Valorisation des granulats de caoutchouc et de fillers dans un mortier cimentaire : étude microstructurale et caractérisation expérimentale

par Mohamed Turki

Thèse de doctorat en Sciences. Génie des procédés

Sous la direction de Mohamed Jamel Rouis et de Michèle Queneudec T'Kint de Roodenbeke.

Soutenue en 2010

à Amiens en cotutelle avec l'Université de Sfax. Faculté des sciences .

mots clés

• Composites de ciment
• Granulats
• Caoutchouc
• Charges

Résumé

Les travaux présentés concernent l’élaboration d’un nouveau type de composite cimentaire, à base de granulats de caoutchouc. Il s’agit d’évaluer l’influence de ces granulats de caoutchouc sur les propriétés physico-mécaniques et hydriques des composites cimentaires élaborés. L’étude des propriétés hydriques des composites montre l'intérêt de l’ajout des granulats de caoutchouc dans la matrice cimentaire. Cet ajout permet de réduire énormément le retrait au séchage et au gonflement. Ces deux paramètres influent de façon importante sur la durabilité de ces matériaux, et par la suite ils constituent un facteur limitant de la fissuration. L’examen du comportement physico-mécanique a révélé certaines propriétés notamment, un allégement du composite, provoquant une baisse significative de la résistance à la compression. Une étude complémentaire a permis de corréler la microstructure avec les propriétés mécaniques des composites cimentaires élaborés. L’ajout de fillers siliceux et calcaires dans la matrice cimentaire contenant des particules de caoutchouc permet de corriger partiellement les baisses des résistances mécaniques. Les valeurs trouvées restent compatibles avec l’utilisation du composite comme isolant. Par ailleurs, on note que la baisse de la résistance à la flexion est moins importante que celle à la compression. Les mesures du module d’élasticité statique et dynamique montrent que le composite devient de plus en plus déformable en augmentent la proportion de granulat de caoutchouc formant ainsi un matériau à haute déformabilité.

Titre traduit

Valorization of rubber aggregates and fillers in mortar : microstructural study and experimental characterization

Résumé

The work present the development of a new type of cementitious composites containing rubber aggregates. The evaluation of the influence of rubber particles on the physical, mechanical and hydric properties of mortar is developed. The study of the hydric behaviour of these composites reveled the importance of the addition of rubber aggregates in cement paste. The skrinkage and swelling derease considerably. These parameters have an important influence on the durability of these materials, and then they are a limiting factor in the cracking. In addition, the physical and mechanical properties decreases significatively when the percentage of crumb rubber increase in the matrix. A complementary study to describe microstructure allows making a correlation between them. Eventually, the addition of siliceous and limestone fillers in mortar-rubber aggregates composites permit in part to reduce the decrease of mechanical strength of specimens. The decrease of flexural strength is less than compressive strength. The measure of the elastic modulus (dynamic and static) revelled an important deformability of the specimens when the percentage of substitution with rubber particle rises.