Propriétés des bétons autoplaçants de haute performance préparés avec des granulats recyclés

Les bétons aux granulats recyclés (GR) offrent aujourd’hui une véritable alternative technique, écologique et économique dans plusieurs applications. Cependant, ces bétons doivent répondre aux mêmes règles de qualité que les bétons aux granulats naturels, quant à leurs performances mécaniques, physiques, et leurs modes d’utilisation. Cette étude consiste à analyser les propriétés des bétons autoplaçants (BAP) de haute performance destinés aux applications de réparation dans lesquelles une partie des gros granulats naturels (GN) et sable naturel (SN) est remplacée par des granulats recyclés de classe MR-2 (φ = 0-20 mm). Elle consiste principalement en l'analyse des impacts des taux de remplacement des granulats recyclés, l’état de saturation de GR, la fraction fine de granulats recyclés et le type de liant, sur le comportement des BAP à l’état frais, les propriétés mécaniques et la durabilité. Deux différentes fractions de granulats recyclés de classe MR-2, le sable recyclé de taille inférieure à cinq millimètres et des gros granulats de MR-2 de diamètre entre cinq et vingt millimètres, sont étudiés. Les essais de caractérisation des granulats recyclés, telles que la densité, l’absorption, la vitesse d’absorption et la granulométrie sont effectués lors de la première phase de cette étude. Dans le cadre de cette étude, on vise la formulation d’un béton autoplaçant de haute performance aux granulats recyclés (0-20 mm). La formulation du BAP étudié est proportionnée avec un rapport E/C de 0,35 et une teneur en air de 5 à 8 %. Les bétons sont formulés en utilisant des courbes granulométriques optimisées à l’aide de la courbe de Fuller-Thompson. Deux liants ternaires, le TerC3 à base de cendres volantes et de fumée de silice et le Tercem3000 à base de laitier et de fumée de silice sont utilisé. Le remplacement des granulats naturels et sable naturel par les deux fractions des granulats recyclés MR-2 est effectué de la manière suivante : une proportion des granulats fins recyclés remplace le sable et une partie des gros granulats recyclés remplace les gros granulats naturels. L’optimisation granulaire des mélanges est déterminée par rapport à la courbe visée de Fuller et Thompson [Gagné et Aïtcin, 2014]. Les essais réalisés sur le BAP de haute performance se résument essentiellement en trois phases : 1) Des essais sur BAP à l’état frais pour étudier l’ouvrabilité et le comportement rhéologique des BAP à faible rapport (E/C), en montrant l’influence du taux de remplacement des granulats naturels par des granulats recyclés, l’état de saturation des granulats recyclés et l’effet de la fraction fine de granulat recyclé ; 2) L’étude paramétrique sur les BAP durcis, la résistance à la compression, la résistance à la traction, la résistance en flexion et le module d’élasticité ainsi que les propriétés de durabilité, notamment, la perméabilité aux ions chlores, résistivité électrique, le retrait de séchage, le retrait endogène et la résistance au gel-dégel ont été évaluées pour les mélanges des BAP confectionnés ; 3) L’essai de fluage par compression et la résistance à l'écaillage ont été évaluées pour les mélanges optimisés. Il s’agit d’identifier l’effet des granulats recyclés de type MR-2 saturés sur le comportement des BAP, notamment l’effet sur le mûrissement interne et la réduction du retrait endogène des bétons ayant un rapport E/C faible. L’influence du mortier résiduel sur la cure interne du béton est également étudiée. Une formulation de BAP contenant les GR saturés 24 heures à l’eau avant bétonnage et une autre formulation en utilisant les MR à l’état sec est retenue pour déterminer l’effet de mûrissement interne. Les résultats obtenus montrent que les bétons formulés avec des granulats recyclés donnent des résultats mécaniques plus faibles par rapport aux bétons de référence, notamment des bétons élaborés avec les MR saturés. Ceci peut être probablement dû au relâchement de l’eau pendant le mûrissement de béton. Ainsi, il est évident que l’utilisation des granulats recyclés saturés ont un effet négatif sur les propriétés mécaniques. Par contre, les bétons aux granulats recyclés totalement saturés muris à l’air donnent des résistances mécaniques supérieures aux BAP fabriqués avec les MR à l’état sec. Par ailleurs, l’utilisation de granulats recyclés, notamment les particules fines (sable de MR), totalement saturés dans les BAP à faible rapport E/C a un effet bénéfique sur la réduction du retrait endogène et de séchage