Brevet FR3156779A1 — publié le 20250620

Méthode de conception de compositions de béton à faible teneur en carbone, toutes les compositions étant capables d'absorber du CO 2 . Le béton à faible teneur en carbone, dont toutes les compositions sont capables d'absorber le CO 2 , comprend du ciment, des matériaux cimentaires supplémentaires, des agrégats recyclés, du sable recyclé, des microsphères de verre creuses, un superplastifiant et de l'eau de gâchage. Les compositions séquestrent complètement le CO 2 , augmentant la quantité de carbone capturé dans le béton à faible teneur en carbone, réduisant les émissions de carbone dans l'industrie du béton et présentant des avantages pour l'environnement. Lorsque les agrégats recyclés et le sable recyclé sont soumis à une carbonisation à haute température et sous pression, leur absorption de CO 2 est considérablement accrue, et la performance des agrégats recyclés et du sable recyclé est améliorée, ce qui améliore la maniabilité, les propriétés mécaniques et la durabilité du béton. L'utilisation de microsphères de verre creuses pour encapsuler le CO 2 augmente la capacité de capture du carbone. Parallèlement, il est possible d'utiliser l'effet des roulements à billes pour améliorer la maniabilité du béton. Figure 1 méthode de conception d'un béton à faible teneur en carbone : Composition complète Béton de capture du carbone La présente invention concerne le domaine du béton et, plus particulièrement, une méthode de conception de compositions de béton à faible teneur en carbone, toutes les compositions étant capables d'absorber le dioxyde de carbone. CONTEXTE La question des émissions de gaz à effet de serre et de leur impact sur le changement climatique est largement reconnue au niveau mondial. Il existe une demande croissante de réduction des émissions de gaz à effet de serre afin d'atténuer la hausse des températures mondiales. Les émissions de dioxyde de carbone (CO 2 ) sont l'un des principaux facteurs du réchauffement de la planète, et les émissions de l'industrie du béton représentent une part importante du total des émissions de carbone dans le monde. Il est donc essentiel de développer de nouvelles variétés de béton à faible teneur en carbone, capables de capturer le CO 2 , et donc de réduire les émissions de carbone de l'industrie du béton. Des études antérieures ont exploré diverses techniques d'utilisation du CO 2 dans le durcissement du béton, améliorant ainsi les capacités de piégeage du carbone des produits en béton. Toutefois, en raison de la nature dense du béton et de ses faibles taux de diffusion, la capacité de piégeage du carbone du béton est limitée. La conception de la composition du béton représente un aspect fondamental et critique de la science des matériaux du béton, ayant un impact direct sur la performance du béton. Le processus de conception implique l'optimisation de facteurs tels que l'ouvrabilité, les propriétés mécaniques, la durabilité et autres, afin de déterminer les proportions optimales de chaque constituant dans le mélange de béton. Actuellement, le cadre théorique et les méthodes de conception des matériaux conventionnels tels que les granulats, le sable et le ciment dans la production de béton ont atteint un stade avancé. Cependant, dans un contexte de double carbone, la trajectoire du développement du béton s'oriente progressivement vers une utilisation extensive de laitier à faible teneur en carbone, de déchets de construction, de déchets solides municipaux et d'autres matériaux de déchets solides. Le changement des sources de matières premières représente un défi important pour la production de béton, rendant potentiellement les méthodes de conception conventionnelles inadéquates pour obtenir des performances supérieures du béton. Il est donc urgent de développer des théories ciblées et scientifiquement fondées, ainsi que des techniques de préparation spécifiques pour le béton à faible teneur en carbone. RÉSUMÉ L'invention vise à résoudre au moins l'un des problèmes techniques existant dans l'art apparenté. Pour résoudre les problèmes susmentionnés, le présent document propose une méthode de conception de compositions de béton à faible teneur en carbone : le béton de capture du carbone à composition complète. La méthode comprend： S1. préparer une