Performance structurale d'un béton autoplaçant à base de granulats recyclés et laitier

Abstract

L'impact environnemental de la production des granulats est considérable. En parallèle, l’élimination les déchets de démolition de bétons est un enjeu important en Algérie. Dans ce contexte, une des solutions proposées est d’envisager l’utilisation de ces déchets comme granulats dans le béton autoplaçant (BAP). Le BAP est un béton fluide, très déformable, homogène et stable qui se met en place par gravitation et sans l’utilisation d’un moyen de vibration. Afin d’atteindre une grande fluidité de BAP et d’empêcher la ségrégation et le ressuage, le dosage élevé en additions minérales est une nécessité pour une bonne conception du BAP. En effet, la combinaison de plusieurs matériaux cimentaires ayant des granularité différentes permet également d'améliorer de façon générale la compacité du béton. Les additions minérales telles que le laitier, la pouzzolane ou même les fillers sont disponibles en abondance en Algérie, mais malheureusement non exploitées suffisamment comme additions aux mélanges cimentaires. L’objectif de ce travail est d’étudié l’effet des gros et fins granulats recyclés sur les propriétés rhéologiques, mécaniques et durabilité du BAP contenant du laitier de haut fourneau comme substitution de ciment. La méthode Okamura à été utilisé pour formuler le BAP. Toutes les compositions ont été fabriquées avec un rapport eau/liant fixe (E/L=0,38), un même rapport de G/S=1 et S/M = 0,50 et un dosage en superplastifiant de 1,5% du poids du ciment selon les résultats d’optimisation sur mortier. Le taux de substitution du ciment par laitier en poids est de 0%, 15% et 30%. Pour chaque mélange, on a fabriqué cinq bétons différents en remplaçant partiellement le gravier et le sable naturel 0%, 25%, 50%, 75% et 100% par de gros et fins granulats recyclées en poids. Des essais à l’état frais ont été réalisés à l’aide des essais de l’étalement, le temps d’écoulement en entonnoir en V, l’essai à la boite en L (L-Box), l’essai de la stabilité de tamisage et l’essai au rhéomètre. Les résistances mécaniques en compression et les propriétés de transport (perméabilité à l’eau, l’absorption capillaire) des BAP sont également étudiés. Les résultats des essais expérimentaux ont montré une amélioration de l’ouvrabilité des mélanges de BAP qui a été observée avec l’augmentation de la teneur en laitier de 0% à 30%. Une teneur en granulats recyclés de 25% à 50% et avec 15% de laitier semble être le taux optimal pour produire un BAP stable sans ressuage ni ségrégation. De plus, l’addition de laitier dans le BAP contenant les granulats recyclés réduit les pertes de résistance à la compression à long terme (56 et 90 jours). Cependant, une légère augmentation de l'absorption capillaire et de la profondeur de perméabilité à l'eau dans les mélanges de BAP à base des granulats recyclés, mais ils sont améliorés par la présence du laitier, notamment, pour un taux de 15% de substitution.