN SUPPLÉMENT AU DIPLÔME (ANNEXE DESCRIPTIVE AU DIPLÔME)

Mur Hybride, bien plus qu un simple mur

Protocoles pour le suivi des pontes de tortues marines dans le cadre de Protomac. Professeur Marc Girondot

Mario Geiger octobre 08 ÉVAPORATION SOUS VIDE

ALFABLOC murs autoporteurs ALFABLOC LA SOLUTION POUR LE STOCKAGE EN VRAC ÉLÉMENTS MOBILES DE STOCKAGE EN BÉTON ARMÉ

>I Maçonnerie I ESCALIERS MAISON INDIVIDUELLE

Programmes année d étude

Etude expérimentale et numérique de la Sédimentation/Consolidation de sols à très forte teneur en eau

Fiche Technique. sur l itinéraire de fertilization de la Pomme de terre. (Solanum tuberosum L.) au Cameroon

Primaire à 2 composants à base de résines acryliques réactives

Contrôle et Monitoring

PARTIE 1 CHAMP D'APPLICATION MARQUAGE NF

La Recherche du Point Optimum de Fonctionnement d un Générateur Photovoltaïque en Utilisant les Réseaux NEURO-FLOUS

Sika ViscoChape CHAPE CIMENT AUTONIVELANTE

EXTRAIT DU RAPPORT ANNUEL ET DOCUMENT DE RÉFÉRENCE

CAHIER DES CHARGES DE L OFFICE DES ASPHALTES FASCICULE 10

Généralités. Aperçu. Introduction. Précision. Instruction de montage. Lubrification. Conception. Produits. Guides à brides FNS. Guides standards GNS

Normes au feu des applications électrotechniques et électroniques :

Projet ANR. Bruno Capra - OXAND. 04/06/2015 CEOS.fr - Journée de restitution (Paris) B. CAPRA

L offre DualSun pour l eau chaude et le chauffage (SSC)

192 Office européen des brevets DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

weber.cel bordure (procomix)

4. Conditionnement et conservation de l échantillon

AIDE AU CHOIX DES GRANULATS POUR CHAUSSEES BASEE SUR LES NORMES EUROPEENNES

Fiche technique Mai, 2011 Dernière version : Oct Produits transparents : SJ 3460 : non adhésif SJ 3560 : Muni d un adhésif acrylique VHB

L opération étudiée : le SDEF

Utilisation de matériaux à changement de phase micro-encapsulés pour doper l'inertie thermique des bâtiments: Un pas vers les Green Data centers?

Base. Centrales à béton. Vue d ensemble

Le fabricant spécialiste des constructions modulaires «isolés - sans entretien» en panneaux sandwich

Vulcano Pièges Fourmis

INSPECTION GÉNÉRALE DES CARRIÈRES. du 15 janvier 2003

Auscultation par thermographie infrarouge des ouvrages routiers

= RÉALISATION DE QUALITÉ DURABLE

STEAMY MINI. Nous vous félicitons pour l acquisition de l appareil «STEAMY - MINI», un appareil de grande qualité.

Potentiel de valorisation d un déchet en filière métallurgique

Planches pour le Diagnostic microscopique du paludisme

Transcription:

AMELIORATION DES PROPRIETES MECANIQUES DES BAP PAR TRAITEMENT MECANIQUE DES DECHETS DE CARRIERE DE SABLE SILICEUX K. Ayed 1, A. Benaissa 3, A. Abidlah 3, N. Leklou 2, M. Mouli 1 1 Laboratoire de recherche matériaux LabMat, Département de Génie Civil ENSET-Oran,Algérie. 2 Laboratoire de recherche LMDC I.N.S.A & U.P.S, de Toulouse. 3 Département de Génie Civil Université Mohamed Boudiaf U.S.T. Oran, Algérie. Résumé: Notre étude s inscrit dans une politique de valorisation des matériaux industriels et naturels locaux en Algérie, pouvant être utilisés dans la formulation des bétons auto plaçants (BAP). Depuis ces dernières années, une pénurie de sable qui s est installée dans les principales carrières d extraction de sable marin qui fournit l essentiel de l approvisionnement des chantiers BTP. La surexploitation des sites a invoqué une grave dégradation de l écosystème des plages ce qui a causé la fermeture de la plus part des sites d extraction de sable marin en Algérie. Pour lutter contre ce problème écologique et économique, il nous semble judicieux de remplacer une quantité de sable marin par des déchets industriels sous forme d ajouts minéraux. Notre étude porte sur l utilisation des déchets très fins provenant des traitements des sables siliceux locaux destinés à la fabrication du verre. Huit bétons ont été testés. Les résultats ont montré que pour un rapport E/C égal à 0,40. Les fillers siliceux broyés ont donné de meilleures résistances mécaniques. Le mélange des fillers calcaires à des fillers siliceuses ont aussi amélioré la résistance mécanique. Enfin Les essais réalisés sur les BAP frais et durci selon les normes européennes (AFGC) ont donné des résultats très prometteurs pour la promotion des BAP en Algérie à base de déchets industriels. Mots clés : formulations, bétons autoplaçants, fillers siliceux, béton frais, résistance mécaniques.