pluralité de matières premières pour le béton à faible teneur en carbone : la pluralité de matières premières comprend du ciment, des matériaux cimentaires supplémentaires, des agrégats recyclés, du sable recyclé, des microsphères de verre creuses, un superplastifiant et de l'eau de gâchage ; et avant de préparer le béton à faible teneur en carbone, la pluralité de matières premières séquestre complètement le CO 2 ; S2. détermination d'une résistance de conception du béton à faible teneur en carbone : la résistance de calcul du béton à faible teneur en carbone est calculée comme suit ; lorsque le grade de résistance de conception du béton à faible teneur en carbone est inférieur à C60, la résistance de conception est calculée selon l'équation (1) : lorsque le grade de résistance de conception du béton à faible teneur en carbone n'est pas inférieur à C60, la résistance de conception est calculée selon l'équation (2) : où, est la résistance de conception du béton à faible teneur en carbone, mesurée en MPa ; est une valeur standard de la résistance à la compression pour un cube de béton recyclé , mesurée en MPa ; et les paramètres des équations (1) et (2) sont des coefficients empiriques ; est l'écart-type de la résistance du béton, déterminé par le tableau 1 ; Valeurs standard de la résistance du béton C10 - C25 C25 - C40 C45 - C55 4.0 5.0 6.0 S3. Calculer un rapport eau/matériaux cimentaires effectif du béton à faible teneur en carbone : pour le ciment, une relation entre la résistance de calcul du béton à faible teneur en carbone et le rapport eau-ciment effectif est déterminée à l'aide de l'équation (3), et en particulier pour ciment Portland CEM I 42,5 , une relation entre la résistance de conception du béton à faible teneur en carbone et le rapport eau-ciment effectif est déterminée à l'aide de l'équation (3) : où A et D sont des constantes ; lorsque σ est supérieur ou égal à 60 MPa, A=20, D=9 ; lorsque σ est inférieur à 60 MPa, A=25,8, D=-13,4 ; représente le rapport eau/matériaux cimentaires effectif du béton à faible teneur en carbone ; S4. le calcul d'un rapport eau/matériaux cimentaires réel basé sur le rapport eau/matériaux cimentaires effectif du béton à faible teneur en carbone : le rapport eau/matériaux cimentaires réel est calculé à l'aide de l'équation (4) : où, est une fraction de masse des matériaux cimentaires supplémentaires dans le matériau cimentaire s, et est un facteur actif d'hydratation des matériaux cimentaires supplémentaires ; S5. calcul d'une quantité d'eau maximale recommandée par en fonction de la résistance du béton à faible teneur en carbone : la quantité d'eau maximale recommandée est calculée sur la base de la résistance de calcul du béton à faible teneur en carbone selon l'équation (5) : où, représente la quantité maximale d'eau (kg/m³) ; S6. calcul d'une fraction volumique des granulats recyclés et un taux de sable S basé sur la résistance nominale du béton à faible teneur en carbone : une densité apparente en vrac de des agrégats recyclés et une densité apparente en vrac du sable recyclé sont mesurées conformément à la Norme Chinoise JGJ 52-2006 ; la relation entre la fraction volumique en vrac des granulats recyclés et la résistance nominale du béton à faible teneur en carbone est donnée par l'équation (6) : une relation entre la fraction volumique en vrac des agrégats recyclés et le taux de sable S est donnée par l'équation (7) : S7. calcul d'une fraction volumique des microsphères de verre creuses sur la base de la résistance nominale du béton à faible teneur en carbone : une relation entre a fraction volumique en vrac des microsphères de verre creuses et la résistance nominale du béton à faible teneur en carbone est donnée par l'équation (8) : S8. le calcul des dosages de granulats recyclés, de sable recyclé et de microsphères de verre creuses : la densité apparente en vrac des microsphères de verre creuses est mesurée ; le dosage des granulats recyclés est calculé comme suit : le dosage du sable recyclé est calculé comme suit : le dosage des microsphères de verre creuses est calculé comme suit : S9. calcul d'une quantité d'eau effective pour le béton à faible teneur en carbone et d'un dosage du superplastifiant à l'aide de la méthode des volumes : la densité des matériaux cimentaires est calculée à