Élaboration par compaction d’un béton léger associant un liant alternatif et des particules végétales

Lightweight concrete design with an alternative binder and plant particles

¹ Clermont Université, Laboratoire de Mécaniques et Ingénieries, Polytech’Clermont-Fd, 63174 Aubière Cedex, France
e-mail : Sofiane.amziane@polytech.univ-bpclermont.fr
² Clermont Université, Laboratoire Magma et Volcans, UMR 6524, 5 rue Kessler, 63038 Clermont-Ferrand Cedex, France
³ Clermont Université, Laboratoire de Génie Chimique et Biologique, Polytech’Clermont-Fd, 63174 Aubière Cedex, France

Reçu : 8 Octobre 2010
Accepté : 29 Août 2011

Résumé

L’utilisation dans les bétons de particules issues de ressources végétales confère au matériau des qualités environnementales et multiphysiques indéniables. Dans un premier temps, un parallèle entre propriétés morphologiques et physiques de particules issues des tiges de chanvre et de tournesol est effectué. Une seconde partie du travail concerne l’élaboration de bétons incluant ces particules. Un liant élaboré à partir d’un sable ponceux et de chaux aérienne est choisi comme alternative aux solutions traditionnelles pour ses qualités écologiques et mécaniques. Un procédé de compactage est expérimenté pour mettre en œuvre les mélanges. Les résultats de l’étude montrent de nombreuses similarités entre les granulats de chanvre et de tournesol en termes de morphologie. Les résistances mécaniques des bétons élaborés avec ces deux végétaux sont par ailleurs équivalentes. Le liant ponce-chaux dosé à 90 % en masse de sable ponceux brut donne des propriétés mécaniques de l’ordre de 8 Mpa après 28 jours, équivalentes aux propriétés caractéristiques des chaux hydrauliques à hautes performances. La compaction des mélanges, en plus de réduire le volume des vides intergranulaires, induit une isotropie transverse y compris dans le cas d’un faible dosage en granulats végétaux et permet d’augmenter la résistance mécanique des mélanges.

Abstract

Use in concrete of particles from agricultural lignocellulosic resources provides to the material undeniable environmental and multiphysics qualities. First of all, a morphological and physical properties parallel between particles resulting from hemp and sunflower stems is made. A pumice-lime binder is elaborated as an alternative to the traditional cement or lime based solutions for both environmental friendly and mechanical qualities. Compaction manufacturing is experimented and its effects on mechanical properties is analysed. The principal findings of this study are that the hemp and sunflower show large similarities in terms of morphology and concrete mechanical performance. Pumice-lime binder including 90% in mass of pumice gives compressive strength results close to 8 Mpa after 28 days, which are equivalent to hydraulic lime ones. Compaction level during casting induces an orthotropy even with low plant content and increases the compressive strength.