Study of the influence of alternative materials on the properties of foam concrete, with a view to their valorization (dreeged sediments, bottom ash and fiberglass)
Etude de l'influence de matériaux alternatifs sur les propriétés des mortiers mousse, en vue de leur valorisation (sédiments de dragage, mâchefers et fibre de verre)
Résumé
The use of recycled materials in concrete in place of sand makes it possible to meet to a double challenge: the need to preserve natural resources threatened with depletion and the possibility of solving the problem of waste accumulation. The study, carried out in partnership with the Civil and Geo-environmental Engineering Laboratory, aims to assess the effect of three recycled materials on the properties of foam concrete in substitution for sand. These three recycled materials are dredged marine sediments, household waste incineration chocks, and recycled glass fiber. Foam concrete was chosen because it saves energy and costs. The presence of volumes of air created by the foam gives it a low density, thermal insulation properties and a good working ability. The expected objective of this work is to determine how recycled materials impact the properties of foam concrete and to show if they can be interesting alternatives to sand. To this end, it was decided to adopt an analytical approach consisting of studying each element separately and observing its effect on the other elements. The study was conducted in two phases: - a preliminary study of the properties of materials and their interaction with foam. - a comparative analysis of the properties of foam concretes in which the substitution rate and foam content were varied. The effect of materials alone on the mixture, the effect of the foam alone on the mixture and finally the effect of the materials on the foam mixture were studied. The experiment showed that sediment can be a very good alternative to sand. They have a much better mechanical performance, a better opening, a better resistance/density ratio, and this without altering the thermal insulation properties, allowing them a more structural use. Effects modelling and formulation optimization were proposed. The results of the chewers were conclusive. The foam concrete obtained showed variable properties depending on the rate of substitution adopted. This led to the conclusion that they could be perfectly substituted for sand for various applications. It would be interesting to experiment with more foam concrete formulations as has been done for sediment. The results on recycled fiberglass are interesting but less conclusive than sediments and chewers. The foam concretes obtained are lighter and more insulating for substitution rates higher than a certain threshold. However the fibers do not seem to constitute a reinforcement and present mechanical benefits.
L’utilisation de matériaux recyclés dans les bétons en remplacement du sable permet de répondre à un double enjeu : la nécessité de préserver la ressource naturelle menacée d’épuisement et la possibilité de régler la problématique de l’accumulation des déchets. L’étude, réalisée en partenariat avec le laboratoire de génie civil et géo-environnement, a pour objet d’évaluer l’effet de trois matériaux recyclés sur les propriétés du béton mousse en substitution au sable. Ces trois matériaux recyclés sont les sédiments marins issus du dragage, les mâchefers d’incinération des déchets ménagers, et la fibre de verre recyclée. Le choix s’est porté sur le béton mousse car il permet de réaliser des économies en énergie et en coût. En effet la présence de volumes d’air créés par la mousse, lui confère une faible densité, des propriétés d’isolation thermique et une bonne ouvrabilité. L’objectif attendu de ce travail est de déterminer comment les matériaux recyclés impactent les propriétés du béton mousse et de montrer s’ils peuvent constituer des alternatives intéressantes au sable. Pour cela, il a été choisi d’adopter une approche analytique consistant à étudier chaque élément séparément et à observer son effet sur les autres éléments. L’étude a été menée en deux temps : - une étude préalable des propriétés des matériaux et de leur interaction avec la mousse. - une analyse comparative des propriétés des bétons mousse dans laquelle le taux de substitution et la teneur en mousse ont été variés. L’effet des matériaux seul sur le mélange, l’effet de la mousse seule sur le mélange et enfin l’effet des matériaux sur le mélange avec mousse ont été étudiés.L’expérimentation a montré que les sédiments peuvent constituer d’une très bonne alternative au sable. Ils présentent en effet de bien meilleures performances mécaniques, une meilleure ouvrabilité, un meilleur rapport résistance/densité, et ce sans altération des propriétés d’isolation thermique, leur permettant une utilisation plus structurelle. Une modélisation des effets et une optimisation de la formulation ont été proposées. Les résultats des mâchefers se sont révélés concluants. Les bétons mousse obtenus ont présenté des propriétés variables selon le taux de substitution adopté. Cela a permis de conclure qu’ils pouvaient se substituer parfaitement au sable pour diverses applications. Il serait intéressant d’expérimenter un plus grand nombre de formulations de béton mousse à comme cela a été fait pour les sédiments. Les résultats sur la fibre de verre recyclé sont intéressants mais moins concluants que les sédiments et les mâchefers. Les bétons mousse obtenus sont plus légers et plus isolants pour des taux de substitution supérieurs à un certain seuil. Cependant les fibres ne semblent pas constituées un renfort et présenter de bénéfice mécanique.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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