l'aide de l'équation (12) : où, est la densité du ciment (généralement 3,15 g/cm³) ; et est la densité du matériau cimentaire supplémentaire, mesurée en g/cm³ ; la quantité d'eau effective pour le béton à faible teneur en carbone est calculée à l'aide de l'équation (13) : où, est la densité de l'eau (généralement 1,0 g/cm³)； est la densité apparente du granulat grossier recyclé carbonaté； est la densité apparente des granulats fins recyclés carbonatés, mesurée en kg/m³ ; est le volume des vides dans le béton , mesuré à 0,0015 m³ ; en fonction de la quantité d'eau effective, le dosage du superplastifiant est calculé à l'aide de l'équation suivante (14) : où , est le coefficient d'accroissement du superplastifiant, compris entre 0,05 et 0,06 ; est la quantité d'eau pour un béton de référence présentant un affaissement compris entre 70 et 90 mm et est en corrélation avec la taille maximale des granulats, comme indiqué dans le tableau 2 ; taille maximale des agrégats /mm 16 20 25 30 mw0/L 230 215 210 205 S10. comparaison de la quantité d'eau effective avec la quantité d'eau maximale recommandée ; et le calcul d'une masse totale de matériaux cimentaires le dosage du ciment, et le dosage du matériau cimentaire supplémentaire : si la quantité d'eau effective est supérieure à la quantité d'eau maximale le rapport entre le matériau cimentaire supplémentaire et le ciment est ajusté pour augmenter ou diminuer la quantité d'eau effective ; si la quantité d'eau effective est proche de la quantité d'eau maximale la masse totale des matériaux cimentaires est calculée à l'aide de l'équation (15) : le dosage du ciment dans le béton à faible teneur en carbone est calculé à l'aide de l'équation (16) : le dosage du matériau cimentaire supplémentaire dans le béton à faible teneur en carbone est calculé à l'aide de l'équation (17) : S11. Calcul d'une quantité d'eau supplémentaire pour les granulats recyclés et le sable recyclé : un taux d'absorption d'eau sur 1 heure des granulats recyclés et un taux d'absorption d'eau du sable recyclé dans les conditions de surface saturée et sèche sont calculés; ensuite, une quantité d'eau supplémentaire pour le béton à faible teneur en carbone est calculée à l'aide de l'équation (18) : S12. calculer une quantité totale d'eau pour le béton à faible teneur en carbone ; la quantité totale d'eau pour le béton à faible teneur en carbone est calculée à l'aide de l'équation (19) : . L'invention fournit également le béton à faible teneur en carbone ; le béton à faible teneur en carbone comprend une pluralité de matières premières qui séquestrent entièrement le CO2 avant le début du mélange ; et la pluralité de matières premières comprend les matériaux cimentaires, les agrégats recyclés, le sable recyclé, les microsphères de verre creuses, le superplastifiant et l'eau de gâchage. Le matériau cimentaires comprend le ciment et les matériaux cimentaires supplémentaires. Le ciment comprend du ciment Portland, du ciment Portland ordinaire, du ciment Portland au laitier, du ciment Portland à base de cendres volcaniques, du ciment Portland à base de cendres volantes, du ciment Portland composite, du ciment à basse température, ou du ciment à base d'argile calcinée, ou une combinaison de ceux-ci. Le ciment est utilisé pour réagir avec l'eau de gâchage afin de cimenter le béton à faible teneur en carbone, lui conférant ainsi résistance et durabilité. Le matériau cimentaire supplémentaire comprend notamment de la poudre recyclée carbonatée, du laitier carbonaté, du laitier de four électrique carbonaté, du laitier d'acier carbonaté, ou une combinaison de ceux-ci.". Les agrégats recyclés comprennent des agrégats grossiers et des agrégats fins. Les agrégats grossiers comprennent des déchets de construction, notamment carbonatés, des scories notamment carbonatées, des résidus notamment carbonatés, ou une combinaison de ceux-ci ; la taille des particules des agrégats grossiers est inférieure à 31.5 mm ; les agrégats grossiers comprennent une pluralité de phases carbonisables ; la pluralité de phases carbonisables comprend l'hydroxyde de calcium, le silicate de calcium et l'aluminate de calcium ; la pluralité de phases carbonisables est utilisée pour séquestrer le CO 2 , en formant du carbonate de calcium qui remplit les microfissures, réduisant