Étude des propriétés physiques et thermomécaniques des mortiers de sable dunaire renforcés par des déchets non dégradables

Résumé

Cette étude examine la faisabilité de l'utilisation de la poudre de déchets de verre d'affichage à cristaux liquides (DGE-WP), qui sont des déchets non dégradables de nature amorphe, pour améliorer les propriétés du sable de dune, abondant dans le Sahara algérien et sous-exploité en construction, en vue de produire un mortier de ciment modifié, écologique, économique et réfractaire. Les DGE-WP ont été incorporés à des proportions de 0%, 5%, 10%, 15% et 20% en poids de sable, provenant de trois régions (El-Oued, Illizi et In Amenas), avec un rapport E/C fixé à 0.6. Les mortiers durcis ont été testés à l'aide de MEB, EDX, DRX, ATG et DSC, en plus des essais conventionnels. Dans une première phase, les propriétés physiques et mécaniques de trois variantes (soit un total de 15 formulations) ont été étudiées dans des conditions ambiantes. Dans une deuxième phase, le comportement thermique de la variante optimisée (le sable de dune le plus performant) a été étudié sous différentes températures, à savoir 25°C, 200°C, 400°C, 600°C et 800°C. Les résultats des caractérisations physico-mécaniques montrent que l'incorporation des DGE-WP dans les mortiers formulés à partir des trois types de sable de dune peut améliorer la résistance à la compression de 34% en 28 jours et de 60% en 180 jours, ainsi que d'augmenter le module d’élasticité dynamique (Ed) de 17%, avec une réduction de la porosité de 28%. Le mortier de sable de dune d'El-Oued, contenant 20% des DGE-WP, présente les meilleures propriétés. L'étude thermique sur la variante optimisée, confirme l’effet bénéfique de l'addition des DGE-WP à des températures de 25 à 600°C, en améliorant les propriétés thermomécaniques, avec un gain en résistance à la compression résiduelle de 51% à 400°C, et réduisant la conductivité thermique de 25% par rapport au mortier témoin. Par conséquent, l'intégration des DGE-WP jusqu'à 20 % renforce la microstructure des mortiers modifiés grâce à une réaction pouzzolanique supplémentaire, minimisant les microfissures et comblant les vides, ce qui constitue un indicateur positif de durabilité. Elle permet aussi de produire un mortier réfractaire de bonne résistance mécanique à haute température, tout en améliorant les propriétés d'isolation thermique.

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