GRANULATS RECYCLES SUR LE COMPORTEMENT … · Réalisé conformément à la norme NF EN 1367-1.:...

EFFET DE L’INCORPORATION DES

GRANULATS RECYCLES SUR LE

COMPORTEMENT ET LA DURABILITE

VIS-A-VIS DU GEL-DEGEL DES BETONS

OMARY Safiullah

Directrice de thèse : Mme Elhem GHORBEL

Plan

Introduction

1) Caractérisation des granulats naturels et

recyclés

2) Caractérisation des bétons à base des granulats

recyclés

3) Durabilité vis-à-vis du gel/dégel des bétons

Conclusions et perspectives

21/03/2017 Thése S. Omary 2

Contexte général

>INTRODUCTION > GRANULATS > BETONS > GEL/DEGEL > CONCLUSION


Impacts environnementaux du secteur BTP

Epuisement des ressources naturelles

Déchets de démolition des structures achevant leur durée de vie

Environnementaux

Valoriser les déchets

de déconstruction

Limiter l’extraction

de matières en

carrières

Socio-économiques

Nouveau marché

dans le secteur du

BTP.

Création d’emplois

Les enjeux du recyclage

Contexte général


21/03/2017

Thése S. Omary

4

En France : ANR VBD2012-ECOREB PN-RECYBETON

2) Nouveautés par rapport aux autres travaux

utilisation simultanée du sable et des gravillons recyclés,

substitution complète du squelette granulaire par un squelette recyclé.

1) Principaux objectifs:

maintenir la classe de résistance à la compression (C25 et C35),

maintenir la classe de consistance constante de S4.

valoriser les granulats recyclés dans les bétons de structure,

ANR : Durabilité des bétons recyclés vis-à-vis du

gel/dégel sans agent de déverglaçage.

Objectifs



Contribution à l’étude expérimentale de la durabilité du

béton à base des granulats recyclés :

- Granulats

recyclés.

- Agent

entraîneur d’air.

Durabilité

vis-à-vis du

gel/dégel

- Granulats

recyclés.

- Etat des GR

- Agent

entraîneur d’air.

Caractérisation

des bétons

- Relations

entre ces

propriétés

- Utilisation

dans le béton

Caractérisation

des granulats

Matériaux

Ciment CEM II/A-L 42,5

Filler calcaire Betocarb HP-OG d’OMYA

Granulats

Granulats recyclés (Plateforme de DLB)

Granulats naturels

> INTRODUCTION > GRANULATS > BETONS > GEL/DEGEL > CONCLUSION

Granulats Recyclés Naturels

Sable Gravillons Sable Gravillons

Dénomination SR GR1 GR2 SN GN1 GN2

Coupures

(mm)

0-4 4-10 10-20 0-4 4-10 6,3-20

Superplastifiant de type MC-Power Flow-3140 pour une classe de consistance S4.

Agent entraîneur d’air de MC-Centrament Air 205.


GRANULATS

Introduction

Caractérisation des granulats naturels et

recyclés

Caractérisation des bétons à base des granulats

recyclés

Durabilité vis-à-vis du gel/dégel des bétons




Caractérisation des granulats

Coefficient d’absorption d’eau (WA)



Résistance à la fragmentation des gravillons (LA)

Résistance à l’usure (MDE/S)

Résistance au gel/dégel des granulats (F)

Coefficient d’absorption d’eau (WA)

Méthode du pycnomètre

selon la norme NF EN

1097-6



Méthode de la pesée

hydrostatique en

continue (PHC)

Méthode accessible

à l’eau sous vide

[NF P 18-459].

