FR3109579A1 - Liant hydraulique routier comprenant des cendres volantes de biomasse, matériau pour assise de chaussée et sols traités avec ledit liant - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une composition de liant hydraulique routier comprenant au moins 10% en poids de cendres volantes de biomasse et au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange. L’invention concerne également un matériau traité pour assise de chaussée comprenant ledit liant hydraulique routier et un mélange de granulats et sable, naturels et/ou recyclés. L’invention porte, par ailleurs, sur un procédé de fabrication dudit matériau traité. L’invention concerne également l’utilisation de la composition de liant hydraulique routier selon l’invention dans un procédé de traitement d’un sol pour la réalisation de travaux de terrassement. L’invention concerne également l’utilisation de cendres de biomasse dans des compositions de liants hydrauliques routiers.
Description
La présente invention relève du domaine des liants hydrauliques routiers (LHR) et des matériaux en comprenant.
En particulier, la présente invention concerne des matériaux et sols traités avec des liants hydrauliques pour assise et couche de forme de chaussée, tels que les graves routières, composées de granulats et sables naturels et/ou recyclés (agrégats d’enrobés bitumineux, bétons concassés, mâchefers d’incinération) et les sols naturels (limons, sables).
La diminution de l’impact de l’activité humaine sur l’environnement représente aujourd’hui un enjeu mondial majeur. La principale action pour préserver l’environnement est de diminuer de manière drastique les émissions de dioxyde de carbone (CO2), de sorte à ralentir la hausse globale de la température terrestre. Une autre grande action est le recyclage et la valorisation des matières secondaires (co-produits industriels) de sorte à restreindre le recours aux ressources naturelles et ainsi éviter une pénurie de celles-ci.
En France, la Loi de transition énergétique pour une croissance verte fixe plusieurs objectifs, parmi lesquels :
- Réduire les émissions de gaz à effet de serre de 40% entre 1990 et 2030 et diviser par quatre les émissions de gaz à effet de serre entre 1990 et 2050,
- Réduire de 50% la quantité de déchets mis en décharge à l’horizon 2025 et découpler progressivement la croissance économique et la consommation matières premières,
- Réemployer, orienter vers le recyclage ou les autres formes de valorisation au moins 70% des matières et déchets produits sur les chantiers de construction ou d'entretien routiers.
Les liants hydrauliques routiers (LHR) et les ciments (CEM) normalisés sont des constituants principaux des matériaux employés dans les travaux publics, le génie civil et la construction. Or, les procédés de fabrication de ces liants usuels tels que le ciment Portland traditionnel (CEM I) génèrent une émission de CO2considérable. Par conséquent, des liants hydrauliques alternatifs permettant d’émettre moins de CO2que le ciment Portland ont été développés et sont encore en cours d’investigations. En particulier, des co-produits d’autres industries peuvent être utilisés comme constituant principal de liant hydraulique routier. Parmi ces co-produits on peut citer le laitier de haut-fourneau (LHF) granulé et moulu, les pouzzolanes, le filler calcaire ou encore les cendres volantes de charbon.
Le laitier de haut-fourneau granulé et moulu, issu de la fabrication de fonte à partir de minerai de fer à haute température (1250°C), est utilisé depuis de nombreuses années dans les liants hydrauliques et ciments normalisés CEM II et CEM III, en addition au clinker. Plusieurs avantages techniques liés au LHF ont été mis en évidence dans les matériaux routiers vis-à-vis du ciment Portland traditionnel (CEM I) : cinétique de prise lente et continue dans le temps, délai de maniabilité amélioré, diminution de la fissuration et meilleure durabilité. Cependant, l’emploi du LHF granulé et moulu dans des compositions de liants hydrauliques et ciments reste limité puisque nombre d’entre eux ne contient qu’une faible proportion de LHF, inférieure à 50%, le reste des constituants étant majoritairement du CEM I qui permet d’obtenir une cinétique de prise et des performances mécaniques rapides dans le temps.
Les cendres volantes de charbon sont issues des centrales à charbon. Ces centrales étant vouées à être mises à l’arrêt, la production de cendres volantes de charbon deviendra prochainement quasi-nulle et les stocks existants seront majoritairement utilisés dans des produits à forte valeur ajoutée comme les bétons.