1 Introduction Les BAP se développent dans le monde d une manière croissante [1 ; 2], au Japon, en Europe et au Canada. Dans les bétons ordinaires, on utilise quatre composantes (ciment, eau, sable, gravier) tandis que dans le béton auto plaçant, on utilise six composantes, En plus des composantes déjà citées dans le BO, on ajoute les ajouts minéraux comme les fines et les ajouts organiques comme les adjuvants selon la propriété demandée [3]. Il existe une large gamme de fillers utiliser dans la formulation des BAP tels que: Les fines calcaires, la fumée de silice, les cendres volantes et enfin comme dans notre cas, les fines siliceuses. Elles sont utilisées comme addition pour jouer un double rôle. Par leur forme, elles améliorent l état frais du béton, on lui permettant une bonne fluidité et par leur finesse, elles assurent un remplissage afin d optimisé la compacité et donc la résistance mécanique [4 ; 5]. Notre but est de valoriser les fines par leurs utilisations dans le domaine des technologies des nouveaux bétons. L optimisation d une formule du béton auto plaçant par l utilisation des ces fines peut résoudre un problème écologique et économique et enfin technologique. Notre étude a montré que les fines siliceuses, quant ils sont brayés convenablement (activation mécanique), ils peuvent améliorer l état frais du BAP et donner résistances mécaniques doubles par rapport aux fillers non broyés. 2 Matériaux et procédure expérimentale 2.1 Matériaux 2.1.1 Fines Les fillers choisis sont type siliceux obtenus après le traitement par lavage des sables siliceux, matière première du verre. Iles proviennent de la carrière de Sig, région de l ouest. Le pourcentage des éléments inférieur à 0.5 mm est de 78%. L analyse chimique de la matière première a donné les résultats suivants : Tableau 1 : Analyse chimique des fillers siliceux (Laboratoire CTIM - Boumerdes). Eléments SiO 2 TiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO Na 2 O K 2 O MgO (%) 95.82 0.08 0.45 0.39 1.86 0.03 0.15 0.02 2.1.2 Ciment Le ciment utilisé est de type CPJ-CEM II 42.5 selon la norme algérienne NA 442. La surface spécifique BLAINE, SSB égale à 3600 cm 2 /g 2.1.3 L eau Tableau 2 : Analyse chimique du ciment. éléments SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SiO 3 CaO libre Perte au feu (%) 18.9 4.35 3.58 62.34 1.30 1.72 0.62 6.38 L eau de gâchage provient du robinet (potable). Elle est conforme à la norme NF P18 404. L analyse chimique de l eau a donné les résultats suivants : v Taux de chlore (CL) = 408.25 mg/l. v Taux de sel (NaCl) = 672.75 mg/l. v Matière en suspension (M.E S) = 78 mg/l. v ph= 6.07. 2

2.1.4 Adjuvants On utilise deux types adjuvants : MEDAFLOW 30 superplastifiant haut réducteur d eau, nouveau produit national de l entreprise GRANITEX destiné aux bétons autoplaçants. 20HE superplastifiant haut réducteur d eau produit de SIKA ; Ces adjuvants sont utilisés conformément à la norme française NF EN 934.2. 2.1.5 Granulats Les granulats utilisés sont des granulats qui proviennent de la carrière de KRISTEL, ouest de l Algérie. 2.1.6 Sable On a utilisé deux fractions de sables, sable de mer et sable concassé. Sable de mer v Masse volumique absolue moyenne : 2.66 Kg/m 3. v Masse volumique apparente moyenne : 1.50 Kg/m 3. v Module de finesse moyen : 2.4 v ES moyen : 76%. Sable concassé v Masse volumique absolue moyenne 2.65 Kg/m 3. v Masse volumique apparente moyenne : 1.46 Kg/m 3 v Module de finesse moyen : 2.70. v ES moyen : 79%. 2.1.7 Graviers Le gravier utilisé pour la confection de notre BAP se présente en deux classes granulaires, les classes 3/8 et 8/15. Figure 1 : Courbe granulométrique des granulats 3

