EFFET DE L’AJOUT DE CALCAIRE ET DE SABLE DE DUNE BROYÉS SUR LE COMPORTEMENT PHYSICO-MÉCANIQUE ET SUR LA DURABILITÉ DES BÉTONS À HAUTES PERFORMANCES

Abstract

Cette étude présente les résultats d’un programme expérimental dans lequel l’approche des plans d'expériences a été utilisée afin d’optimiser des BHP formulés à base de matériaux locaux de la région de Laghouat (Algérie). Les matériaux locaux valorisés sont des additions minérales, calcaires et siliceuses, obtenus respectivement par tamisage de déchets de concassage et par broyage fin de sables de dunes. Les deux additions sont ajoutées par substitution partielle au ciment. Un plan de mélange à 3 facteurs a été utilisé afin de modéliser l’influence du dosage en ciment ainsi que des dosages de ces deux additions sur les propriétés d’un béton à haute performance. Grâce à un logiciel d'analyse statistique JMP7, des modèles mathématiques expliquant au mieux les résultats d'essais, en particulier la maniabilité et les propriétés mécaniques, ont été déterminés et développés dans ce travail. Ces modèles mathématiques ainsi obtenus permettent en fait la prédiction de l’effet de chacun des facteurs étudiés, séparément et en combinaison, sur les propriétés des BHP. Les résultats trouvés montrent que, globalement, l’introduction de l’addition calcaire (Fillers calcaires (FC)) et de l’addition siliceuse (Sable de dune broyé (SDB)) dans le ciment (en substitution) joue un rôle bénéfique en améliorant les résistances mécaniques à moyen et long terme. Il a été montré notamment que la résistance mécanique augmente avec le pourcentage d’additions jusqu’à un optimum (5% de SDB et 5% de FC) puis diminue pour des pourcentages plus élevés. Les résultats trouvés montrent aussi qu’il est possible d’obtenir des bétons à hautes performances de bonne ouvrabilité grâce à l’ajout des fines calcaires et de fines siliceuses. Par ailleurs, des essais de durabilité consistant à suivre le comportement à long terme de certaines compositions du béton étudié, dans des milieux plus ou moins agressifs en procédant par des cycles ‘immersion /séchage’ ont été réalisés. Ces essais servent à étudier l’effet des additions minérales (SDB, FC) sur la résistance aux attaques chimiques des BHP et à essayer ainsi d’apporter une contribution à la compréhension des principaux mécanismes d’action de ces additions incorporées dans les BHP, en particulier vis-à-vis des attaques acides et sulfatiques. L'analyse des résultats des essais de la durabilité des bétons étudiés vis-à-vis des sulfates de magnésium et de l’acide chlorhydrique ) montre clairement que l’incorporation du SDB et du FC contribue d’une manière positive à la durabilité des BHP en comparaison avec le BHP de contrôle. Ceci est dû à la formation des C-S-H supplémentaires issus de la réaction pouzzolanique d’une part et d’autre part à la dilution des aluminates et la modification de la texture des hydrates qui deviennent plus compacts. En effet, le faible rapport E/C et la substitution d’une partie de ciment par l’ajout de SDB et de FC, ont conduit aussi à la protection des bétons élaborés, contre les agressions chimiques, en réduisant leur porosité, ce qui rend difficile la pénétration des éléments agressifs dans les pores interstitiels des bétons. Il faut noter enfin noter que, même après 180 jours de conservation dans les milieux agressifs, les caractéristiques mécaniques de ces bétons ne sont pas affectées par les dégradations. Mots clés : Béton à haute performance, sable de dunes, fillers calcaires, fillers siliceux, valorisation, recyclage, broyage, plans d'expériences, propriétés physico-mécaniques, durabilité, agressions chimiques.