Les centrales à charbon sont progressivement remplacées par des centrales « biomasse ». En effet, la matière organique constituant la biomasse peut être transformée en produits énergétiques (biocombustibles, biogaz et biocarburants) ou brûlée afin de produire de la chaleur et de l’électricité dans des installations de cogénération.
La filière biomasse est décomposée en trois sous-filières, segmentées selon la taille et la production d’énergie résultante : le chauffage individuel au bois, les chaufferies biomasse et la cogénération biomasse. Une résultante de ces développements est l’augmentation à venir de la production de cendres de biomasse qu’il serait avantageux de pouvoir valoriser.
On distingue deux types de cendres de biomasse, les cendres sous-foyer et les cendres volantes. Les cendres sous-foyer sont granulaires tandis que les cendres volantes se présentent sous la forme de poudre.
Cependant, les cendres volantes de biomasse ne sont à ce jour pas valorisées comme liant hydraulique alternatif au ciment Portland, car elles ne sont pas considérées comme hydrauliques, c’est-à-dire de capacité à faire prise et à durcir en présence d’eau.
Les Demanderesses ont pu, de manière surprenante, incorporer des cendres volantes de biomasse dans des compositions de liants hydrauliques routiers, notamment destinés au traitement de graves routières et de sols, jusqu’à de fortes proportions.
La présente invention concerne une composition de liant hydraulique routier comprenant au moins 10% en poids de cendres volantes de biomasse et au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange.
L’invention concerne également un matériau traité pour assise de chaussée comprenant ladite composition de liant hydraulique routier et un mélange de granulats et sable, naturels et/ou recyclés.
L’invention porte, par ailleurs, sur un procédé de fabrication dudit matériau traité comprenant une étape de mélange à froid, généralement à une température comprise entre 10°C et 40°C de ladite composition de liant hydraulique routier et des granulats et sable naturels et/ou recyclés.
L’invention concerne également l’utilisation de ladite composition de liant hydraulique routier dans un procédé de traitement d’un sol pour la réalisation de travaux de terrassement.
L’invention concerne également l’utilisation de cendres de biomasse dans des compositions de liants hydrauliques routiers.
Brève description des figures
Description détaillée de l’invention
Composition de liant hydraulique routier
L’invention concerne une composition de liant hydraulique routier comprenant au moins 10% en poids de cendres volantes de biomasse et au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange, avantageusement choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des schistes calcinés broyés, de l’argile calcinée et broyée, seuls ou en mélange.
Un liant hydraulique routier (LHR) est un matériau permettant de lier entre eux des composés granulaires ou particules de sols par réaction avec l’eau de sorte à ce que le matériau final soit cohésif et applicable au domaine routier. Comme précisé dans les normes NF P 15-108, NF EN 13282-1 et NF EN 13282-2, les LHR sont destinés au traitement des granulats et des sols pour la réalisation d’assises de chaussées, de couche de forme et de terrassements.
Au sens de la présente invention, le terme « biomasse » désigne tout produit composé d’une matière végétale provenant de l’agriculture ou de la sylviculture et qui peut être utilisé en tant que combustible dans l’objectif d’un usage effectif de l’énergie qu’il contient ainsi que les déchets ci-après, utilisés en tant que combustibles :
- les déchets végétaux issus de l’agriculture ou de la sylviculture,
- les déchets végétaux provenant de l’industrie de la transformation alimentaire, si la chaleur produite est valorisée,
- les déchets de liège,
- les déchets végétaux fibreux issus de la production de pâte vierge et de la production du papier à partir de pâte, s’ils sont co-incinérés sur le lieu de production et si la chaleur produite est valorisée,
- les déchets bois, à l’exception des déchets de bois qui sont susceptibles de contenir des composés organiques halogénés ou des métaux toxiques à la suite d’un traitement avec des conservateurs du bois ou du placement d’un revêtement, y compris en particulier les déchets de bois de ce type provenant de déchets de constructions ou de démolition.