Méthodes Durée

d’immersion

Pycnomètre

[NF EN 1097-6]

Sous vide

[NF P 18-459]

Pesée

hydrostatique

GR1 24h 5,6±0,2 6,1±0,1 5,4±0,2

48h 5,7±0,1 6,4±0,1 5,7±0,1

GR2 24h 5,7±0,2 6,2±0,1 5,6±0,0

48h 5,8±0,2 6,2±0,1 5,6±0,1

SR 24h 7,3±0,1 - 7,3±0,1

48h 7,7±0,2 - 7,8±0,1

GN1 24h 0,5±0,1 0,6±0,1 0,5±0,1

48h 0,6±0,1 0,7±0,1 0,6±0,0

GN2 24h 0,4±0,1 0,5±0,1 0,4±0,0

48h 0,5±0,2 0,6±0,1 0,5±0,0

SN 24h 1,3±0,1 - 1,3±0,1

48h 1,5±0,2 - 1,4±0,1

WA24h (GR) > WA24h (GN)

Les fissures dans la matrice cimentaire qui se créent éventuellement

pendant le concassage des blocs du béton de démolition

Coefficient d’absorption d’eau


21/03/2017 Thèse S. Omary 10

242,72 0,07 (%)G G

rd hWA

24 0WA 2,72A

rd et

Corrélation entre la ρrd des granulats

en fonction de WA24hG.

Plus de 50

types de

granulats

naturels et

recyclés.

Corrélation entre la WA24hG des

granulats en fonction du nvB.

24% 2,26 %G G

v hn WA

2 0,98R avec

Intervalle de

confiance

Résistance à la fragmentation des gravillons (LA)


21/03/2017 Thése S. Omary 11

Réalisé conformément à la norme NF EN 1097-2.

24% 2,73 15,58GhLA WA

2R NG GLA LA

NF P 18-545

NF EN 12620+A1

o Pour les granulats naturels : LA (%) ≤ 30.

o Pour les granulats recyclés : LA (%) ≤ 40.

Loi de mélange

Modèle de Voigt (Loi de mélange)


21/03/2017 Thèse S. Omary 12

( )

( )( )

R

NR

G ou SRG

m G ou SNG ou SR

Mr

M M

Taux du substitution

massique des GR

24 24 241G G GR G GN

h m mWA r WA r WA

1G G GR G GN

v m v m vn r n r n

% 1R N

G G

m G m GLA r LA r LA

1

1i m

1i m

ß = 1 G

mr 1

2

i

m

Phase

Phase

et

Déformations uniformes (Iso-strain)

Résistance à l’usure (MDE/S)


21/03/2017 Thèse S. Omary 13

Réalisé conformément à la norme NF EN 1097-1.

Micro-Deval à l’état sec (MDS). Micro-Deval à l’état humide (MDE).

Résistance au gel/dégel des granulats


21/03/2017 Thèse S. Omary 14

Réalisé conformément à la norme NF EN 1367-1.: Enceinte climatique de WEISS

Classification des gravillons après gel/dégel selon la norme NF EN 12620.

% perte de masse par gel/dégel (F) Catégorie : F

≤ 1 F1

≤ 2 F2

≤ 4 F4

≥ 4 F déclaré

NF P 18-545 : F4 peuvent être utilisés pour les bétons hydrauliques.

Résistance au gel/dégel des granulats


21/03/2017 Thèse S. Omary 15

Analyse

granulométrique

avant et après

gel/dégel

Perte de masse Avant gel/dégel Après gel/dégel

Coup. (mm) F (%) WA (%) nvG (%) MDE (%) LA (%) WA (%) nv

G(%) MDE (%) LA (%)

GN

4/8 2,7±0,4 0,75±0,01 2,0±0,11 - 0,90±0,02 2,4±0,11 -

8/16 2,3±0,5 0,55±0,01 1,5±0,10 - 0,79±0,01 2,2±0,01 -

16/25 1,4±0,1 0,50±0,02 1,4±0,13 - 0,76±0,01 2,1±0,02 -

10/14 - - - 22,4±0,7 16,7±0,6 - - 26,4±0,5 18,6±0,5

GR

4/8 4,1±0,5 6,4±0,1 14,2±0,3 - 5,9±0,1 13,6±0,2 -

8/16 3,5±0,4 6,0±0,2 13,6±0,2 - 5,5±0,1 12,7±0,2 -

16/25 3,4±0,1 5,9±0,2 13,2±0,2 - 5,5±0,1 12,7±0,2 -

10/14 - - - 27,1±0,4 32,8±0,9 - - 22,9±0,2 30,9±0,2

Influence des cycles gel/dégel sur les caractéristiques des gravillons.

