Performances de la durabilité

Plusieurs recherches ont été menées sur l’évaluation des facteurs de la durabilité pour le béton /mortier contenant des agrégats plastiques. Il s'agit notamment de la porosité, l'absorption d'eau et la pénétration des ions chlorures.

En général, la perméabilité des espèces chimiques agressives à travers les pores du béton/mortier est le principal facteur qui contrôle plusieurs propriétés de durabilité. Les essais tels que la mesure d'absorption d'eau, et la diffusion des ions chlorures peut fournir des informations sur la capacité du béton à empêcher la pénétration des espèces chimiques nuisibles.

I.9.10.1. Porosité accessible à l’eau et l'absorption capillaire

Chidiac et Mihaljevic [96] ont évalué le comportement de béton préparé avec la substitution des agrégats naturels par des agrégats de LDPE (polyéthylène à faible densité) et des agrégats de PEHD (polyéthylène à haute densité). Ils ont observé que les échantillons contenant des agrégats légers présentent une absorption d’eau plus élevée que le béton témoin. Dans le même contexte, Albano et al. [55] ont signalé que l'absorption d'eau est plus élevée pour les bétons contenants des granulats de PET par rapport aux bétons contenants uniquement des granulats naturels. Selon ces auteurs, la différence de la distribution granulométrique ainsi que la forme des granulats de plastique, en comparaison avec l'agrégat fin naturel, étaient responsables sur ce comportement.

Marzouk et al. [82] ont constaté des diminutions de la sorptivité pour les mortiers contenant du PET comme agrégat par rapport aux mortiers ne contenants pas de déchets de plastique. Ainsi, leurs résultats suggèrent une meilleure performance de la durabilité pour les mortiers contenant des agrégats de PET que pour les mortiers contenants des agrégats naturels lorsque ceux-ci entrent en contact avec des solutions agressives.

Choi et al. [54] ont mesuré le coefficient de sorptivité des mortiers durcis après 28 jours, qu’ils ont préparés en remplaçant 0, 25, 50 et 75% des granulats naturels par le WPLA (PET enrobé par le sable). Leurs résultats ont indiqué que la sorptivité des mortiers contenant un agrégat de WPLA à 25% de substitution était inférieur à celui du mortier témoin, tandis que pour 50% et 75% de substitution, elle était plus élevée (Figure I.28). De même, Hannawi et al. [37], Akcaozoglu et al. [97] et Saikia et al. [56] ont trouvé que l’absorption d'eau et la porosité était plus élevées pour un mortier contenant un agrégat de PET en comparaison avec un mortier témoin.

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Figure I.38 : Coefficients de sorptivité du mortier

à différents volumes de granulats WPLA [54].

Fraj et al. [63] ont enregistré une valeur plus élevée de la porosité accessible à l’eau du mortier contenant un agrégat des mousses de polyuréthane (PUR) à celle de mortier témoin. Les auteurs ont également rapportés que le pré-mouillage des granulats de mousse de polyuréthane (PUR) a augmenté la porosité.

Un programme expérimental a été réalisé par Senthil et al. [69] pour étudier les propriétés de transfert du béton préparé avec des déchets des pièces électroniques E- plastique (polystyrène à fort impact HIPS). Le béton a été préparé avec différents pourcentages (0, 10, 20, 30, 40 et 50%) de HIPS en remplacement partiel des agrégats grossiers naturels en volume. Leurs résultats ont révélé que les valeurs de la sorptivité ont augmenté avec l'augmentation de la teneur en HIPS; toutes les valeurs étaient supérieures au béton témoin. Cependant, elles ont diminué avec l'augmentation de l'âge (Figure I.39).

Figure I.39 : Coefficients de la sorptivité du béton

à différents volumes de granulats HIPS [69]. HIPS (%) S orpti v it é ( mm /m in 0 .5 )

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De même, Corinaldesi et al. [79] ont également observé une augmentation significative de l'absorption d'eau par capillarité dans des mortiers à base de PET et de poussière de GFRP en tant que sable. Ils ont constaté que l’incorporation de 62% de GFRP a entraîné une augmentation de l’absorption d’eau d’environ 80%.

