Utilisation de matériaux naturels modèles pour la formulation de mortier contenant des sables et des fines de granulats recyclés

Use of model natural materials for the mixture proportioning of mortar containing recycled fine aggregate and powders

• Auteur / Autrice : Mohamed ElKarim Bouarroudj
• Direction : Sébastien Rémond, Luc Courard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 19/11/2019
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai en cotutelle avec Université de Liège
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IMT Lille Douai
• Jury : Président / Présidente : André Lecomte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bogdan Cazacliu, Salima Aggoun, Boyan Mihaylov
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphanie Staquet, Ahmed Loukili

Mots clés

Mots clés libres

Béton recyclé

Absorption d'eau

Matériaux modèles

Recycled concrete

Water absorption

Model materials

Résumé

Les granulats de béton recyclé (GBR) ne sont pas suffisamment utilisés dans le secteur de la construction, principalement en raison de leur grande capacité d’absorption d’eau. Ces matériaux sont en effet composés de granulats naturels concassés et de pâte de ciment durcie adhérente qui possède une forte porosité. La première partie de ce travail de recherche s’intéresse à la valorisation des GBR de dimensions inférieures à 4 mm (sables recyclés) dans une formulation de mortier. Les comportements à l’état frais et durci de mortiers fabriqués soit avec un sable recyclé soit avec un sable naturel modèle sont comparés. Le sable naturel modèle est conçu dans le but d’obtenir des caractéristiques physiques proches de celles du sable recyclé. Cette démarche permet de mettre en évidence l’influence de la substitution d’un sable naturel par un sable recyclé de caractéristiques voisines. La seconde partie de ce travail consiste à trouver une piste de valorisation pour les particules de GBR inférieures à 125 µm. L’objectif est ici d’utiliser la poudre issue du broyage de GBR comme addition minérale. Un travail de caractérisation de la poudre recyclée permet de mettre en évidence que la fine recyclée reste poreuse après broyage. Un modèle théorique et une méthodologie expérimentale permettant d’estimer cette porosité sont développés. Enfin, des mortiers fabriqués avec un filler calcaire et une fine recyclée sont comparés, les résultats montrent que la fine recyclée peut être utilisée comme addition minérale.

Recycled concrete aggregates (RCA) are not enough used in the construction sector, mainly because of their high water absorption capacity. These fine particles are composed of crushed natural aggregate and adherent hardened cement paste. The first part of this work consists in valuing particles smaller than 4 mm of an RCA in a mortar composition. Thus, the fresh and hardened behavior of mortar performed with recycled fine aggregate and model natural aggregate have been compared. The natural model fine aggregate has been performed to have an equivalent physical characteristics with the recycled one. This approach helped to understand the hardened behavior of the mortar made with recycled fine aggregate. The second part of this work consists in finding a recovery track for particles smaller than 125 μm of RCA, the goal is to use them as mineral addition. A characterization work show that the recycled powder is porous, thus a theoretical model and an experimental methodology allowing to estimate this porosity are developed. Finally, a comparison between mortar made with a limestone powder, and a recycled powder are compared. The results show that the recycled powder can be used as mineral additive in mortar composition.