Caractérisation des granulats


21/03/2017 Thèse S. Omary 16

Caractérisation des granulats :

Caractérisation des granulats :

Capacité d’absorption élevée de GR (NF EN 1097-6).

Résistant à la fragmentation : LA (%) ≤ 40%.

Résistant au gel/dégel : F ≤ 4 (Non gélif).

S. Omary, E. Ghorbel & G. Wardeh, “Relationships between recycled concrete

aggregates characteristics and recycled aggregates concretes properties.” In

journal of Construction and Building Materials 108 (2016) 163–174.

Résultats expérimentaux en accord avec ceux du PN-RECYBETON.

La loi de mélange nous permet d’analyser l’effet du mélange granulaire

(GN+GR) sur les caractéristiques des bétons.

BETONS

Introduction

Caractérisation des granulats naturels et recyclés


recyclés



21/03/2017 Thèse S. Omary 17


Formulations des bétons

PN-RECYBETON


Thèse S. Omary 18

C35/45 xR-yR

xR : taux de substitution de sable recyclé.

yR : taux de substitution des gravillons recyclés.

C35/45 0R-0R

C35/45 30R-30R

C35/45 0R-100R

C35/45 100R-100R

21/03/2017

recyclé recyclés

sable gravillons

v recyclé naturels

granualts granulats

V Vr

V V

Taux de substitution volumique (%) :

maintenir la classe de résistance à la compression C35/45,

maintenir la classe de consistance constante de S4.



21/03/2017 Thèse S. Omary 19

PER-ECOREB

C35/45 Y%GRI

Y : taux d’incorporation volumique en gravillons recyclés.

I : état d’incorporation des gravillons recyclés (S saturés et D sec).

Elaborées de C35/45 0R-0R,

maintenir dosage en ciment et Etotale la classe de consistance

constante de S4.



21/03/2017 Thèse S. Omary 20

C35/45 xR-yR-Z%

PN-RECYBETON avec l’agent entraîneur d’air

Z désigne la valeur de l’air occlus mesuré expér. = 4% et 6%.

Durabilité vis-à-vis du gel/dégel des béton.

BETONS

21/03/2017 Thèse S. Omary 21


Propriétés de transfert

Conductivité thermique

Résistivité électrique

Perméabilité au gaz

Propriétés mécaniques

Résistance à la compression (fcm)

Résistance à la traction par fendage (fctm,sp)

Module d’Young (Ec)

Propriétés physiques

Effets des paramètres sur la porosité des béton (nBv)

Effets des paramètre sur la porosité des béton (nvB)


21/03/2017 Thèse S. Omary 22

% 7,81 %Bvn a

% 1,44 10.8Bvn a

0,08

% %B Gv vn n

où 13

La norme française NF P 18-459

PER-ECOREB : Etotale/C constant



21/03/2017 Thèse S. Omary 23

3 3

occlus/ Ciment Eau Filler AirpâteV m m V V V V

0,08

% 88 % 0,15tev p

B G

v ân n V où 3 3/pâteV m m


Effet de la qualité des interfaces sur la porosité accessible à l’eau des bétons


21/03/2017 Thèse S. Omary 24

10ITZe m

10ITZe m

35 / 45 100%C GRS 0,2% 15,4B

vn 3287Ciment Kg m

100ITZe m

100ITZe m

35 / 45 100%C GRD 0,5% 17,3B

vn 3287Ciment Kg m

150 µm

50 µm

500 µm

50 µm

Conductivité thermique


21/03/2017 Thèse S. Omary 25

Conductivité thermique :

Granulats recyclés

Agent entraîneur d’air

Dosage en ciment ainsi que Etotale/C

28

28

njcm C

fjC E Ac

f VK

V V Vf

o fcm28j : Résistance à la compression (MPa).

o fc28j : Résistance nominale du ciment (MPa).

o VC, : Volume du ciment (m3/m3).

o VE : Volume d'eau (m3/m3).

o VA : Volume d'air occlus (m3/m3).

o Kf : Coefficient qui dépend de la

composition du mélange granulaire.