ainsi l'absorption d'eau et améliorant la résistance. Les agrégats fins comprennent des déchets de construction notamment carbonatés, des scories notamment carbonatées, des résidus notamment carbonatés ou une combinaison de ceux-ci ; la taille des particules des agrégats fins est inférieure à 4,75 mm ; les agrégats fins comprennent une pluralité de phases carbonisables ; la pluralité de phases carbonisables comprend l'hydroxyde de calcium, le silicate de calcium et l'aluminate de calcium ; la pluralité de phases carbonisables est employée pour séquestrer le CO 2 , formant du carbonate de calcium qui remplit les microfissures, réduisant ainsi l'absorption d'eau et augmentant la résistance. Le sable recyclé comprend du sable recyclé, du sable manufacturé ou une combinaison de ceux-ci ; le sable recyclé est utilisé pour séquestrer le dioxyde de carbone, une grande partie du sable recyclé étant consommée ; le sable recyclé comprend une phase carbonisable, telle que des hydrocarbures ; les hydrocarbures sont pressurisés à haute température pour maximiser l'absorption du dioxyde de carbone . Le superplastifiant, avec ses performances d'entraînement de l'air et son taux élevé de réduction de l'eau, peut être utilisé pour améliorer la maniabilité, les propriétés mécaniques, et la durabilité du béton à faible teneur en carbone ; en outre, le superplastifiant comprend un grand nombre de groupes fonctionnels capables de séquestrer le CO 2 de l'air. L'eau de mélange est une solution contenant du CO 2 ; l'eau de mélange est pressurisée pour améliorer la dissolution du CO 2 ou est soumise pour faciliter les réactions chimiques avec le CO 2 ; l'eau de mélange utilisée pour les réactions chimiques comprend des ions métalliques et des composés organiques capables de séquestrer le CO 2 , y compris, mais sans s'y limiter, Mg 2+ , Ca 2+ , des amines et des composés organiques alcooliques. Avant de préparer le béton à faible teneur en carbone, la pluralité de matières premières séquestre CO 2 complètement. Les avantages suivants sont associés au béton à faible teneur en carbone. 1. Chacune des matières premières séquestre le CO 2 , augmentant la quantité de carbone capturé dans le béton à faible teneur en carbone, réduisant ainsi les émissions de carbone dans l'industrie du béton et ayant des effets bénéfiques sur l'environnement. 2. La méthode divulguée fonctionne comme un système systématique et autorégulé. 3. Par rapport aux méthodes conventionnelles de conception du béton, la méthode divulguée utilise un facteur de sécurité plus faible, réduit la quantité de matériaux cimentaires par unité de volume de béton de la même classe de résistance, et réduit davantage les émissions de carbone. 4. La méthode intègre un algorithme pour calculer la quantité d'eau supplémentaire nécessaire et un autre pour déterminer le dosage optimal de microsphères de verre creux carbonatées, garantissant ainsi l'ouvrabilité du béton à faible teneur en carbone. 5. L'algorithme de calcul de la quantité d'eau supplémentaire atténue la compromission de l'ouvrabilité résultant de l'augmentation du taux d'absorption d'eau des granulats, tout en favorisant l'hydratation du ciment, garantissant ainsi l'amélioration des propriétés mécaniques du béton à faible teneur en carbone ; 6. La méthode divulguée rend le béton à faible teneur en carbone plus dense, ce qui empêche le CO 2 de s'échapper du béton à faible teneur en carbone. 7. La méthode divulguée utilise des déchets solides pour séquestrer le CO 2 , réduisant ainsi le coût du béton et les émissions de carbone, et favorisant la réutilisation des ressources et la protection de l'environnement. 8. L'uniformité du béton à faible teneur en carbone est obtenue en mélangeant les microsphères de verre creuses, le réducteur d'eau et l'eau de mélange. 