L’impact de la fibre de verre sur la résistance à l’érosion du béton recyclé

L'influence de la fibre de verre sur la résistance à l'érosion du béton recyclé (fabriqué à partir de granulats de béton recyclé) est un sujet d'intérêt majeur en science des matériaux et en génie civil. Si le béton recyclé présente des avantages environnementaux et de recyclage des ressources, ses propriétés mécaniques et sa durabilité (par exemple, sa résistance à l'érosion) sont souvent inférieures à celles du béton conventionnel. La fibre de verre, en tant quematériau de renforcement, peuvent améliorer les performances du béton recyclé grâce à des mécanismes physiques et chimiques. Voici une analyse détaillée :

1. Propriétés et fonctions deFibre de verre

La fibre de verre, un matériau inorganique non métallique, présente les caractéristiques suivantes :
Haute résistance à la traction : compense la faible capacité de traction du béton.
Résistance à la corrosion : Résiste aux attaques chimiques (par exemple, aux ions chlorure, aux sulfates).
Renforcement et résistance aux fissures** : Comble les microfissures pour retarder la propagation des fissures et réduire la perméabilité.

2. Faiblesses en matière de durabilité du béton recyclé

Les granulats recyclés présentant des résidus de pâte de ciment poreuse en surface entraînent :
Zone de transition interfaciale faible (ITZ) : Mauvaise adhérence entre les granulats recyclés et la nouvelle pâte de ciment, créant des voies perméables.
Faible imperméabilité : Les agents érosifs (par exemple, Cl⁻, SO₄²⁻) pénètrent facilement, provoquant la corrosion de l'acier ou des dommages par expansion.
Faible résistance au gel-dégel : la dilatation de la glace dans les pores provoque des fissures et des écaillures.

3. Mécanismes d'action de la fibre de verre pour améliorer la résistance à l'érosion

(1) Effets de barrière physique
Inhibition des fissures : Les fibres uniformément dispersées comblent les microfissures, bloquant leur propagation et réduisant les voies d'accès des agents érosifs.
Compacité accrue : les fibres comblent les pores, réduisant la porosité et ralentissant la diffusion des substances nocives.

(2) Stabilité chimique
Fibre de verre résistante aux alcalis(par exemple, le verre AR) : Les fibres traitées en surface restent stables dans les environnements à forte alcalinité, évitant ainsi leur dégradation.
Renforcement de l'interface : Une forte liaison fibre-matrice minimise les défauts dans la ZTI, réduisant ainsi les risques d'érosion localisée.

(3) Résistance à des types d'érosion spécifiques
Résistance aux ions chlorure : La réduction de la formation de fissures ralentit la pénétration des Cl⁻, retardant ainsi la corrosion de l'acier.
Résistance aux attaques de sulfates : La propagation limitée des fissures atténue les dommages causés par la cristallisation et l’expansion des sulfates.
Résistance au gel-dégel : La flexibilité des fibres absorbe les contraintes dues à la formation de glace, minimisant ainsi l'écaillage de la surface.

4. Principaux facteurs d'influence

Dosage de fibres : La plage optimale est de 0,5 % à 2 % (en volume) ; un excès de fibres provoque un agglomérat et une compacité réduite.
Longueur et dispersion des fibres : Les fibres plus longues (12–24 mm) améliorent la ténacité mais nécessitent une distribution uniforme.
Qualité des granulats recyclés : Une forte absorption d'eau ou une teneur élevée en mortier résiduel affaiblissent la liaison fibre-matrice.

5. Résultats de la recherche et conclusions pratiques

Effets positifs : La plupart des études montrent que des effets appropriésfibre de verreL'ajout de fibres de verre améliore considérablement l'imperméabilité, la résistance aux chlorures et la résistance aux sulfates. Par exemple, 1 % de fibres de verre peut réduire les coefficients de diffusion des chlorures de 20 à 30 %.
Performance à long terme : La durabilité des fibres en milieu alcalin requiert une attention particulière. Les revêtements résistants aux alcalis ou les fibres hybrides (par exemple, avec du polypropylène) améliorent leur durée de vie.
Limites : Les granulats recyclés de mauvaise qualité (par exemple, porosité élevée, impuretés) peuvent diminuer les avantages des fibres.

6. Recommandations relatives à l'application

Scénarios appropriés : milieux marins, sols salins ou structures nécessitant du béton recyclé à haute durabilité.
Optimisation du mélange : tester le dosage des fibres, le taux de remplacement des granulats recyclés et les synergies avec les additifs (par exemple, la fumée de silice).
Contrôle qualité : Assurer une dispersion uniforme des fibres afin d'éviter l'agglomération lors du mélange.

Résumé

La fibre de verre améliore la résistance à l'érosion du béton recyclé grâce à un renforcement physique et une stabilisation chimique. Son efficacité dépend du type de fibre, du dosage et de la qualité des granulats recyclés. Les recherches futures devraient se concentrer sur la durabilité à long terme et les méthodes de production économiques afin de faciliter les applications à grande échelle dans le domaine de l'ingénierie.