INFLUENCE DES GRANULATS RECYCLES SUR LE COMPORTEMENT A HAUTE TEMPERATURE DES BETONS

par Susanna Romagnosi

Projet de thèse en Génie civil - Cergy

Sous la direction de Albert Noumowe nchambou, Prosper Pliya et de Anne-lise Beaucour.

Thèses en préparation à Cergy-Pontoise , dans le cadre de ED SI - Sciences et Ingénierie , en partenariat avec L2MGC - Laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil (laboratoire) depuis le 02-10-2017 .


  • Résumé

    Les bétons de déconstruction sont aujourd'hui essentiellement utilisés en construction routière. De nombreuses études sont menées actuellement pour valoriser ces déchets sous forme de granulats pour le béton. Leur utilisation dans les bâtiments et ouvrages d'art nécessite d'étudier leur tenue au feu. Le béton soumis à haute température peut présenter un écaillage de surface voire un éclatement. Les granulats issus de bétons de déconstruction présentent un certain nombre de caractéristiques qui les différentient des bétons de granulats naturels. On peut citer leur plus forte porosité, leurs multiples interfaces et une quantité plus importante d'eau chimiquement liée. A ce jour, très peu de recherches ont été menées sur la sensibilité à l'écaillage de ces bétons. En ce qui concerne le comportement post-incendie, les premiers résultats obtenus au L2MGC ont montré que la substitution par du gravillon recyclé ne modifiait que peu le comportement mécanique résiduel en l'absence de déchets non cimentaire dans les granulats recyclés. Les objectifs de ce travail de recherche sont donc d'une part de déterminer la propension à l'écaillage de bétons ordinaires et à hautes performances contenant des fractions variables de gravillon et sable recyclés. D'autre part il s'agit d'analyser l'influence du taux de substitution, de la nature minéralogique des granulats d'origine, du pourcentage de contaminants non cimentaires sur l'évolution des propriétés mécaniques et physiques résiduelles des bétons recyclés. Dans une démarche expérimentale de l'étude du phénomène d'écaillage, différentes géométries de corps d'épreuves et conditions extérieures comme le chargement mécanique, le chauffage uniface ou multi-face seront envisagées. La diversité des conditions extérieures contribuera à déterminer la part de chacun des mécanismes thermo-mécanique ou thermo-hydrique pouvant mener à l'écaillage et à l'éclatement des bétons et de mettre alors en avant les paramètres de formulation favorable à la résistance à l'écaillage de ces bétons. Pour cela, ces résultats seront analysés en regard de l'évolution des propriétés mécaniques et de transferts thermique et de masse des bétons recyclés en fonction de la température. Afin de pouvoir élargir ces conclusions à la diversité inhérente aux granulats recyclés, l'impact de la fraction de déchets non cimentaires combustibles et de la stabilité thermique du granulat d'origine sur ces propriétés sera évaluée.

  • Titre traduit

    Influence of recycled aggregates on the high temperature behavior of concretes


  • Résumé

    Nowadays deconstruction concretes are mainly used in road constructions. Now, many studies are carrying out to increase the value of these wastes as aggregates in concretes. Their use in buildings and structures requires the study of their fire resistance. Concrete, subjected to high temperatures, may show surface or explosive spalling. Aggregates coming from deconstruction concretes have some different characteristics from the natural aggregates usually employed in concrete mix design. For example, the high porosity of these recycled aggregates, their multiple interface and higher quantity of chemically bound water. Until now, few researches were developed to investigate the sensibility of spalling phenomena of recycled concretes. Concerning the post-fire behavior, the first results obtained by L2MGC showed that the substitution of recycled gravel little modified the residual mechanical behavior in the absence of non-cement waste in the recycled aggregates. Therefore, the objectives of this research are, from one side, to determine the spalling sensibility of ordinary and high performance concrete containing different percentage of recycled gravels and sand. On the other hand, it is necessary to analyze how the substitution rate, the mineralogical nature of the original aggregates and the percentage of non-cementitious contaminants influence the evolution of the residual mechanical and physical properties of recycled concretes. In an experimental approach of the spalling phenomenon, different geometries will be tested and external conditions such as mechanical loading, single or multi-face heating will be considered. Different external conditions will help to determine in which quantity thermo-mechanical or thermo-hydric mechanism can carry out spalling and explosion of concretes, so to highlight the mix design parameters favorable to the spalling resistance of these concretes. For this reason, this results will be analyzed watching the relation of the evolution of the mechanical properties and thermal and mass transfer of the recycled concretes as function of temperature. In order to generalize these conclusions, the diversity of recycled aggregates, the impact of the fraction of combustible non-cement waste and the thermal stability of the original aggregate on these properties will be considered.