2

/ 18 C

C E A

VW mK

V V V

2 0,91R

Loi de Féret :



21/03/2017 Thèse S. Omary 26

Résistivité électrique est un moyen simple et non-destructif, pour :

Caractériser la capacité d’un matériau à s’opposer à la circulation du courant

électrique.

Appréhender la microstructure d’un matériau.

.él

Sm R

L

Méthode de mesure de résistivité : deux points

Après 90 jours de cure des éprouvettes dans l’eau (saturation).

Résistivité électrique : les conditions de mesure


21/03/2017 Thèse S. Omary 27

Influence des conditions expérimentales sur la mesure des résistivités électriques :

Conditions expérimentales optimales :

Une durée de 3 minutes.

Une fréquence de 15 kHz.

Une tensions de 10 V.

1) Durée de

stabilisation

de la tension

et de

l’intensité.

2) Gamme

de tension

à vide

optimale.

3) Fréquence

optimale.

Résistivité électrique (ρél.)


21/03/2017 Thèse S. Omary 28

Influence de l’air entraîné et du taux d’incorporation des granulats recyclés

Avec entraîneur

Résistivité électrique :

Granulats recyclés





21/03/2017 Thèse S. Omary 29

Corrélation entre résistivité électrique et porosité :

beton m

el n

2

2

2

3,81 et 1,36 et R =0,98 pour a 2,5%

6,28 et 1,16 et R =0,87 pour a 4%

6,40 et 1,16 et R =0,84 pour a 6%

m

m

m

avec

Le paramètre traduit le facteur de formation

et la connectivité du réseau poral

Loi d’Archie :

1beton

el

eau pores m

el n F

beton

el

eau pores

el

nmF

: Résistivité électrique du béton

: Porosité totale du béton

: Facteur de cimentation

: Coefficient de saturation

: Facteur de formation

: Résistivité électrique du fluide interstitiel

Résistivité électrique (ρél.)


21/03/2017 Thèse S. Omary 30

Facteur de formation (F) donne des indications sur la connectivité du réseau poral

Incorporation des granulats recyclés a pour effet de réduire les valeurs de F.

Une T moins importante avec rv <56% , rv >56% augmentation est significative pour les bétons

adjuvantés.

Tortuosité (T) renseigne sur la sinuosité et l’inter-connectivité de l’espace poral

eT nF n : Porosité totale de béton

PER-ECOREB PN-RECYBETON

1beton

el

eau pores

el F

Loi d’Archie 2,2eau pores

el m Où la résistivité de l’eau éxp.

Perméabilité au gaz - CEMBUREAU


21/03/2017 Thèse S. Omary 31

Perméabilité au gaz :

Granulats recyclés



6

18 2

int 10 0,0427 c

c e a

VK m

V V V

2 0,83R avec

Réalisé à l’IFSTTAR

Conformément à la norme XP P 18-463.

Perméabilité au gaz - CEMBUREAU


21/03/2017 Thèse S. Omary 32

Corrélation entre la Perméabilité et résistivité :

18 2

.10 m

Int élK m

2

2

2

51385 et 1,76 et R =0,91 pour a 2,5%

9714 et 1,16 et R =0,91 pour a 4%

4473 et 0,87 et R =0,99 pour a 6%

m

m

m

Relation dépend de la teneur en air occlus et indépendante de la classe de résistance.

Propriétés mécaniques : Résistance à la compression (fcm)


21/03/2017 Thèse S. Omary 33

La norme NF EN 12390-3

PN-RECYBETON avec/sans entraîneur d’air :

Une diminution de 29% : 4% air occlus.

