Brevet FR2849439A1 — publié le 20040702

i MATERIAUX CIMENTAIRES ALLEGES A BASE DE SOUS-PRODUITS DE MOQUETTES ET PROC D DE REALISATION DE TELS MATERIAUX Le domaine technique de la présente invention est celui des matériaux 5 cimentaires. Plus précisément, la présente invention concerne un matériau cimentaire présentant des propriétés d'allégement améliorées. De façon encore plus précise, la présente invention concerne un matériau cimentaire comportant des sous-produits de moquettes, en particulier de moquettes usagées. La quantité de déchets ménagers produit par les sociétés industrialisées est en constante augmentation. Ces déchets constituent des polluants importants. La sauvegarde de l'environnement passe donc par un recyclage approprié des déchets, mais également par la fin du stockage de ces déchets dans des décharges à ciel ouvert. Parmi les déchets ménagers, les moquettes usagées représentent une part non négligeable. En effet, les moquettes constituent une quantité importante de déchets synthétiques, qui ont été majoritairement stockés dans les décharges. Toutefois, ces déchets étant non-biodégradables, leur stockage en décharge ne peut constituer une solution viable, sans compter le fait que les décharges sont amenées à disparaître. Le recyclage des moquettes constitue donc une obligation. Toutefois, ces produits font partie des déchets difficiles à recycler. Ceci s'explique notamment par leur composition. En effet, les moquettes comprennent généralement deux couches de support constituées de polymères, solidarisées au moyen d'un latex chargé en constituants minéraux et d'une couche 25 supérieure de fibres textiles synthétiques. Ainsi, les moquettes comprennent trois constituants principaux: des fibres polymère, un latex et des constituants minéraux, dont les caractéristiques physiques et chimiques sont très différentes, ce qui complique fortement le recyclage. D'autre part, la structure des moquettes rend également très difficile la séparation 30 physique des différents éléments. Aussi, aujourd'hui le retraitement des moquettes usagées consiste-il essentiellement dans leur transformation sous diverses présentations: moquette découpée, broyat, granulat/plastdensification ou encore poudre fine. Certains de ces produits transformés sont ensuite utilisés comme combustible 35 dans les cimenteries. Toutefois, une telle utilisation ne peut représenter qu'au plus 10 % environ de la quantité totale de moquettes à retraiter. î 2849439 Un facteur limitant l'utilisation des moquettes usagées et en particulier de leurs sous-produits de transformation décrits ci-dessus tient au fait qu'ils sont d'un aspect peu agréable et sont souvent chargés d'un grand nombre d'impuretés les rendant peu salubres. L'art antérieur fait pourtant état de l'utilisation de déchets moquettes transformés. Ainsi le document WO-A-00/06638 décrit une composition à base d'asphalte et d'un résidu constitué d'un mélange de polypropylène, de styrènebutadiène et de carbonate de calcium. Ce résidu est obtenu suite à la dépolymérisation du nylon 6 dans les déchets de moquette, à pression moyenne. L'asphalte joue le rôle de liant. Une telle 10 composition est utilisée comme asphalte routier, membrane couverture en asphalte, composition de moulage... Si une telle composition présente des propriétés mécaniques améliorées, elle reste toutefois coteuse et longue à mettre en oeuvre, de par la nécessité de réaliser la dépolymérisation du nylon 6. Wang et al. (Journal of Material Science; 29 (1994) 4191-4199) décrivent l'utilisation des fibres recyclées de moquettes usagées comme fibres de renfort dans les bétons. Ces fibres sont les fibres de polypropylène contenues dans les moquettes, désassemblées du "backing " constitué par le styrène-butadiène et le carbonate de 20 calcium. L'inconvénient de cette technique est qu'elle nécessite une étape préalable de séparation des fibres. Or, une telle séparation