9. Le CO 2 est préférentiellement contenu dans les microsphères de verre creuses. FIG. 1 La FIG. 1 est un organigramme d'une méthode de conception de compositions de béton à faible teneur en carbone selon un exemple de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Afin d'illustrer davantage l'invention, des exemples détaillant la méthode de conception des compositions du béton à faible teneur en carbone sont décrits ci-dessous. Il convient de noter que les exemples suivants ont pour but de décrire et non de limiter l'invention. Exemple 1 Un béton à faible teneur en carbone est composé d'une pluralité de matières premières comme suit : ciment : ciment Portland CEM I 42,5 ; matériau cimentaire supplémentaire : cendres volantes carbonatées , avec un facteur actif d'hydratation de 0,3 ; agrégats grossiers: agrégats grossiers recyclés carbonatés, d'une densité apparente de 2 600 kg/m³, d'une densité apparente de 1 400 kg/m³, et d'un taux d'absorption d'eau en 1 heure de 3,7 % ; la granulométrie des agrégats grossiers recyclés carbonatés est détaillée dans le tableau 3 ; Tableau 3. Granulométrie des granulats grossiers recyclés carbonatés Taille du tamis (mm) 31.5 26.5 19.0 16.0 9.5 4.75 Pourcentages cumulés retenus (% ) 0 0 2 20 63 100 granulats fins : granulats fins recyclés carbonatés, d'une densité apparente de 2 610 kg/m 3 , d'une densité apparente de 1 510 kg/m 3 , d'un taux d'absorption d'eau sur 1 heure de 4,6 % ; la granulométrie des granulats fins recyclés carbonatés est détaillée dans le tableau 47 ; Tableau 4. Granulométrie des granulats fins recyclés carbonatés Taille du tamis (mm) 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 Particules sous-dimensionnées Pourcentages cumulés retenus (%) 2 14 34 60 85 98 100 microsphères de verre creuses : remplies de gaz CO 2 , d'une densité apparente de 205 kg/m³ ; eau de mélange : une solution de bicarbonate de sodium préparée en absorbant du CO 2 avec une concentration massique de NaOH de 1 % ; et superplastifiant : le superplastifiant polycarboxylate , avec un taux de réduction de l'eau de 20 %. Les compositions du béton à faible teneur en carbone ont été conçues comme suit : S01 : la résistance du béton à faible teneur en carbone a été conçue comme étant de grade C40 : S02 : un rapport efficace entre l'eau et les matériaux cimentaires a été calculé : S03 : un dosage de 25% de cendres volantes par rapport au poids total du béton à faible teneur en carbone a été ajouté, et un véritable rapport eau/matériaux cimentaires a été calculé : S04 : une quantité maximale d'eau a été calculée : S05 : une fraction volumique des agrégats recyclés et un taux de sable S ont été calculés : S06 : une fraction de volume des microsphères de verre creuses a été calculée : S07 : les dosages des agrégats grossiers carbonatés, des agrégats fins carbonatés et des microsphères de verre creuses carbonatées ont été calculés : S10 : une quantité d'eau effective pour le béton à faible teneur en carbone a été calculée : S11 : un dosage des matériaux cimentaires a été calculé : S12：une quantité d’eau supplémentaire a été calculée : S13 : une quantité totale d'eau a été calculée : Les compositions du béton à faible teneur en carbone de grade C40 sont détaillées dans le tableau 5. Tableau 5 Compositions du béton à faible teneur en carbone de l'exemple 1 Ciment Cendres volantes L'eau Superplastifiant Gros agrégats Agrégats fins Microsphère creuse en verre 371.2 123.7 238.3 3.15 938.0 659.8 9.6 Exemple 2 Un béton à faible teneur en carbone est composé d'une pluralité de matières premières comme suit : ciment : ciment Portland CEM I 42.5 ; matériau cimentaire supplémentaire : micro-poudre recyclée carbonatée, avec un facteur actif d'hydratation de 0,4 ; agrégats grossiers : scories carbonatées, d'une densité apparente de 2 400 kg/m³, d'une densité apparente de 1 370 kg/m³ et d'un taux d'absorption d'eau sur 1 heure de 2,7 % ; la granulométrie des scories carbonatées est indiquée dans le tableau 6 ; Tableau 6. Classement des scories carbonatées Taille du tamis (mm) 31.5 26.5 19.0 16.0 9.5 4.75 Pourcentages cumulés retenus (%) 0 0 4 19 58 100 granulats fins : 30 % en masse de granulats fins recyclés carbonatés et 70 % de scories carbonatées, avec une densité apparente de 25 30 kg/m 3 , une densité apparente de 1 460 kg/m 3 , et un taux d'absorption d'eau sur 1 heure de 4,6 % ; et la granulométrie de 30 % en masse de granulats fins recyclés carbonatés et de 70 % en masse de scories carbonatées est détaillée dans le tableau 7 ; Tableau 7. Granulométrie de 30 % en masse de granulats fins recyclés et de 70 % en masse de scories carbonatées Taille du tamis (mm) 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 Particules sous-dimensionnées Pourcentages cumulés retenus (%) 2 14 36 63 85 95 100 microsphères