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RÉSUMÉ
Le développement durable est devenu l'un des thèmes majeurs guidant le développement de nouveaux matériaux de construction. Ainsi, des synergies sont de plus en plus recherchées entre matériaux, surtout lorsque l'un des matériaux est issu d'une filière de recyclage. L'utilisation de matériaux polymères recyclés dans les mortiers et bétons permet d'en améliorer les propriétés finales, notamment en termes de légèreté, de propriétés thermiques et acoustiques.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Veronica CALDERON : Professeur titulaire à l'Université de Burgos (Espagne)
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Matthieu HORGNIES : Docteur chargé de Recherche au Centre de Recherche de Lafarge
INTRODUCTION
Cet article concerne les méthodes les plus importantes qui ont été développées à ce jour pour alléger les matériaux de construction à base de ciment (bétons, mortiers), y compris les dernières avancées en matière de recyclage des déchets de polymères incorporés dans les liants cimentaires des matériaux construction.
Traditionnellement, un mortier ou un béton peuvent être allégés en y incluant de l'air, ou en additionnant des matériaux légers comme les argiles, la perlite et la vermiculite expansée. D'autres méthodes visent aussi à recycler divers produits comme le verre, le liège et le papier, et à les ajouter de diverses manières dans les matériaux de construction comme le béton ou les mortiers. Ces matériaux ainsi recyclés se substituent alors aux granulats ou aux additions de fillers/fines pour améliorer les propriétés des mortiers que cela soit à l'état frais (rétention d'eau, mise en œuvre, rhéologie, ouvrabilité) ou à l'état durci (stabilité thermique, résistance mécanique, absorption d'eau, perméabilité à la vapeur d'eau, propriétés acoustiques).
En outre, des mortiers et des bétons légers peuvent être produits en remplaçant les granulats légers traditionnels par des granulats de polymères légers, partiellement ou complètement en fonction de leur densité et de leur résistance mécanique, et cela, afin de réduire le problème de l'élimination des déchets solides, la consommation d'énergie et la pollution de l'environnement. Dans ce domaine, de nombreux matériaux de remplacement sont étudiés comme le polystyrène expansé, le polyéthylène téréphtalate, le polyéthylvinylacétate d'éthyle et le polyuréthane.
Le développement de la construction durable est l'une des raisons pour laquelle est recherchée une synergie entre des matériaux de construction classiques et à base de polymère. Une meilleure connaissance du comportement des matériaux, en particulier dans le domaine du malaxage, et une meilleure compréhension des processus de durcissement ont ainsi permis de développer fortement l'usage de ces matériaux.
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Propriétés finales des matériaux
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3. Exemples de fabrication de mortiers avec des polymères recyclés
3.1 Matières premières
Dans les exemples développés ici, les matières premières utilisées dans la fabrication des différents types de mortiers sont du ciment, du sable, des mousses de polyuréthane et de l'eau.
HAUT DE PAGE
Les normes EN 998-1 et EN 998-2 ne spécifient pas les types de ciment à utiliser dans ces mortiers de maçonnerie : elles ne mentionnent que les caractéristiques des matières premières permettant d'obtenir un produit fini conforme aux exigences de la norme.
Néanmoins, trois types de ciment (à base de clinker Portland) de commercialisation courante et répondant à la norme « CE » peuvent être choisis en tenant compte des caractéristiques des mortiers de maçonnerie.
1. CEM I 42,5 R EN 197-1:2000 : ciment Portland de type I, avec un niveau de résistance à la compression de 42,5 MPa et un niveau de résistance initiale élevée.
2. CEM II/B-L 32,5 R EN 197-1:2000 : ciment Portland avec ajouts de type II (addition de calcaire). Il est issu d'un clinker avec un taux de remplacement élevé, un niveau de résistance à la compression de 32,5 MPa et un niveau de résistance initiale élevée.
3. CEM IV/B (V) 32,5 N EN 197-1:2000 : ciment avec ajouts de type IV (forte substitution du clinker avec addition de cendre volante siliceuse). Ce ciment présente un niveau de résistance à la compression de 32,5 MPa et un niveau de résistance initiale ordinaire.
Ces trois types de ciment, correspondant à des catégories de résistance haute et moyenne (de 42,5 R, 32,5 R et 32,5 N) ont donc été choisis (tableaux 1, 2, 3 et 4) car ils représentent...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COWAN (H.J.A.) - History of masonry and concrete domes in building construction. - Building Environment, 1977, 12, 1-24.
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(2) - DRAGANOVIC (A.), STILLE (H.) - Filtration and penetrability of cement-based grout: Study performed with a short slot. - Tunnelling Underground Space Technology, 2011, 26 (4), 548-559.
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(3) - MNJIT (S.), MRIDUL (G.) - Perlite based building materials. A review of current applications. - Construction and Building Materials, 1991, 5 (2), 75-81.
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(4) - HALL (R.D.), BLAKEY (F.A.) - Expanded clay aggregate for concrete. - Constructional Review, 1953.
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(5) - ECKARDT (P.) - Fireproof super lightweight concrete. - Ger. Offen D.E. 3, 110, 658 (Cl. Co. 4B 15/02), 1982, 11.
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(6) - KISARI (J.), VARKONYI (G.), SZALONKI (M.) - Lightweight concrete. - Chemical...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Buildex Inc. Haydite Expanded-Shale Lightweight Aggregate. http://www.buildex.com/haydite.html (page consultée le 10 septembre 2011).
HAUT DE PAGE
NF EN 933-1 - 2012 - Essais pour déterminer les caractéristiques géométriques des granulats – Partie 1 : détermination de la granularité – Analyse granulométrique par tamisage. - -
NF EN 933-2 - 1996 - Essais pour déterminer les caractéristiques géométriques des granulats – Partie 2 : détermination de la granularité – Tamis de contrôle, dimensions nominales des ouvertures - -
NF EN 197-1/A1 - 2004 - Ciment – Partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants - -
NF EN 998-1 - 2010 - Définitions et spécifications des mortiers pour maçonnerie – Partie 1 : mortiers d'enduits minéraux extérieurs et intérieurs - -
NF EN 998-2 - 2010 - Définitions et spécifications des mortiers pour maçonnerie – Partie 2 : mortiers de montage des éléments de maçonnerie - -
NF EN 1015-3/A2 - 2007 - Méthodes d'essai des mortiers pour maçonnerie – Partie 3 : détermination de la consistance du mortier frais (avec une table à...
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