ne peut être envisagée à un cot réduit. Il apparaît donc à la lumière de cet état des lieux que le domaine du retraitement des déchets ménagés est dans l'attente d'un moyen efficace de recycler les moquettes usagées, sans étapes intermédiaires de séparation de composants de la moquette et surtout sans surcot prohibitif. Par ailleurs, le domaine cimentier est dans l'attente de nouveaux matériaux cimentaires présentant certaines propriétés améliorées. Il existe déjà sur le marché, des bétons présentant de telles propriétés améliorées. En dehors de constituants classiques, ces bétons comportent des additifs employés pour l'isolation et l'allègement. Ces additifs sont par exemple le polystyrène expansé, la 35 vermiculite expansée, l'argile expansée, le schiste expansé, etc... Toutefois, l'utilisation de tels additifs dans les matériaux cimentaires augmentent grandement leur cot de revient. Par ailleurs, l'utilisation d'additifs tels que le polystyrène expansé présente plusieurs inconvénients majeurs. En effet, le procédé de préparation des matériaux cimentaires comprend classiquement les étapes suivantes: o une étape de mise en oeuvre consistant à mélanger et malaxer les différents constituants du matériau cimentaire entre eux; o une étape de mise en forme consistant à couler le matériau cimentaire dans un moule; o une étape de prise durant lequel le matériau cimentaire passe de l'état 10 liquide à l'état solide; et o une étape de consolidation durant laquelle le matériau cimentaire voit ses propriétés mécaniques augmenter. Or, les additifs tels que le polystyrène sont utilisés sous forme de charges particulaires très légères qui flottent lorsqu'elles sont incorporées à la pâte à béton. Après 15 la mise en forme du béton et durant la phase de prise, ces charges ont tendance à remonter et à se concentrer à la surface du béton. Il s'ensuit alors une fragilisation du béton consolidé, due à la diminution importante des propriétés mécaniques. Un autre inconvénient des matériaux cimentaires existants est qu'ils nécessitent, durant la phase de consolidation, un apport d'eau régulier de manière à permettre 20 l'augmentation des propriétés mécaniques. L'industrie cimentière reste donc dans l'attente de matériaux présentant des caractéristiques d'isolation et d'allègement améliorées par rapport aux matériaux cimentaires traditionnels et équivalentes à celles des matériaux additivés existant, tout en 25 conservant des propriétés mécaniques acceptables, avec un cot de revient moindre. Ainsi, l'un des objectifs essentiels de la présente invention est de remédier aux inconvénients énoncés ci-dessus, en proposant un matériau cimentaire comportant une proportion non négligeable de sous-produits de moquettes. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un matériau cimentaire présentant des propriétés mécaniques acceptables pour permettre son utilisation dans le domaine des travaux publics et de la voirie. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un matériau cimentaire avec un cot de revient limité. Afin d'atteindre ces objectifs, les inventeurs ont eu le mérite, d'une part, d'avoir eu l'idée d'utiliser les produits de retraitement de ces déchets de moquettes notamment comme additifs dans les matériaux pour le bâtiment et les travaux publics et en particulier dans les matériaux cimentaires tels que les bétons ou mortiers. De façon tout à fait inattendue, les inventeurs ont pu mettre en évidence que les matériaux cimentaires comportant des sous-produits de moquettes et présentant des 5 propriétés d'étalement équivalentes aux matériaux traditionnels, voient leurs propriétés mécaniques augmenter après la phase de prise et durant la phase de consolidation, lorsque celle-ci se fait à l'air libre et sans apport d'eau; et ceci contrairement aux matériaux cimentaires traditionnels, qui nécessitent un apport constant en eau pour voir leurs propriétés mécaniques atteindre les valeurs escomptées. 