Béton à base de recyclats : influence du type de recyclats et rôle de la formulation

Concrete with waste aggregates : effect of aggregates type and role of composition

• Auteur / Autrice : Mamery Serifou
• Direction : Sylvie Yotte, Zoubir Mehdi Sbartaï
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 23/12/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1 en cotutelle avec Université Félix Houphouët-Boigny (Abidjan, Côte d'Ivoire)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux / I2M
• Jury : Président / Présidente : Kouame Aka
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelkarim Ait-Mokhtar, Amedée Kouakou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Côte d'Ivoire

Déchets (matériaux de construction)

Propriétés mécaniques

Déchets

Béton -- Essais

Recyclage

Granulats

Mots clés libres

Béton

Résistance

Verre

Pneu

Ciment durci

Retour de toupie

Granulats recyclés

Propriétés

Ressources naturelles

Concrete

Strength

Glass

Rubber

Hardened cement

Fresh concrete waste

Recycled aggregates

Properties

Natural ressources

Résumé

L‟élimination de certains déchets est un enjeu important en Côte d‟Ivoire. Une des solutions proposée est d‟envisager l‟utilisation de ces déchets comme granulats dans les bétons. Les travaux présentés dans ce document portent sur l‟incorporation de quatre différents déchets.La première étude porte sur un béton confectionné avec trois types de déchets : du verre concassé, du ciment durci concassé et des pneus découpés. Elle a été réalisée en deux phases. Dans la première ces déchets ont été incorporés à du béton pour remplacer 100% des graviers (substitution totale). Dans la seconde une substitution (massique) partielle de gravier a été réalisée dans les proportions suivantes 5, 10, 15, 20, 25 et 30 %, la matrice mortier et le rapport eau-ciment restant identiques. Après une maturation de 28 jours leurs résistances en compression ont été déterminées. Ces résultats montrent que les bétons de recyclât ont une résistance inférieure à celui des bétons de concassé de gravier. Toutefois, la résistance mécanique baisse avec l‟augmentation de la substitution. Une loi donnant la résistance en fonction du taux de recyclât a été établie. De plus, la spécificité des granulats de caoutchouc (résistance à la fissuration) est remarquée.Par ailleurs, les résistances des bétons de recyclât ont permis d‟établir une loi donnant la résistance en fonction des caractéristiques des agrégats et de leur fraction volumique. Une modélisation analytique a été proposée pour prédire la résistance des bétons en fonction de la taille et du volume des granulats recyclés.Les granulats issus du concassage des bétons frais (retour de toupie) utilisés comme substituant des granulats naturels a été menée pour évaluer leur potentiel. Un plan d‟expériences statistique à deux variables (% de recyclât dans le sable et % de recyclât dans le gravier) a été utilisé pour réduire le nombre de mesures. Les proportions de remplacement utilisées sont : 0%, 50% et 100%. Les propriétés mécaniques ont été déterminées par différentes méthodes destructives (résistance à la compression et à la traction) et non destructives (ondes ultrasonores pour évaluer l‟élasticité du matériau). De même, les propriétés physiques telles que la porosité accessible à l‟eau, la masse volumique ont été mesurées. Ces résultats montrent une bonne corrélation entre le pourcentage de remplacement et les propriétés physiques et mécaniques de ce béton

Waste management is an important issue for Côte d‟Ivoire. Among many possibilities, recycling wastes as aggregates for concrete is a solution that deserves to be evaluated. In this study four recycled aggregates are tested: crushed glass, tire cut rubber, hardened cement and fresh concrete waste. There properties are compared to those of natural aggregates.A first study is realized in Côte d‟Ivoire on glass, rubber and hardened cement. Concrete is realized and tested in compression (cylindrical 16x32 specimens). A mix with an increasing quantity of coarse aggregates is tested for each recycled material (20 %, 25 %, 30 % and 50 % in mass of fine and coarse aggregates). It is shown that the strength decreases with the replacement rate and that the decrease depends on the replacing material. The materials ranged in the following increasing order: rubber, glass, hardened cement and natural aggregates. A power law is established which gives the compressive strength as function of the mix and the materials characteristics. Analytical modeling was proposed for predincting the strength with respect to recycled aggregates size and volume.Another experiment is also made on glass and rubber, where partial replacement in increasing percentage is tested. Natural aggregates are partially replaced in the mix with the ranges of 5, 10, 20, 25 and 30 % by rubber and glass. The compressive strength is determined and a decrease is observed for the two materials. In the case of rubber a high decrease in observe with the replacement. In the case of glass a decrease occurs between 0 and 5 % replacement then the strength remains constant with the replacement rate. The third experiment is made with partial replacement of fresh recycled concrete (excess of ready-mixed concrete from concrete mixing plant which is hardened and then crushed). A plan of experiments is made which allows a polynomial law to be drawn giving the strength as a function of the recycled proportion. Other properties (Young modulus, P wave velocity, porosity, density, etc) have been determined and their relation with replacement rate computed.