Développement de béton autoplaçant (BAP) et de béton semi-autoplaçant (BSAP) à teneur en pâte optimale

Le BAP est un béton très fluide, homogène et stable. Le BAP facilite grandement la tâche des ouvriers lors de la mise en place du béton. Ce type de béton peut s’écouler et se consolider simplement par l’effet de la gravité. Le BAP se caractérise par un volume de pâte élevé. En raison de sa haute teneur en liant, la production de BAP nécessite normalement une plus grande quantité de ciment. La production de ciment est associée à une consommation d'énergie élevée et émissions de CO2, ce qui entraîne une pollution environnementale. Par ailleurs, la granulométrie des granulats, la teneur en poudre et l'utilisation d'adjuvants réducteurs d'eau ont un effet important sur la maniabilité de BAP. Le développement de BAP pour obtenir un béton économique et efficace est une exigence industrielle importante. Le ciment étant le constituant le plus polluant et le plus coûteux du béton, la réduction du volume de pâte est une stratégie prometteuse pour produire un béton plus écologique. Une portion de ciment peut être remplacée par des ajouts cimentaires. De plus, il existe un plus grand potentiel de réduire la teneur en ciment nécessaire pour les mélanges de béton en optimisant les granulats combinés et la granulométrie des mélanges. Ce béton écologique doit satisfaire aux exigences des performances rhéologiques (état frais) et mécaniques (état durci). L'optimisation du squelette granulaire peut non seulement réduire le volume de pâte, d'eau et d'adjuvants, mais également améliorer les propriétés d'écoulement du béton. La granulométrie, la forme, les textures, la rugosité et l’angularité sont des propriétés influentes vi RÉSUMÉ dans l’optimisation des granulats. De plus, pour un béton écologique, une compacité granulaire élevée est importante pour réduire la teneur en pâte, eau et ciment. Ce projet de recherche vise à étudier l’effet des propriétés morphologiques des granulats dans les BAP. Les effets de la granulométrie des granulats, forme, angularité et texture de la surface et de la compacité granulaire seront évaluées. En outre, ce projet vise à élaborer une ligne directrice pour choisir le meilleur exposant (q) pour la méthode de conception de la courbe idéale de granulométrie, afin d'obtenir la combinaison des granulats optimale, ce qui réduit considérablement la quantité de pâte de ciment requise. Les résultats de cette recherche peuvent être utilisés non seulement par les producteurs de béton, mais également par les producteurs des granulats pour créer des granulats améliorés à utiliser dans le BAP. Les caractéristiques des squelettes granulaires de 38 mélanges de BAP à faible liant ont été étudiées pour minimiser la teneur en liant et le volume de pâte (VP). 20 mélanges granulaires ont été dosés en utilisant 5 modules de distribution Fuller-Thompson différents (q) de 0,4 à 0,5 et 4 rapports volumétriques sable/agrégat total (S/G) de 0,45 à 0,6. Les mélanges BAP-éco étudiés avec un rapport eau/liant de 0,60 et VP de 29% ont été classés en fonction de leur fluidité, de leur capacité de passage et de leur stabilité statique. Le volume de pâte a été réduit en deux étapes successives à 26% et 24% à l'aide des mélanges BAP-éco dosés aux squelettes granulaires optimisés. En utilisant l'analyse d'image 3D des formes des granulats, des versions modifiées du modèle Funk-Dinger et de nouveaux modèles de granulométrie en tant que fonctions du logarithme naturel des tailles de particules ont été proposées pour les squelettes granulaires optimisés. Les nouveaux modèles proposés ont été validés avec les mélanges BAP-éco contenant le VP minimum de 24% et 2 nouvelles sources de granulats. Les résultats ont montré que la prise xv en compte des dimensions réalistes du granulat en utilisant le nouveau modèle de granulométrie logarithmique proposé avec q de 2,6212 et S/G de 0,55 peut entraîner une réduction significative de la teneur en liant et du volume de pâte de 309 kg/m3 à 256 kg/m3 et 29% à 24%, respectivement, avec des performances d'ouvrabilité équivalentes. Celles-ci ont également conduit à réduire les valeurs du potentiel de réchauffement climatique de 206 à 172 CO2-equ kg/m3 de béton, tandis que des indices d'éco-efficacité et des caractéristiques de maniabilité plus élevés, ainsi qu'une résistance à la compression appropriée pour les applications résidentielles ont été obtenus