10 La présente invention satisfait donc aux objectifs susmentionnés en proposant, en premier lieu, un matériau cimentaire comportant des sous-produits de moquettes. Par sous-produits de moquettes, on entend les produits obtenus par découpage, broyage, et éventuellement compactage des moquettes. Par compactage, on entend la compression à froid de déchets de moquettes grossièrement prédécoupés de manière à réduire leur volume. Par matériau cimentaire, on entend tout matériau produit par l'industrie cimentière, tel que le béton, le mortier ou encore le ciment Préférentiellement, ces sous-produits sont issus de moquettes usagées. De façon avantageuse, la proportion de sous-produits de moquettes dans le matériau cimentaire selon l'invention est comprise entre 5 et 20 % en poids. Selon une caractéristique remarquable, le matériau cimentaire présente, selon sa 25 formulation, une résistance à la compression comprise entre 1 et 10 MPa. Les mesures de la résistance à la compression sont réalisées selon la norme NF P 18-406. Selon une autre caractéristique remarquable, le matériau cimentaire présente, selon sa formulation, une masse volumique réduite d'au moins 5 % et préférentiellement 30 de 5 à 30 % par rapport à un béton non additivé; ceci pour le produit final séché à température ambiante jusqu'à atteinte de l'équilibre. Selon une autre caractéristique remarquable, le matériau cimentaire selon l'invention, présente une résistance à la flexion supérieure à 2 MPa. 35 Selon une variante de l'invention, le matériau cimentaire comporte en outre à titre d'additif, au moins un constituant pris dans le groupe comprenant par exemple les fluidifiants, les plastifiants tels que les polysulfonates ou tout produit équivalent connu de l'homme du métier. Un autre objet de la présente invention concerne un procédé de réalisation du 5 matériau cimentaire décrit ci-dessus, ce procédé consistant à utiliser des sous-produits de moquettes. De façon préférentielle, la taille des sous-produits de moquettes utilisés dans le présent procédé est inférieure à 10 mm, préférentiellement à 5 mm et plus préférentiellement encore à 1 mm. Selon une autre caractéristique, le rapport eau/ciment mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention est compris entre 0,4 et 0,5. De façon avantageuse, les sous-produits de moquettes sont introduits lors de 15 l'étape de mise en oeuvre, après mélange des constituants de base du matériau cimentaire, à savoir le ciment, l'eau, le sable ou les granulats selon qu'il s'agisse d'un mortier ou d'un béton. Pour obtenir une consistance et des propriétés d'étalement équivalentes à celles des matériaux cimentaires traditionnels, il est apparu nécessaire d'introduire une quantité 20 plus importante d'eau dans le matériau cimentaire selon l'invention. Or, contre toute attente, cette proportion d'eau importante n'a nullement entamé les propriétés mécaniques du matériau cimentaire consolidé. Selon une autre caractéristique remarquable du procédé selon l'invention, on constate que durant la phase de prise du matériau cimentaire, les particules sont retenues 25 en suspension, permettant audit matériau cimentaire de conserver une structure homogène. Par particules, on entend les particules de sable ou les granulats selon qu'il s'agisse d'un mortier ou d'un béton. Selon une autre caractéristique remarquable du procédé selon l'invention, la 30 phase de consolidation est réalisée à l'air libre et sans apport d'eau. En effet, l'eau apportée lors de l'étape de mise en oeuvre est suffisante pour hydrater le matériau cimentaire. En effet, de façon tout à fait avantageuse, durant la phase de consolidation, l'hydratation du matériau cimentaire est obtenue grâce au relargage d'eau par les sous35 produits de moquettes. Selon une caractéristique remarquable du procédé selon l'invention, le gain en valeur de résistance à la compression, lors