Contrairement aux résultats précédents, Tittarelli et Shah [98] ont observé que le l’incorporation de 5% et 10% de poussière de GFRP a diminué l’absorption capillaire d’eau (respectivement, d’environ 60% et 40%) en dépit de la porosité totale plus élevée des mortiers.

I.9.10.2. Pénétration des ions chlorures

L’attaque par les chlorures se distingue par le fait qu’elle entraîne la corrosion des armatures et qu’ensuite, comme conséquence de ce phénomène, le béton armé est dégradé. La résistance à la pénétration d’ions chlore dans le mortier et le béton est l'une des questions les plus importantes au sujet de la durabilité des structures en béton.

Kou et al. [15] ont étudiés la résistance à la pénétration d'ions chlores à 28 et 91 jours de béton durci préparé par la substitution partielle des agrégats naturels par des granulats de déchets de PVC. Les résultats observés ont indiqué que la résistance à la pénétration des ions chlorures du béton augmente avec l’augmentation de la teneur en PVC. Senhadji et al. [14] ont constaté que la substitution partielle (30, 50 & 70%v) de l’agrégat naturel (sable fin et agrégats 3/8) par des granulats de PVC, augmente la résistance à la pénétration des ions chlore. Les résultats montrent qu’il y’à un optimum de la résistance à la pénétration aux ions chlore à 30% de substitution.

Fraj et al. [63] ont évalué les coefficients de la diffusion des ions chlorures des bétons contenants de la mousse rigide de polyuréthane (PUR) substituant l'agrégat naturel grossier. Ils ont observé une plus faible valeur du coefficient de la diffusion d’ions chlore de béton contenant la mousse rigide PUR par rapport au béton contenant des granulats naturels. Ils ont également signalé que la réduction du rapport E/C et l'augmentation de la teneur en ciment pourraient améliorer considérablement la performance de la résistance aux chlorures du béton contenant de la mousse de polyuréthane rigide (PUR).

Benosman et al. [99] ont constaté que la substitution du ciment par des particules de déchets en PET diminuait la pénétration d’ions chlore en utilisant l’essai de la pénétration rapide d’ions chlores ( Rapid Chloride Penetration Test) (RCPT). Omrane et al. [100] a fait le

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même constat, ils ont observé une profondeur de pénétration des ions chlorures nettement inférieure au mortier de référence.

Ghernouti et al. [101] ont remarqué que la substitution du sable concassé par les déchets des sacs plastiques (MPBW) (Mortar Made with Plastics Bag Waste) diminuait la profondeur de la pénétration des ions chlores.

Gouasmi et al. [102] ont étudié la résistance des mortiers composites à base des agrégats légers en WPLA contre la pénétration d’ions chlore (NaCl 5%). Ils ont trouvé que la profondeur de la pénétration et le coefficient de diffusion apparent Da des ions chlorures des mortiers composites sont nettement inférieure que ceux du mortier non modifié. Ainsi, la perméabilité aux ions chlorures des mortiers contenant 100% de WPLA a été inférieure d’environ 90% à celle des mortiers témoins (Figure I.40, I.41).

Figure I.40 : Coefficients de la diffusion

apparent des ions chlores du béton à différents volumes des granulats WPLA [102].

Figure I.41 : Corrélation entre la sorptivité et

le coefficient de la diffusion des ions chlores des bétons contenant des agrégats WPLA

[102].

Silva et al. [103] ont également indiqué que la profondeur de la pénétration au chlorure de béton contenant des déchets de PET était supérieure à celle du béton témoin. De plus, les échantillons de béton durcis au laboratoire présentaient une forte pénétration des ions chlorure par rapport aux échantillons durcis dans un environnement extérieur.

WPLA (%) C oef fi c ie nt de di ff us ion des i os c hl ore a ppare nt ( x 1 0 -8 c m 2 /s )

Coefficient de diffusion des ions chlore apparent (x10-8 cm2/s) Sorpti v ité (m m /m in 0 .5 )

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