de verre creuses : remplies de gaz CO 2 , d'une densité apparente de 205 kg/m³ ; eau de mélange : préparée en absorbant le CO 2 avec une concentration massique de 0,3 % de Ca(OH) 2 et une concentration massique de 1,2 % de NaOH ; et superplastifiant : un superplastifiant à haut taux et entraînant l'air, avec un taux de réduction de l'eau de 20 %. Selon la méthode de conception de l'exemple 1, les compositions d'un béton à faible teneur en carbone de grade C70 sont détaillées dans le tableau 8. Tableau 8 Compositions du béton à faible teneur en carbone de l'exemple 2 Ciment Poudre de laitier L'eau Superplastifiant Gros agrégats Agrégats fins microsphère de verre 488.8 54.3 206.7 7.1 1007.4 644.1 7.2 Exemple comparatif 1 Selon une méthode de conception de mélange pour le béton ordinaire à hautes performances, la pluralité de matières premières de l'exemple 1 a été conçue et présentée dans le tableau 9. Ciment Poudre de laitier L'eau Superplastifiant Gros agrégats Agrégats fins 350 90 171 9 950 782 Exemple comparatif 2 Selon une méthode de conception de mélange pour le béton ordinaire à hautes performances, la pluralité de matières premières de l'exemple 2 a été conçue et présentée dans le tableau 10. Ciment Poudre de laitier L'eau Superplastifiant Gros agrégats Agrégats fins 480 100 158 11 1032 733 Exemple comparatif 3 Un béton à faible teneur en carbone comprend une pluralité de matières premières comme suit : ciment : ciment Portland CEM I 42.5 ; matériau cimentaire supplémentaire : cendres volantes de deuxième catégorie ; agrégats grossiers : gravier, d'une densité apparente de 2 700 kg/m³, d'une densité apparente de 1 570 kg/m³ et d'un taux d'absorption d'eau en une heure de 0,3 % ; la granulométrie du gravier est détaillée dans le tableau 11 ; Tableau 11. Calibrage du gravier Taille du tamis/mm 31.5 26.5 19.0 16.0 9.5 4.75 Pourcentages cumulés retenus /% 0 0 6 16 58 100 agrégats fins : sable manufacturé, d'une densité apparente de 2 730 kg/m 3 , d'une densité apparente de 1 590 kg/m 3 et d'un taux d'absorption d'eau de 0,5 % en une heure ; la granulométrie du sable manufacturé est détaillée dans le tableau 12 ; Tableau 12. Classification du sable manufacturé Taille du tamis/mm 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 Particules sous-dimensionnées Pourcentages cumulés retenus /% 2 14 34 63 83 96 100 microsphères de verre creuses : remplies de gaz CO 2 , d'une densité apparente de 205 kg/m³ ; eau de mélange : eau du robinet ; et superplastifiant : superplastifiant à base de polycarboxylate, avec un taux de réduction de l'eau de 20 %. Selon la méthode conventionnelle de conception du béton , les compositions du béton de grade C50 sont détaillées dans le tableau 13. Tableau 13 Compositions du béton de l'exemple comparatif 3 Ciment Poudre de laitier L'eau Superplastifiant Gros agrégats Agrégats fins 330 100 174 21 1067 791 Cinq bétons à hautes performances ont été préparés selon les exemples 1-2 et les exemples comparatifs 1-3. L'exemple comparatif s 1-2 a utilisé des matières premières conventionnelles sans utiliser la méthode de formulation divulguée, tandis que l'exemple comparatif 3 a utilisé des matières premières conventionnelles avec une méthode de formulation spécifique. Tableau 14. Performance du béton préparé dans les exemples 1-2 et les exemples comparatifs 1-3 Affaissement (mm) Résistance à la compression après 28 jours (MPa) Résistance à la congélation et au dégel Résistance à la pénétration des ions chlorure Résistance aux attaques de sulfates Piégeage du carbone (kg/m ) 3 Exemple 1 220 49.1 Satisfaire aux exigences de la conception Satisfaire aux exigences de la conception Satisfaire aux exigences de la conception 17.2 Exemple 2 180 79.5 Satisfaire aux exigences de la conception Satisfaire aux exigences de la conception Satisfaire aux exigences de la conception 15.4 Exemple comparatif 1 20 24.1 Non-respect des exigences de conception Non-respect des exigences de conception Non-respect des exigences de conception 10.1 Exemple comparatif 2 10 38.9 Non-respect des exigences de conception Non-respect des exigences de conception Non-respect des exigences de conception 14.5 Exemple comparatif3 180 59.4 Satisfaire aux exigences de la conception Satisfaire aux exigences de la conception Satisfaire aux exigences de la