de la phase de consolidation après 28 jours à 20'C à l'air, est d'au moins 100 %. Un autre objet de la présente invention concerne l'utilisation de sousproduits de moquettes usagées pour la réalisation de matériaux cimentaires. Encore un autre objet de la présente invention concerne des articles obtenus par 5 la mise en forme du matériau cimentaire, notamment par coulage en préfabrication ou coulage sur site ou moulage, tels que par exemple des plaques ou tout article susceptible d'être utilisé par exemple comme bordure de trottoir ou cloisons. D'autres détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la 10 lumière des exemples donnés ci-dessous, uniquement à titre indicatif et à fin d'illustration. EXEMPLES: Le sous-produit étudié est issu d'un broyage des moquettes usagées. Le produit est fourni sous deux formes, soit en broyat dont les dimensions varient de 2 à 5 mm, soit sous une forme de poudre de 50 à 250 microns. EXEMPLE 1: TUDE DU B TON AVEC DU BROYAT I-1/ Etude de formulation I-1.1/ Estimation de l'absorption du matériau Des tests ont été effectués afin de déterminer le taux d'absorption du matériau. Le test consiste à tremper un échantillon sec de 20 g dans l'eau pendant 1 h, puis à l'égoutter et à l'essorer. Le taux d'absorption est déterminé en pourcentage par rapport à la masse initiale sèche de l'échantillon. Ce test donne des ordres de grandeurs de la capacité de rétention d'eau du broyat. Les moyennes des résultats obtenus sont regroupées dans le 30 tableau 1 ci-dessous. Tableau 1: Taux d'absorption d'eau par le broyat Taux d'absorption Egoutté Essoré 271,40% 83,56% Le tableau 1 montre que le broyat peut contenir entre 80 % à 270 % de son poids en eau. Ce taux élevé d'absorption ne peut qu'influencer et de façon considérable la consistance du béton frais. 1I-1.2/ Formulation du béton avec ajout de broyat I- 1.2.1/ Dosages étudiés Douze formulations contenant des broyats de moquettes usagées ont été étudiées 10 en faisant varier les dosages en broyats et/ou le rapport Eau/Ciment (E/C). L'ajout du broyat s'est effectué tout d'abord en dosages progressifs dans le béton de référence dont le rapport E/C est constant et égal à 0,55. Ensuite, des dosages plus élevés ont été utilisé, mais en augmentant le rapport E/C, afin de conserver des comportements rhéologiques initiaux proches (entre 0-1 h). Le tableau 2 récapitule les différentes formulations étudiées. Tableau 2: Formulations étudiées Béton E/C Dosage en % en poids broyats (kg/m3) broyats/masse de ciment B1 0,55 3,25 1 B2 0,55 8,13 2,5 B3 0,55 16,25 5 B4 0,60 16,25 5 B5 0,65 16,25 5 B6 0,67 16,25 5 B7 0,55 24,38 7,5 B8 0,60 24,38 7,5 B9 0,75 48,75 15 B10 0,80 48,75 15 BU 0,86 65 20 B12 0, 87 65 20 I-1.2.2/ Procédure de fabrication: Le malaxage des différents constituants (granulats, sable et ciment) s'effectue à 25 sec pendant deux minutes environ avant l'ajout de l'eau. Le broyat est ensuite rajouté au béton frais et le malaxage se poursuit pendant deux minutes environ. 1-1.3/ Essais sur béton frais Différents tests sont effectués sur le béton frais aussitôt après malaxage afin de 5 caractériser sa rhéologie et ses propriétés physiques. Les tests sont les suivants: test de ressuage, mesure du pourcentage d'air piégé dans le béton et la mesure de la masse volumique. 1-1.3. 1/ Masse volumique et pourcentage d'air occlus 10 Les mesures du pourcentage d'air et de la masse volumique du béton frais ont été effectuées à l'aide d'un airmètre. D'autres mesures de masse volumique du béton durci ont de plus été prises à partir de certaines éprouvettes cylindriques 11 x 22 (11 cm de diamètre et 22 cm de hauteur) séchées jusqu'à masse constante au four à 70 C ou dans un local 15 climatisé (20 C, HR = 50 %). Le tableau 3 récapitule les différentes mesures de masse volumique et le pourcentage d'air piégé dans les bétons frais: Tableau 3: Pourcentages d'air occlus et masses volumiques des bétons frais masse volumique Béton % d'air du béton frais (t/l3) Bi 2,6 2,35 B2 3,6 2,27 B3 7,9 2,17 B4 7 2, 2 B5 7,9 2,17 B6 9 2,14 B7 6,1 2,2 B8 6,7 2,2 B9 16,5 1,86 B10 15,5 1,88 Bl 18 1,81 B12 18 1,75 Le tableau ci-dessus montre une augmentation du pourcentage de l'air occlus avec l'augmentation du dosage en broyat. Le pourcentage d'air piégé peut atteindre 18 %. 