Valorisation du sable de mâchefers dans le béton
Ingénierie et Architecture
La pénurie de sites pour le stockage de mâchefers, encourage à traiter et à valoriser cette matière. Dans cette étude, la résistance mécanique des bétons dans lesquels une partie du sable naturel a été substituée par du sable de mâchefers a été analysée.
Les bétons avec du sable de mâchefers provenant de deux sites (Genève et Vaud) ont été analysés, car ils n’ont pas une composition et une granulométrie identiques. Les mâchefers genevois ont été broyés à 1 mm afin de mieux séparer la partie métallique de la partie minérale.
Les mâchefers genevois ont été broyés pour obtenir un sable avec des diamètres inférieurs à 1 mm, afin de mieux séparer la partie métallique de la partie minérale.
Les mâchefers vaudois ont été broyés pour obtenir un sable avec des diamètres inférieurs à 6 mm.
Quatre formulations ont été réalisées :
- une référence sans sable de mâchefers
- deux formulations avec une substitution de 5% puis 10% du sable naturel par du sable de mâchefers genevois
- une formulation en substituant 25% des granulats par du granulat de mâchefers vaudois
Les bétons avaient tous des consistances similaires afin de comparer des bétons avec des ouvrabilités comparables et sans adjuvant.
Pour le béton, avec une substitution de 10% du sable naturel par du sable de mâchefers genevois, un ajout d’eau complémentaire a été nécessaire. (Augmenter la quantité d’eau lors de la fabrication du béton a pour effet de diminuer la résistance).
Des essais de compression sur cube à 2, 14 et 28 jours ont été réalisés.
L’ajout Le broyage du mâchefer permet de mieux séparer la partie métallique de la partie minérale. Il permet de récupérer plus de matières premières telles que le Zinc, le Cuivre, le Chrome, le Plomb, le Cadmium, etc.
Il est nécessaire pour atteindre un niveau de décontamination afin d’obtenir l’innocuité des bétons avec du sable de mâchefers.
Mais il ne permet d’atténuer la diminution de la résistance à la compression de ces bétons (5% à 15% à 28 jours)
Le broyage augmente la surface réactive de l’aluminium et ceci produit plus de dégagement de dihydrogène pendant le malaxage du béton. La porosité des bétons avec du sable de mâchefers est accrue (intragranulaire et avec les « bulles » d’hydrogène dans la matrice cimentaire) les rendant moins résistants.
Un traitement chimique réduisant la porosité et empêchant la formation de dihydrogène est nécessaire pour obtenir des bétons avec des caractéristiques mécaniques équivalentes à celles d’un béton classique.