Une diminution > 50% : 6% air occlus.

C35/45 0R-0R :

38,5 42cmf MPa

PER-ECOREB : Etot/C constant

fcm diminue 25%.

100% des gravillons recyclés

Propriétés mécaniques : Résistance à la compression (fcm)


21/03/2017 Thèse S. Omary 34

Loi de Féret :

28

28

njcm C

fjC E Ac

f VK

V V Vf

228

28

6,38 20

0,091 90 20

cm

j

Cfj

c C E A

f

f

f VK

f V V V

K si LA

K LA si LA

o fcm28j : Résistance à la compression (MPa).

o fc28j : Résistance nominale du ciment (MPa).

o VC, : Volume du ciment (m3/m3).

o VE : Volume d'eau (m3/m3).

o VA : Volume d'air occlus (m3/m3).

o Kf : Coefficient qui dépend de la

composition du mélange granulaire.

Propriétés mécaniques : Résistance à la traction par fendage (fctm,sp)


21/03/2017 Thèse S. Omary 35

La norme NF EN 12390-3

PN-RECYBETON avec/sans entraîneur d’air :



C35/45 0R-0R :

PER-ECOREB : Etot/C constant

fctm,sp diminue 20%.

100% des gravillons recyclés



21/03/2017 Thèse S. Omary 36

Corrélation entre fctm,sp et fck

2

30,3ctm ckf f 8 cmck ff ,0,9ctm ctm spf f et

pour les classes de résistance 50 / 60C

Littérature Equation

Béton

granulats

naturel

Béton incorporant

gravillons recyclés

Béton incorporant

granulats recyclés

(SR+GR)

Tous types de

granulats dans

les bétons

Aslani et

Nejadi

R²=0,76 R²=0,43 R²=0,17 R²=0,62

R²=0,85 R²=0,41 R²=0,17 R²=0,67

R²=0,73 R²=0,40 R²=0,17 R²=0.59

R²=0,81 R²=0,73 R²=0,17 R²=0,77

EC2 R²=0,86 R²=0,60 R²=0,18 R²=0,75

Topçu et

Uygunoglu R²=0,67 R²=0,42 R²=0,17 R²=0,56

0,893

, 0,115ctm sp cmf f

0,551

, 0,472ctm sp cmf f

0,965

, 0,082ctm sp cmf f

0,606

, 0,34ctm sp cmf f

2

3

3

ck

ctm

ff

, 0,06 0,201ctm sp cmf f

2

1 3ctm cmf f



21/03/2017 Thèse S. Omary 37

Corrélation entre fctm,sp et fck

Equation

modifiée

Paramètre

R²

Aslani et

Nejadi 0,045 0,78

EC2 0,03 0,67

0,606

,

0,34

1ctm sp cm

v

f fr

2/3

3 1

ck

ctm

v

ff

r

1

1 vr

Equation R²

Aslani et

Nejadi 0,73

EC2 0,60

0,606

, 0,34ctm sp cmf f

2

3

3

ck

ctm

ff

Coefficient

Propriétés mécaniques : Module d’Young (Ec)


21/03/2017 Thèse S. Omary 38

Corrélation entre Ec et fcm

Littérature Equation Modèles établis pour

des bétons avec :

Tout type de

bétons

Béton à

granulats

naturels

Béton incorporant

des granulats

recyclés

Aslani and Nejadi,

Granulats naturels R²=0,75 R²=0,77 R²=0,50


Granulats naturels R²=0,64 R²=0,68 -


EC2 Granulats naturels R²=0,63 R²=0,67 R²=0,06

Ravindrarajah et

al.