25 En effet, sans être lié à la théorie, la structure de broyat constituée d'une part de fibres (polyamide) et d'autre part de mousse (carbonate de calcium), se comporte comme une éponge favorisant ainsi la rétention d'eau et d'air. La conséquence directe de l'augmentation du pourcentage d'air retenu dans le matériau est la diminution de la masse volumique du béton. La masse volumique du béton B12 est de l'ordre de 1.78 t/m3 en moyenne. Cette diminution peut s'expliquer d'une part par l'augmentation des vides et d'autre part par le rapport E/C élevé. Des mesures complémentaires ont été réalisées sur les bétons après évaporation de l'eau par séchage suivant différentes conditions. Les résultats obtenus sont regroupés dans les tableaux 4 et 5 ci-dessous. Dans le cas de séchage au four, l'évaporation peut être considérée comme très 15 efficace, ainsi, nous constatons que la variation de la masse volumique est encore plus importante. Tableau 4: Masses volumiques des éprouvettes 11 x 22 séchées Eprouvettes séchées au four à 70 0C Béton B12 B6 Eprouvette Mi M2 mi M2 Moyenne 1,76 I 1,585 2,13 | 1,995 Eprouvettes séchées au local climatisé 200C HR=50% Béton B12 B6 Eprouvette Mi M2 Ml 1 M2 Moyenne 1,745 1,645 2,145 2,095 MI = masse volumique avant séchage (t/m3) M2 = masse volumique après séchage (t/M3) 2849439 10 Tableau 5: Variation de la masse volumique suivant les conditions de séchage Masse volumique (t/M3, Béton à 28 Béton séché à Béton séché au Béton jours avant 50% HR et 20 four à 70 0C séchage ocfour à_70__B6 2,14 2,095 1,995 B12 1,75 1,645 1,585 Les mesures effectuées sur éprouvettes 11 x 22 séchées jusqu'à masse constante, 5 regroupées dans les tableaux 4 et 5 ci- dessus montrent que la masse volumique diminue avec le séchage. Il semblerait également que le broyat favorise la constitution d'un réseau de pores connectés. Cette propriété peut être à l'origine de propriétés acoustiques et thermiques 10 intéressantes. Il apparaît que les bétons obtenus présentent un taux d'allègement non négligeable par rapport aux bétons standards: gain de poids de 30 % pour le béton B12. 1- 1.3.2/ Test de ressuage Le test du ressuage est effectué à l'aide des tubes en PVC transparents de diamètre de 8 cm. Le béton est coulé en trois fois sur une hauteur de 150 cm, vibré à chaque fois pendant 15 secondes. Les tubes sont laissés dans un local climatisé pendant 20 2 h environ. On mesure alors la hauteur du film d'eau à la surface supérieure qui est la conséquence de tassement de la partie solide du mélange sous l'effet de la gravité. Le tableau 6 suivant donne les résultats obtenus pour ce test Tableau 6: Hauteur du film d'eau ressuée Hauteur du film d'eau ressuée (mm) Béton B6 B12 Test 1 2 3 Test 2 3 3 *Moyenne 2.5 3 Les valeurs obtenues sont proches, sans qu'il soit possible de distinguer une variation significative entre les bétons. A priori la structure du broyat a permis de garder le matériau en suspension ce qui a limité ce phénomène. 1-1.4/ Formulations retenues: A l'issu de l'étude de formulation, deux formulations ont été retenues pour l'étude des propriétés mécaniques. La première est constituée par un béton à faible dosage en broyat: 5 % de poids du ciment, soit 16,25 kg/m3 avec un rapport E/C = 0,65 (béton 10 B6). La seconde est un béton d'un dosage élevé: 20 % de poids du ciment, soit 65 kg/m3 avec un rapport E/C = 0,87 (béton B12). Ces deux formulations permettent de comparer deux dosages, faible et élevé avec un béton sans ajout à consistance initiale proche. 