conception - En se référant au tableau 14, on constate que le béton à faible teneur en carbone de l'invention présente une bonne maniabilité. La réduction de carbone par unité de volume du béton à faible teneur en carbone est supérieure à celle des exemples comparatifs. De plus, les indicateurs de durabilité du béton à faible teneur en carbone, tels que la résistance au gel, la résistance à la pénétration des ions de chlore et la résistance à l'attaque des sulfates, répondent aux exigences de conception, et la performance est à peu près comparable à celle d'un béton conventionnel à haute performance. La méthode divulguée sur le site utilise largement des déchets solides tels que des déchets de construction et des scories, qui ne sont généralement pas utilisés dans le béton conventionnel, pour séquestrer le CO 2 . La méthode aborde les problèmes liés à l'ouvrabilité, aux propriétés mécaniques et à la durabilité résultant de l'utilisation extensive de déchets solides dans le béton à faible teneur en carbone. Méthode de conception de compositions de béton à faible teneur en carbone, toutes les compositions étant capables d'absorber le CO2 , et la méthode comprenant : S1. préparation d'une pluralité de matières premières pour le béton à faible teneur en carbone : la pluralité de matières premières comprend du ciment, des matériaux cimentaires supplémentaires, des agrégats recyclés, du sable recyclé, des microsphères de verre creuses, un superplastifiant et de l'eau de gâchage ; et avant de préparer le béton à faible teneur en carbone, la pluralité de matières premières séquestrent complètement le CO2 ; S2. déterminer la résistance du béton à faible teneur en carbone : la résistance de calcul du béton à faible teneur en carbone est calculée comme suit ; lorsque le grade de résistance du béton à faible teneur en carbone est inférieur à C60, la résistance de calcul est calculée selon l'équation (1) : lorsque le grade de résistance du béton à faible teneur en carbone n'est pas inférieur à C60, la résistance de calcul est calculée selon l'équation (2) : où, est la résistance de calcul du béton à faible teneur en carbone ; est la valeur standard de la résistance à la compression d'un cube de béton recyclé ; est l'écart-type de la résistance du béton ; S3. le calcul d'un rapport efficace entre l'eau et les matériaux cimentaires du béton à faible teneur en carbone : pour le ciment, une relation entre la résistance de calcul du béton à faible teneur en carbone et le rapport eau-ciment effectif est déterminée à l'aide de l'équation (3) : où A et D sont des constantes ; lorsque σ est supérieur ou égal à 60 MPa, A=20, D=9 ; lorsque σ est inférieur à 60 MPa, A=25,8, D=-13,4 ; représente le rapport eau/matériaux cimentaires effectif du béton à faible teneur en carbone ; S4. le calcul d'un rapport eau/matériaux cimentaires réel basé sur le rapport eau/matériaux cimentaires effectif du béton à faible teneur en carbone : le rapport eau-ciment réel est calculé à l'aide de l'équation (4) : où, est le véritable rapport eau/matériaux cimentaires du béton à faible teneur en carbone, est une fraction de masse des matériaux cimentaires supplémentaires dans les matériaux cimentaires, et est un facteur d'hydratation active des matériaux cimentaires supplémentaires ; S5. calcul d'une quantité d'eau maximale recommandée sur la base de la résistance du béton à faible teneur en carbone : la quantité d'eau maximale recommandée est calculée sur la base de la résistance de calcul du béton à faible teneur en carbone selon l'équation (5) : où, représente la quantité maximale d'eau (kg/m³) ; S6. calcul d'une fraction volumique des granulats recyclés et un taux de sable S basé sur la résistance nominale du béton à faible teneur en carbone : une densité apparente en vrac des granulats recyclés et la densité apparente en vrac du sable recyclé sont mesurées conformément à la norme Chinoise JGJ 52-2006. la relation entre la fraction volumique en vrac des granulats recyclés et la résistance nominale du béton à faible teneur en carbone est donnée par l'équation (6) : une relation entre la fraction volumique en vrac des agrégats recyclés et le taux de sable S est donnée par l'équation (7) : S7. calcul d'une fraction volumique des microsphères de verre creuses sur la base de la résistance