2.2 Procédure expérimentale 2.2.1 Formulation Nous avons confectionné les huit types de BAP nommés : de F1 à F8. Les quatre premiers types de béton sont donc formulés avec les mêmes compositions et avec des fillers siliceux non broyés mais ne diffèrent que par le rapport E/C. la cinquième formule on garde de rapport E/C constant et en change dans la nature des fillers (fillers siliceux broyés). La sixième formule en change les fillers siliceux par des fillers calcaires et dans la septième formule, on mais 50% de chaque type de fillers. Les différentes formulations sont récapitulées dans le tableau 3. Tableau.3 : Formulations des différents BAP avec les quantités en (kg/m 3 ) Ciment (kg/m 3 ) 455 455 455 455 455 455 455 455 Fillers siliceux (T1) (kg/m 3 ) 169 169 169 169 169 / / Fillers siliceux (T2) (kg/m 3 ) / / / / / 169 84,5 / Fillers calcaires (kg/m 3 ) / / / / / / 84,5 169 Sable concassé (kg/m 3 ) 423,5 514,79 468,74 468,74 468,74 468,74 468,74 468,74 Sable de mer (kg/m 3 ) 281,3 341,9 311,32 321,92 321,92 321,92 321,92 321,92 Graviers 3/8(kg/m 3 ) 421,9 512,85 466,98 482,88 482,88 482,88 482,88 482,88 Graviers 8/15(kg/m 3 ) 281,3 341,9 311,32 321,92 321,92 321,92 321,92 321,92 MED (%) 1 1 1 1,5 / / / / 20HE (%) / / / / 1,5 1,5 1,5 1,5 Eau (l/m 3 ) 257,4 145 200 180 180 180 180 180 E/C 0,57 0,32 0,44 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Fillers siliceux T1 : fillers non broyés. Fillers siliceux T2 : fillers broyés. MED : Superplastifiant MEDAFLOW 30. 20HE : Superplastifiant 20HE 2.4. Essais expérimentaux A la fin du malaxage, l'essai d'étalement a été réalisé afin de caractériser le comportement à l'état frais des bétons. Les bétons devaient respecter les recommandations AFGC (AFGC 2000) qui préconisent un étalement compris entre 60 et 75 cm pour un BAP. L'absence d'auréole de laitance a également été vérifiée. Des éprouvettes cylindriques 11x22 cm destinées aux essais de résistance mécanique en compression, ont été confectionnées puis stockées dans une salle de conservation à température et hygrométrie contrôlées (T = 20 C, HR = 99%). 4

3 Résultats et discussions Les résultats de différentes formules sont présentés dans le tableau 4, étalement et les résistances mécaniques à 3, 7, 21 et 28 jours des bétons. Tableau.4. Résultats des bétons frais et durci Etalement (cm) 65 38 73 50 62 68 70 73 R3 (MPa) 15,68 31,6 19,3 34,25 23,32 36,34 34,68 30,22 R7 (MPa) 20,35 40,4 25,61 42,32 40 54,13 42,19 40,21 R21(MPa) 30,12 45,32 28,9 50 48,26 56,3 49,62 45,36 R28 (MPa) 35,32 48,25 32,89 54,36 58,12 62,15 57,32 48,12 La figure 2 nous présente l étalement des différentes formules. On voit bien que l étalement entre la formule F1 et la formule F2 à fortement diminué de l ordre de 50% et cela est la conséquence de rapport E/C qui à aussi diminué de 43%. Dans la formule F3, on a augmenté le rapport de 0,33 à 0, 44, l étalement c est améliorer pour atteindre 73 cm, ce qui est acceptable pour un BAP selon les recommandations de l AFGC [6]. La formule F4 donne un rapport E/C optimal de quatre premières formules mais ne donne pas un étalement suffisant pour qualifier la formule F4 en un BAP. On a gardé le même rapport E/C mais on a changé le type d adjuvant, l étalement s est amélioré pour donner un BAP selon les recommandations européennes [3]. A partir de là, on a essayé de changer que dans la nature des fillers est cela pour encore amélioré les caractéristiques mécaniques de ces BAP. Dans les formules F6, on a broyé les fillers siliceux pour augmenter leurs surfaces spécifiques (traitement mécanique). Ce qu on remarque, l étalement est amélioré. Dans la formule F7, on a mélangé 50% de fillers siliceux et 50% de fillers calcaires. L étalement s améliore un petit peu. Pour voir l efficacité des fillers siliceux on été obligé de tester les fillers calcaires tous seul. Ces dernier donnent toujours un étalement correct mais avec une résistance moins par rapport a la formule F6, voir la figure 4. 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Figure 2 : Etalement de différentes formules 5