1-2/ Propriétés mécaniques: Les propriétés mécaniques des deux formulations B6 et B12 ont été évaluées par deux tests, la compression simple sur éprouvettes cylindriques 11 x 22 et traction par flexion sur plaquettes 5 x 14 x 56 cm. L'évolution du module d'élasticité a également été suivie à plusieurs échéances 1, 2, 7 et 28 jours après coulage. 20 Résistance à la compression Le test de compression simple est effectué sur éprouvettes 11 x 22 surfacées au soufre. Les éprouvettes sont sollicitées en force à une vitesse de 5 kN/sec selon la norme 25 (NF P 18-406). Afin de suivre l'évolution de la résistance dans le temps, la résistance a été mesurée à différents stades de durcissement 1, 2, 7, 28 et 56 jours. Le tableau 7 donne les différentes mesures prises: 2849439 12 Tableau 7: Mesure de la résistance à la compression sur éprouvettes 11 x 22 Résistance à la compression des éprouvettes conservées dans l'eau (MPa) Mélange Eprouvette I jour 2 jours 7 jours 28 jours 56 jours Ni 1,46 2,20 2,98 3, 86 7,10 Béton B12 N2 1,45 2,14 3,37 4,41 7,30 N3 1,36 2,48 2,8 4,13 6,90 Moyenne 1,42 2,27 3,05 4,13 7,10 Résistance à la compression des éprouvettes conservées à l'air (MPa) Mélange Eprouvette 1 jour 2 jours 7 jours 28 jours 56 jours Ni 3,58 4,81 6,40 7,23 Béton B12 N2 3,71 5,46 6, 56 7,29 N3 3,81 5,44 5,66 7,41 Moyenne 3,70 5,24 6,21 7,31 Les résultats de résistance en compression, montrent une augmentation remarquable de la résistance du béton conservé à l'air libre. Par ailleurs, on constate que les valeurs de résistance du béton conservé à l'air libre sont toujours supérieures à celle du béton conservé dans l'eau. Il apparaît par ailleurs que les résultats obtenus pour le béton B12 en terme de 10 propriétés mécaniques sont meilleurs qu'un bon nombre de bétons allégés du commerce, pour un taux d'allégement équivalent. I-3/ Perméabilité du béton Remontée capillaire Afin d'établir l'influence du broyat sur la perméabilité du béton, des tests de remontée capillaire ont été réalisée sur des éprouvettes cylindriques confectionnées à partir des bétons B6 et B12. Le test est effectué sur éprouvettes 11 x 22 conservées dans l'eau pendant les 7 premiers jours et ensuite séchées à 700 C jusqu'à masse constante. Ces éprouvettes sont alors immergées dans l'eau sur une hauteur de 1 cm délimitée par un ruban autour de l'éprouvette. L'appréciation de la remontée d'eau s'effectue par des pesées prises à 25 différentes échéances. Le tableau 8 donne les différentes mesures des masses des éprouvettes ainsi que les masses cumulées d'eau absorbées par les différents bétons. 2849439 13 Tableau 8: Masses d'eau cumulée dans les éprouvettes par remontée capillaire Masse des éprouvettes émergées dans l'eau à 1 cm de hauteur (g) Temps Béton B6 Béton B12 (h) N1 N2 N1 N2 0 4414 4433 3542,9 3523,1 0,16 4422 4439,6 3553 3533,1 0,33 4427,5 4444,4 3557,2 3538,4 0,5 4433 4450 3560,8 3542,9 1 4436,1 4453,2 3565 3546 2 4440,1 4457 3568 3550,9 4 4446,4 4462,9 3573 3556,8 24 4483,9 4492,7 3596,1 3582,9 Masses cumulées d'eau remontée par capillarité (g) Temps Béton B6 Béton B12 (h) N1 N2 Moyenne Ni N2 Moyenne 0 0 0 0 0 0 0 0,16 8 6,6 7,3 10 10,1 10,05 0,33 13,5 11,4 12,45 14,2 15,4 14,8 0,50 19 17 18 17,8 19,9 18,85 1 22,1 20,2 21,15 22 23 22,5 2 26,1 24 25,05 25 27,9 26,45 4 32,4 29,9 31,15 30 33,8 31,9 24 69,9 59,7 64,8 53,1 59,9 56,5 EXEMPLE 2: ETUDE DU MORTIER AVEC LA POUDRE Cette partie concerne l'étude de l'ajout de sous-produit sous sa forme de poudre 10 dans les mortiers et se limite uniquement à une comparaison entre un premier mortier avec un faible dosage en poudre et un deuxième avec un fort dosage en poudre. Les caractéristiques de ces mortiers, l'ouvrabilité, le pourcentage d'air piégé et la masse volumique à l'état frais sont présentés ainsi que les propriétés mécaniques en compression. 11-1/ Formulation II-1. 