nominale du béton à faible teneur en carbone : la relation entre la fraction volumique en vrac des microsphères de verre creuses et la résistance nominale du béton à faible teneur en carbone est donnée par l'équation (8) : S8. le calcul des dosages de l'agrégat recyclé, du sable recyclé et des microsphères de verre creuses : la densité apparente en vrac des microsphères de verre creuses est mesurée ; le dosage des granulats recyclés est calculé comme suit : le dosage du sable recyclé est calculé comme suit : le dosage des microsphères de verre creuses est calculé comme suit : S9. calcul d'une quantité d'eau effective pour le béton à faible teneur en carbone et d'un dosage du superplastifiant à l'aide d'une méthode de volume : la densité des matériaux cimentaires est calculée à l'aide de l'équation (12) : où, est la densité du ciment ; et est la densité du matériau cimentaire supplémentaire ; la quantité d'eau effective pour le béton à faible teneur en carbone est calculée à l'aide de l'équation (13) : où, est la densité de l'eau; est la densité apparente du granulat grossier recyclé carbonate; est la densité apparente des granulats fins recyclés carbonatés; est le volume des vides dans le béton ; en fonction de la quantité d'eau effective, le dosage du superplastifiant est calculé à l'aide de l'équation suivante (14) : où, est le coefficient d'accroissement du superplastifiant, compris entre 0,05 et 0,06 ; est la quantité d'eau pour un béton de référence dont l'affaissement est compris entre 70 et 90 mm ; S10. comparaison de la quantité d'eau effective avec la quantité d'eau maximale recommandée ; et le calcul d'une masse totale de matériaux cimentaires le dosage du ciment, et le dosage du matériau cimentaire supplémentaire : si la quantité d'eau effective est supérieure à la quantité d'eau maximale le rapport entre le matériau cimentaire supplémentaire et le ciment est ajusté pour augmenter ou diminuer la quantité d'eau effective ; si la quantité d'eau effective est proche de la quantité d'eau maximale la masse totale des matériaux cimentaires est calculée à l'aide de l'équation (15) : le dosage du ciment dans le béton à faible teneur en carbone est calculé à l'aide de l'équation (16) : le dosage du matériau cimentaire supplémentaire dans le béton à faible teneur en carbone est calculé à l'aide de l'équation (17) : S11. Calcul d'une quantité d'eau supplémentaire pour les granulats recyclés et le sable recyclé : un taux d'absorption d'eau de 1 heure des granulats recyclés et un taux d'absorption d'eau du sable recyclé à l'état sec en surface saturée sont calculés ; ensuite, une quantité d'eau supplémentaire pour le béton à faible teneur en carbone est calculée à l'aide de l'équation (18) ; et S12. calculer une quantité totale d'eau pour le béton à faible teneur en carbone ; la quantité totale d'eau pour le béton à faible teneur en carbone est calculée à l'aide de l'équation (19) : . Méthode selon la revendication 1, dans laquelle le ciment comprend du ciment Portland, du ciment Portland ordinaire, du ciment Portland au laitier, du ciment Portland à base de cendres volcaniques, du ciment Portland à base de cendres volantes, du ciment Portland composite, du ciment à basse température ou du ciment d'argile calcinée, ou une combinaison de ceux-ci. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle les agrégats recyclés comprennent des agrégats grossiers et des agrégats fins. Méthode selon la revendication 3, dans laquelle les agrégats grossiers comprennent des déchets de construction carbonatés, des scories carbonatées, des résidus carbonatés ou une combinaison de ceux-ci. Méthode selon la revendication 3, dans laquelle les agrégats fins comprennent des déchets de construction carbonatés, des scories carbonatées, des résidus carbonatés ou une combinaison de ceux-ci. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle le matériau cimentaire supplémentaire comprend de la poudre recyclée carbonatée, du laitier carbonaté, du laitier de four électrique carbonaté, du laitier d'acier carbonaté, ou une combinaison de ceux-ci. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle l'eau de mélange est une solution contenant du CO 2 . Méthode selon la revendication 1, dans laquelle le superplastifiant a un taux de réduction de l'eau de 20 %.