Granulats naturels et

gravillons recyclés R²=0,76 R²=0,77 R²=0,54

Wardeh et al. Granulats naturels et

gravillons recyclés R²=0,75 R²=0,76 R²=0,54

0,41

6847c cmE f

0,345

9455c cmE f

0,53

4150c cmE f

0,59

3202c cmE f

0,30

2200010

cmcm

fE

0,5

4630c cmE f

0,42

1755310

cmc

fE

0.30

2200010

cmcm

fE

50ckf MPa pour

.c cmE f

Propriétés mécaniques : Module d’élasticité dynamique (Ed)


21/03/2017 Thèse S. Omary 39

Corrélation entre Ec et fcm

Equation modifiée Paramètre R²

0,08 0,63

0,25 0,57

0,08 0,63

0,3459455

1c cm

v

E fr

0,3022000

1 10

cmcm

v

fE

r

0,4217553

1 10

cmc

v

fE

r

Equation R²

Aslani

and

Nejadi

0,57

EC2 0,06

Wardeh et

al. 0,54

0,345

9455c cmE f

0,30

2200010

cmcm

fE

0,42

1755310

cmc

fE

1

1 vrCoefficient

Caractérisation des bétons

21/03/2017 Thèse S. Omary 40

Caractérisation des béton :

1) S. Omary, E. Ghorbel & G. Wardeh, “Relationships between recycled concrete aggregates

characteristics and recycled aggregates concretes properties.” In journal of Construction and

Building Materials 108 (2016) 163–174.

2) S. Omary, E. Ghorbel, G. Wardeh & M. NGUYEN, “Effect of mix design dosage and

recycled aggregates incorporation ratio on the characteristics of concretes.” In International

Journal of Civil Engineering. Under review.

3) S. Omary, E. Ghorbel & G. Wardeh, “Caractérisation des granulats recyclés issus de la

démolition et effets sur les propriétés physiques et mécaniques des bétons fluides.” ABTP.

Participation par communication oral à la :

1) 6th Annual International Conference on Civil Engineering 2016 (Grèce).

2) Conference on Sustainable Structural Concrete 2015 (Argentine).

3) CONCREEP10 2015 (Autriche).

Publication :


GEL/DEGEL

Introduction



recyclés



21/03/2017 Thèse S. Omary 41

> INTRODUCTION > GRANULATS > BETONS > GEL/DEGEL > CONCLUSIONC

Gel/dégel

21/03/2017 Thèse S. Omary 42

NF EN 206-1

Valeurs limites Classe d'exposition

XF1 XF2 XF3 XF4

Eeff//Liant 0,60 0,55 0,55 0,45

fck(Mpa) C25/30 C25/30 C30/37 C30/37

Liantmin (Kg/m3) 280 300 315 340

Airmin (%) - 4 4 4

4 classe d’exposition NF EN 206-1


Classe d'exposition

XF1 Saturation modérée en eau, sans AD*

XF2 Saturation modérée en eau, avec AD*

XF3 Forte saturation en eau, sans AD*

XF4 Forte saturation en eau, sans AD*

AD* : Agent deverglaçage

Gel faible ou modéré (XF1 et XF2)

Gel sévère (XF3 et XF4)

Gel modéré ou sévère (suivant l’altitude)

Formulations


21/03/2017 Thèse S. Omary 43

Conservation des éprouvettes avant le test du gel/dégel

1) 90 jours de cure 2) Emballées dans un film plastique

C35/45 xR-yR-Z% (air occlus égale à 4% et 6%)

PN-RECYBETON avec l’agent entraîneur d’air

C35/45 xR-yR (air occlus égale à 2,5)

PN-RECYBETON

Classe d’exposition selon NF EN 206-1 : XF1 et XF3

Norme NF P 18-424 à été utilisée

Norme NF P 18-424


21/03/2017 Thèse S. Omary 44

Les essais de gel/dégel :

chambre froide modifiée 3,0 x 2,5 x 1,20 m

La température dans le

cœur du béton a été

mesurée par un

thermocouple.