1/ Estimation de taux d'absorption d'eau de la poudre Cette estimation se fait par la même méthode que celle employée dans l'exemple 1. Ainsi un échantillon de 20 grammes est trempé dans l'eau jusqu'à saturation de l'échantillon. Les masses de l'échantillon égoutté et essoré sont prises, le taux d'absorption est 10 alors calculé en pourcentage par rapport à la masse initiale. Les résultats sont présentés dans le tableau 9 ci-dessous. Tableau 9: Estimation de taux d'absorption d'eau par la poudre Echantillon égoutté [ Echantillon essoré Moyenne 279% | 84% Nous observons que les valeurs obtenues sont très proches de celles obtenues pour le broyat II-1.2/ Formulation des mortiers Par analogie aux formulations étudiées pour les bétons B6 et B12, deux mortiers sont étudiés, Ml dosé en poudre à 5 % et M2 dosé à 20 % de poids de ciment. Le tableau 10 donne la composition d'un mètre cube de ces mortiers. Tableau 10: Composition d'un mètre cube de mortier Sable 0/5 Ciment Eau E/C Poudre (k)(kg) (kg) (kg) Mi 1350 500 325 0,65 25 M2 1350 500 435 0,87 100 Le sable et le ciment sont d'abord malaxés à sec pendant environ 1 minute environ avant l'ajout de l'eau. Le malaxage se poursuit pendant environ 1 minute. La 30 poudre est introduite progressivement à la main et malaxée pendant environ 2 minutes. 11-2/ Essais sur mortiers frais Masse volumique et pourcentage d'air La masse volumique et le pourcentage d'air piégé dans le mortier ont été mesurés à l'aide d'un airmètre destiné aux mortiers. Le tableau 11 donne les pourcentages d'air occlus: Tableau 11: Pourcentage d'air Mi M2 Pourcentage d'air 6,9% 20% Comme pour les bétons, nous faisons pratiquement les mêmes constats, le pourcentage d'air augmente avec l'augmentation de dosage en poudre. Nous trouvons également que ces pourcentages pour MI et M2 ont des valeurs proches de celles obtenues 15 pour les bétons B6 et B12 respectivement. Quant à la masse volumique, nous constatons également la diminution de ce paramètre avec l'augmentation du dosage en poudre. Le tableau 12 récapitule les valeurs de masse volumique des mortiers à l'état frais et à l'état sec, après séchage à 200 C et HR 50 %. Tableau 12: Masse volumique Masse volumique (t/mr3) Mortier frais Mortier sec Mi 2,17 1,85 M2 1,8 1,41 Les masses volumiques mesurées traduisent un allègement de 5 à 30 % des mortiers obtenus par rapport aux mortiers traditionnels II-3/ Essais sur mortiers durcis II-3.1/ Résistance à la compression Des éprouvettes (6 x 12 cm) de mortier ont été testées en compression à différentes échéances 1, 2, 7, 28, 56, et 100 jours. Elles ont été conservées soit dans une piscine soit dans une chambre climatisée (t = 20 C, HR= 50%) et ce jusqu'à échéance. Après surfaçage, la résistance à la compression est mesurée à l'aide d'une presse hydraulique à une vitesse de chargement de 0,5 MPa/sec. Tableau 13: Mesures de la résistance à la compression des mortiers Résistance à la compression des éprouvettes conservées dans l'eau MPa) Mélange Eprouvette 1 jour 2jours 7 jours 28 jours 60 jours N1 15,57 21,20 23,80 16,99 Mi N2 14,15 22,18 24,33 15,22 N3 14,95 20,68 19,46 14,51 Moyenne 14,89 21,35 22,53 15,57 N1 4,12 6,48 7,44 7,08 M2 N2 3,93 6,20 7, 05 7,08 N3 4,88 6,26 8,04 7,08 Moyenne 4,31 6,32 7,51 7,08 Résistance à la compression des éprouvettes conservées à l'air (MPa) Mélange Eprouvette 1 jour 2 jours 7jours 28 jours 60 jours N1 13,26 14,23 19,46 26,65 14,86 Mi N2 12,64 15,44 19,82 15,84 29,37 N3 13,09 13,62 18,66 19, 90 30,43 Moyenne 13,00 14,43 19,31 20,80 24,89 N1 3,14 4,46 6,78 7,71 8, 85 M2 N2 3,29 4,69 6,04 7,88 9,20 N3 3,22 4,56 5,62 8,54 9,55 Moyenne 3, 22 4,57 6,15 8,04 9,20 De façon équivalente au béton, on constate que les valeurs derésistance à la 15 compression obtenues pour les mortiers consolidés, conservés à l'air, sont meilleures que celles obtenues pour les mortiers consolidés, conservés dans l'eau. On observe par ailleurs que, alors que les valeurs de résistance à la compression obtenues pour les mortiers conservés dans l'eau ont tendance à diminuer en