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) suscite un vif intérêt en science des matériaux et en génie civil. Si le béton recyclé offre des avantages environnementaux et en matière 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, peut améliorer les performances du béton recyclé par 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, ions chlorure, sulfates).
Durcissement et résistance aux fissures** : Ponte les microfissures pour retarder la propagation des fissures et réduire la perméabilité.

2. Défauts de durabilité du béton recyclé

Les granulats recyclés avec de la pâte de ciment résiduelle poreuse sur leurs surfaces conduisent à :
Zone de transition interfaciale faible (ZTI) : mauvaise liaison 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 une corrosion de l'acier ou des dommages expansifs.
Faible résistance au gel-dégel : l’expansion de la glace dans les pores provoque des fissures et des éclats.

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

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

(2) Stabilité chimique
Fibre de verre résistante aux alcalis(par exemple, verre AR) : les fibres traitées en surface restent stables dans les environnements hautement alcalins, évitant ainsi la 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 formation réduite de fissures ralentit la pénétration du Cl⁻, retardant ainsi la corrosion de l'acier.
Résistance aux attaques de sulfate : la suppression de la croissance des fissures atténue les dommages causés par la cristallisation et l'expansion du sulfate.
Durabilité au gel-dégel : la flexibilité des fibres absorbe les contraintes liées à la formation de glace, minimisant ainsi l'écaillage de la surface.

4. Principaux facteurs d'influence

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

5. Résultats de la recherche et conclusions pratiques

Effets positifs : la plupart des études montrent que desfibre de verreL'ajout de fibre de verre améliore considérablement l'imperméabilité, la résistance aux chlorures et aux sulfates. Par exemple, 1 % de fibre de verre peut réduire les coefficients de diffusion des chlorures de 20 à 30 %.
Performances 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 longévité.
Limitations : Les granulats recyclés de mauvaise qualité (par exemple, porosité élevée, impuretés) peuvent diminuer les avantages des fibres.

6. Recommandations d'application

Scénarios appropriés : environnements 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 agrégats recyclés et les synergies avec les additifs (par exemple, la fumée de silice).
Contrôle qualité : Assurer une dispersion uniforme des fibres pour éviter l'agglutination lors du mélange.

Résumé

La fibre de verre améliore la résistance à l'érosion du béton recyclé grâce à sa solidification physique et sa 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 rentables afin de faciliter les applications techniques à grande échelle.