Indicateurs normalisés [NF P 18-424]


21/03/2017 Thèse S. Omary 45

Variation de l’allongement relatif

0

500 /l

µm ml

Formulation avec l’agent entraîneur d’air : variation inférieure à 500 µm/m quelque soit

le taux d’incorporation

Indicateurs normalisés [NF P 18-424]


21/03/2017 Thèse S. Omary 46

Variation du carré de la fréquence de résonance

2

20

% 100 60%NFr

FVR

F

Aspect visuel


21/03/2017 Thèse S. Omary 47

Perte de matière après 300 cycles gel/dégel.

Indicateurs performentiels


21/03/2017 Thèse S. Omary 48

Certains propriétés physiques et de transfert ont été évaluée chaque 30 cycles

jusqu’à 300 cycles gel/dégel.

Pour estimer la résistance au gel/dégel des bétons en utilisant la :

1%PM Perte de masse (PM) :

Les bétons sont durables vis-à-vis du gel/dégel.

4% et 6% d’air occlus 35% vr

4 % VRM masse volumique (variation de la

masse volumique - VRM) :

résistivité électrique (variation de la

résistivité électrique - VRP) : . 40 %élVR

Evolution des propriétés physiques : absorption (WA)


21/03/2017 Thèse S. Omary 49

Corrélation entre coefficient d’absorption et la perte de masse.

0

44 44 44

cycles cycleNWA WA WA

44

cyclesNWA

0

44

cycleWA : WA avant l’exposition au gel/dégel.

: WA après N cycles du gel/dégel.

44

44

44

0.33 pour a=2.5%

0.17 0.06 pour a=4%

0.13 0.04 pour a=6%

WA PM

WA PM

WA PM

où

Validation des équations après gel/dégel


21/03/2017 Thèse S. Omary 50

Relation entre la porosité accessible à l’eau et la masse volumique apparente :

L’équation perd sa validité pour des porosités supérieures à 25%.

3/ 0,034 81 %B B

app Vg cm n



21/03/2017 Thèse S. Omary 51

Résistivité électrique en fonction de la porosité :

1,2

. 5,48beton B

él vn

L’équation est validée

après des cycles

gel/dégel



21/03/2017 Thèse S. Omary 52

18 2

.10 m

Int élK m

2

2

2

51385 1,76 0,91 2,5%

9714 1,16 0,91 4%

4473 0,87 0,99 6%

et m et R pour a

et m et R pour a

et m et R pour a

Perméabilités en fonction de la résistivité électrique :

L’équation est validée

après des cycles

gel/dégel

Caractérisation du comportement thermomécanique au cours des cycles gel-dégel


21/03/2017 Thèse S. Omary 53

Positionnement des jauges de déformation (J) et des thermocouples (T)

Evolution de la température au cours des cycles gel/dégel



21/03/2017 Thèse S. Omary 54

Les températures du changement

d’état sont d’autant plus élevées que

le taux d’incorporation

Profil des températures au cœur des

éprouvettes :

phase gel phase dégel Les écarts faible des profils

thermiques des différents bétons.



21/03/2017 Thèse S. Omary 55

Déformations au cours des cycles de

gel/dégel des formulations sans air entraîné.

Les déformations au 10ème cycle des formulations sans et avec air entrainé (saturées).

Déformations au cours des cycles de

gel/dégel des formulations avec air entraîné.

- Béton

sans air

entraîné à

l’état sec

et N= 10

cycles.

- Béton

avec air

entraîné à

l’état sec

et N= 10

cycles.

- Déformation

des béton

sans air

entraîné à

l’état saturée

et N= 10

cycles.

- Déformation

des béton

avec air

entraîné à

l’état saturée

et N= 10

cycles.



21/03/2017 Thèse S. Omary 56

Evolution des déformations résiduelles en fonction du nombre des cycles.

Les déformations

progressives en fonction du

nombre des cycles.

Rochet thermique

Provoquée par l’accumulation

des dégradations subies à

chaque cycle par la formation

de fissures et l’augmentation

du volume des pores

capillaires.