La figure 3 nous présente l évolution de la résistance mécanique en fonction du temps pour chaque formule. On observe que le pic de toutes les résistances est autour le F7, ce qui confirme que le traitement par broyage des fillers siliceux a amélioré les performances mécaniques du BAP F7 cela implique que le broyage divis les fillers encore en fine poudre. Cette poudre va jouer deux rôles principaux : le remplissage des vides intragranulaire des sables et des granulats et en plus ces fine vont être très actives car on voit que la résistance à 3 jours de la formule 6 atteins 34MPa par contre dans la formule F1, la résistance ne dépasse pas 15 MPa. 70 60 50 40 3 j 7 j 21 j 28 j 30 20 10 0 Figure 3 : Résistance mécanique à différentes échéances des bétons. 7 8 1 80 60 40 20 0 2 Etalement (cm) Resistance 3 E/C=0,40 7 E/C=0,40 6 1 E/C=0,57 0,60 0,40 0,20 0,00 E/C 2 E/C=0,32 3 E/C= 0,44 6 4 5 E/C=0,40 5 4 E/C= 0,40 Figure 4 : Comparaison entre l étalement, la résistance mécanique et le rapport E/C. Pour l optimisation de la formulation des BAP de haute résistance, on est t obligé de contrôler plusieurs paramètres en plus des paramètres déjà connus comme le rapport Gravier/Sable, le volume de pâte [6-12]. La figure 4, nous montre la variation de plusieurs paramètres tels que le rapport E/C, l étalement et la résistance. On observe que pour F1 le rapport E/C augment l étalement augmente mais la résistance diminue. Dans la formule F2, le rapport diminue l étalement diminue mais la résistance augment un peu. 4 Conclusion Pour trouver la bonne résistance avec l étalement et le bon rapport E/C, le cas des formules F5, F6, F7, on est obligé d optimiser le rapport E/C, trouvé un adjuvant compatible et le temps de broyage convenable pour une surface spécifique optimale des fillers comme le montre la figure 4. Le broyage des fillers siliceux est très bénéfique car il améliore les caractéristiques mécaniques. Le mélange des fillers calcaire et fillers siliceux améliore l état frais du béton. 6

5 BIBLIOGRAPHIE [1] Hajim O, Masahiro O. Applications of self compacting concrete in Japan, journal of advance concrete technology. Japan concrete institute 2003;1(1): 5-15. [2] Ouchi M, Nakamura S, Osterson T, Hallberg S, Lwin M. Applications of Self-Compacting Concrete in Japan. Europe and the United States, ISHPC; 2003. p. 2-5. [3] EFNARC. Specifications and guidelines for self-compacting concrete, European Federation for Specialist Construction Chemicals and Concrete Systems; 2005. [4] Khayat KH, Assaad J. Air-Void Stability in Self-Consolidating Concrete. ACI Materials Journal 2002; 99 (4):408-416. [5] Guemmadi Z, Escadecuas G, Toumi B, Houari H, and Clastres P. Influence of the limestone fillers on the mechanical performances of cement paste. In: Proceedings of the 1 st International Congress on the Technology and the Durability of the Concrete, University of Sciences and Technology (USTHB), Algiers; 2004. p. 1 8. [6] Petersson O. Limestone powder as fillers in self compacting concrete-frost resistance and compressive strength. In: Proceedings of the Second International Symposium on Self- Compacting Concrete, COMS Engineering Corporation, Kochi, Japan; 2001. p. 277-284. [7] Roziére E, Granger S, Turcry P, Loukili A. Influence of paste volume on shrinkage cracking and fracture properties of self compacting concrete. Cem Concr Compos 2007; 29(8): 542-549. [8] Kuroiw S, Mastuoka Y, Hayakawa M, Shindoh T. Application of superworkable concrete to construction of a 20-story building. Int. Sym. on High Performance Concrete in Science Environments ; SP 140, ACI, Detroit; 1993. p. 147-161. [9] Cengiz D. High volume fly ash concrete with high strength and low drying shrinkage. Journal of materials in civil engineering, ASCE 2003; 15(2): 153-170. [10] Roziere E, Granger S, Turcry P, and Loukili A. Influence of paste volume on shrinkage cracking and fracture properties of self compacting concrete. Cem and Con Comp 2007; 29(8): 626 636. doi:10.1016/j.cemconcomp.2007. 03.010. [11] Persson B. A comparison between mechanical properties of self-compacting concrete and the corresponding properties of normal concrete. Cem Concr Res 2000;31(2):193 198. [12] Ayed K, Vidal T, Pons G, Benaissa A. Influence du type d'additions minérales sur les déformations différées des Bétons Auto Plaçants. Colloque National sur les variations dimensionnelles 7