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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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5. Conclusion
Diverses méthodes peuvent être mises en œuvre afin d'alléger un mortier ou un béton : des plus anciennes et usitées (air entraîné dans la matrice cimentaire ou incorporation de granulats naturels légers) aux plus récentes (recyclage de divers matériaux de consommation courante comme le verre, le papier ou les polymères).
Dans ce dernier cas, plusieurs types de déchets à base de polymères peuvent être introduits (relativement facilement) dans la matrice cimentaire afin d'y être recyclés et d'obtenir des mortiers ou bétons légers.
L'introduction de résidus de mousses polymères broyées a le double effet d'alléger la masse totale du matériau et d'augmenter significativement la porosité finale du mortier par l'incorporation d'air durant le malaxage.
Ainsi, sept enseignements principaux peuvent être retenus après la fabrication et la caractérisation de plusieurs mortiers dans lesquels le sable est remplacé plus ou moins fortement par des particules de mousse polyuréthane rigide.
1. Les résidus recyclés de mousse de polymère, préalablement broyés, peuvent partiellement remplacer le sable dans les mortiers de ciment afin d'obtenir des mélanges homogènes et utilisables facilement à l'état frais.
2. La caractérisation microstructurale des mortiers durcis montre une bonne cohésion entre les composants (polymère et matrice cimentaire) et une répartition homogène des résidus recyclés de polymère et des pores.
3. La densité apparente du mélange à l'état durci, est significativement plus faible pour les mortiers contenant des granulats de polymère recyclé que pour les mortiers de référence. Des densités inférieures à 1,30 ont été obtenues dans la plupart des cas de substitution du sable par le polymère, faisant des mortiers formulés ainsi des matériaux légers.
4. Les mortiers contenant des granulats de polymère recyclé présentent une perméabilité à la vapeur supérieure à celle des mortiers de référence de par leur porosité élevée. L'application de tels mortiers sur les façades de bâtiment faciliterait la diffusion de la vapeur d'eau et améliorerait ainsi leurs propriétés anticondensation.
5. Les propriétés mécaniques des mortiers comportant des polymères recyclés sont inférieures à celles du mortier de référence, mais elles sont conformes aux spécifications...
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BIBLIOGRAPHIE
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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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