Les bulles d’air joueraient un

rôle bénéfique qui semble

être plus efficace pour

r 33%v

Gel/dégel

21/03/2017 Thèse S. Omary 57

Durabilité vis-à-vis du gel/dégel :

1) S. Omary, & E. Ghorbel, “Freezing/thawing resistance of recycled

aggregate concretes: The effect of air content. ” Under review.

Participation par communication orale à la :

1) Microduraility 2016 (China).

Publication :


2) Journée National du Béton 2017 (JNB) (Tunisie).

CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

Introduction



recyclés



21/03/2017 Thèse S. Omary 58



21/03/2017 Thèse S. Omary 59


Propriétés physiques et mécaniques des granulats :

ρrdG (GR) < ρrd

G (GN) WA24hG (GR) > WA24h

G(GN) nvG (GR) > nv

G (GN)

LA (GR) > LA (GN)

Relations établies entre propriétés physiques et mécaniques des granulats.

o ρrdG

o WA24hG

o nvG

o LA

o F

: Masse volumique réelle

: Coefficient d’absorption d’eau

: Porosité accessible à l’eau

: Résistance à la fragmentation

: Perte de masse aux cycles

gel/dégel

F (GR) > F (GN)

Les normes en vigueur permettent de caractériser les granulats recyclés.


21/03/2017 Thèse S. Omary 60


Propriétés des bétons :

La conductivité

thermique.

La résistivité

électrique.

La perméabilité

au gaz Les propriétés

de transfert :

Inter-connectivité

du réseau poral

L’état d’incorporation

des GR

( )C C E AV V V V

Agent entraîneur

d’air

Granulats recyclés Les propriétés des bétons :

Relation entre les propriétés des granulats et propriétés des bétons :

La porosité accessible à l’eau des bétons est affectée par :

Le volume de

la pâte.

La porosité du squelette

granulaire.

La qualité de

l’interface.


21/03/2017 Thèse S. Omary 61


Propriétés mécaniques des bétons :

Résistance à la

compression (fcm)

Résistance à la traction

par fendage (fctm,sp)

Module d’Young

(Ec)

Agent entraîneur

d’air

L’état

d’incorporation

La loi de Féret a été modifiée en corrélant Kf à la fragmentation des granulats (LA).

Les relations entre propriétés physiques, mécaniques et de transfert des granulats

ont été établies.

Les relations d’EC2 ont été modifiées en introduisant le taux d’incorporation et le

coefficient .


21/03/2017 Thèse S. Omary 62


Tenue au gel des bétons :

Incorporation des granulats recyclés a une influence importante sur la

résistance des bétons aux cycles gel/dégel.

Introduction de l’agent entraîneur d'air dans les formulations améliore

notablement la résistance au gel /dégel des bétons.

Le rapport des carrés des fréquences de résonance est plus sévère que

l’allongement relatif.

Indicateurs performentiels :

C35/45 0R-0R-4% C35/45-30R-30R-4%

Les formulations résistantes aux cycles gel/dégel :

Perte de masse par

écaillage (PM) :

1%PM

Variation relative de la masse

volumique apparente (VRM) :

4% VRM

Variation relative de la

résistivité électrique (VRR) :

40% VRR

Perspectives


21/03/2017 Thèse S. Omary 63

A court terme :

Analyse microstructural après cycles gel/dégel:

o MEB

o Porosité au mercure

Analyse des déformations à basse température.

A long terme :

Modélisation du comportement thermo-hydro-mécanique à basse température.

Etude de la durabilité des bétons vis-à-vis du gel/dégel en utilisant un sel de

dévarglaçage.

Analyse de la phase interstitielle pour le calcul du facteur de formation.

21/03/2017 Thèse S. Omary 64

MERCI…

EFFET DE L’INCORPORATION DES

GRANULATS RECYCLES SUR LE

COMPORTEMENT ET LA DURABILITE

VIS-A-VIS DU GEL-DEGEL DES BETONS

OMARY Safiullah

Direction : Mme Elhem GHORBEL

GRANULATS RECYCLES SUR LE COMPORTEMENT … · Réalisé conformément à la norme NF EN 1367-1.:...

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