fin de consolidation (60 jours), celles obtenues pour les mortiers conservés à l'air continuent à progresser. Conclusion Il apparaît que l'ajout de ce produit modifie de manière sensible le comportement des bétons et mortiers, aussi bien à l'état frais qu'à l'état durci. Durant les premières heures, il est observé que le broyat et la poudre jouent le rôle de " réservoir d'eau " lié à leur capacité à mobiliser l'eau du mélange. Ces matériaux présentent en effet un très forte 10 porosité et par conséquence un fort pouvoir absorbant. Ces produits permettent donc de réguler la rhéologie initiale d'un béton " quelle que soit " le dosage en eau. Les ajouts conduisent également à une diminution de la masse volumique et une augmentation de la quantité d'air piégé au sein du matériau et ceci est en fonction du dosage en sous produit utilisé. L'augmentation du pourcentage d'air occlus et de la quantité d'eau utilisée n'empêchent pas pour autant les bétons et mortiers testés de présenter des propriétés mécaniques généralement meilleures que les bétons et mortiers allégés existants. Les bétons et mortiers avec ajout de produit présentent alors le double avantage 20 de matériaux allégés tout en autorisant une fabrication et une mise en oeuvre sur site. Fax regu de: 84 37 91 62 79 21/807/83 14:18 P"r - 2849439 REVENDICATIONS 1. Matériau cimentaire allégé caractérisé en ce qu'il comprend des moquettes. 2. Matériau cimentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que sont obtenus à partir de moquettes usagées. sous-produits de les sous-produits 3. Matériau cimentaire selon l'une des revendications, caractérisé en ce que la proportion 10 de sous-produits de moquettes est comprise entre 5 et 20 % en poids. 4. Matériau cimentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une résistance à la compression comprise entre 1 et 10 MPa. 5. Matériau cimentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une masse volumique réduite d'au moins 5 % et préférentiellement de 5 à % par rapport à un béton non additivé. 6. Matériau cimentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 20 présente une résistance à la flexion supérieure à 2 MPa. 7. Matériau cimentaire selon I'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre à titre d'additif au moins un constituant pris dans le groupe comprenant par exemple les fluidifiants, les plastifiants. 25 8. Procédé de réalisation d'un matériau cimentaire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des sous-produits de moquettes. I 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la taille des sous30 produits de moquettes est inférieure à 10 mam, préférentiellement à 5 mnm et plus préférentiellement encore à 1 mm. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que les sous-produits de moquettes sont introduits après mélange des constituants du matériau cimentaire. 35 11. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 10, caractérisé en ce que durant la phase de prise du matériau cimentaire, les particules sont retenues en suspension, penrmettant audit matériau cimentaire de conserver une structure homogène. Fax regu de: 04 37 91 62 79 21/67/63 14:18 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la phase de consolidation est réalisée à l'air libre et sans apport d'eau. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que durant la phase de consolidation l'hydratation du matériau cimentaire est obtenue grâce au relargage d'eau par les sous-produits de moquettes. 14. Procédé selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que lors de phase de consolidation, le gain en valeur de résistance en compression est au moins égal à %. 15. Utilisation de sous-produits de moquettes pour la réalisation de matériaux cimentaires. 16. Articles obtenus par la mise en forme du matériau cimentaire selon l'une des revendications 1 à 7 ou obtenu à partir du procédé selon l'une des revendications 8 à 14.