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Au sens de la présente invention, le terme cendres volantes de biomasse correspond aux cendres volantes obtenues lors de la combustion de biomasse et/ou la co-combustion de biomasse et d’au moins un produit combustible recyclé (PCR) et/ou un combustible d’origine fossile, tel que le charbon cendreux, le gaz ou le fioul lourd en proportions minoritaires, c’est-à-dire inférieures à 15% en poids.
On entend par source de sulfates un composé ou un matériau libérant des ions sulfates (SO4 2-) en milieu aqueux, tel que le gypse naturel, le désulfogypse et tout autre gypse industriel (phosphogypse, lactogypse…).
Dans un mode de réalisation, la composition de liant hydraulique routier selon l’invention comprend au moins 50% en poids de cendres volantes de biomasse, avantageusement entre 60% et 85% en poids et plus avantageusement entre 65% et 80% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 20% en poids de chaux éteinte, avantageusement entre 5% et 20% en poids, plus avantageusement entre 10% et 15% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 20% en poids de chaux vive, avantageusement entre 5% et 20% en poids, plus avantageusement entre 10% et 15% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 15% en poids de gypse et/ou de désulfogypse, avantageusement entre 2% et 15% en poids, plus avantageusement entre 5% et 10% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de laitier de haut fourneau granulé et moulu, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 50% en poids de cendres de papeterie, avantageusement entre 5% et 50% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 30% en poids de ciment Portland, avantageusement entre 5% et 30% en poids, plus avantageusement entre 10% et 25% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de pouzzolanes broyés, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de schistes calcinés broyés, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 30% en poids d’argiles calcinées broyées, avantageusement entre 5% et 30% en poids, plus avantageusement entre 10% et 25% en poids.
La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de filler calcaire, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
Dans un mode de réalisation, la composition pour liant hydraulique routier selon l’invention comporte en outre un ou plusieurs des composants secondaires tels que définis dans les normes NF P 15-108, NF EN 13282-1 et NF EN 13282-2. En particulier, la composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 44% en poids de laitier cristallisé de convertisseur à oxygène moulu.
De manière communément acceptée, un filler calcaire est un matériau constitué de calcaire finement broyé et destiné à combler les vides laissés par un empilement granulaire de graviers, gravillons et sable.
Procédé de fabrication du Liant Hydraulique routier
Procédé de fabrication du Liant Hydraulique routier
L’invention concerne également un procédé de fabrication de la composition dudit liant hydraulique routier, comprenant une étape de mélange des cendres de biomasse et dudit au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange, avantageusement mise en œuvre avec une unité de production de produits composés, U.P.P.C N°1 – N°2 – N°3 de Surschiste S.A.
Matériau traité pour assise de chaussée
Matériau traité pour assise de chaussée
L’invention concerne également un matériau traité pour assise de chaussée comprenant ladite composition de liant hydraulique routier selon l’invention et un mélange de granulats et sable, naturels et/ou recyclés.
Ainsi, le matériau traité selon l’invention peut être mis en œuvre dans la couche d’assise de chaussée, aussi bien en couche de fondation qu’en couche de base.
De manière avantageuse, les granulats et sable dudit matériau traité pour assise de chaussée selon l’invention, sont constitués d’au moins 80% en poids d’enrobés recyclés, avantageusement de 100% en poids.
Les enrobés recyclés peuvent notamment provenir du rabotage ou concassage des couches de surface (roulement, liaison) et/ou de la couche d’assise d’une ancienne chaussée.
Dans un mode de réalisation préféré, la composition de liant hydraulique routier selon l’invention représente entre 3,5 % et 6% en poids dudit matériau traité pour assise de chaussée, de préférence entre 4% et 5% en poids.
Dans un mode de réalisation particulier, le matériau traité pour assise de chaussée selon l’invention comprend en outre jusqu’à 20% en poids de sable correcteur. Le sable correcteur est un sable naturel et/ou recyclé et sert de correcteur granulométrique du matériau lorsque ce dernier ne contient pas, en l’état, suffisamment de particules fines.
Les matériaux pour assise de chaussée traités avec ledit liant hydraulique selon l’invention, incorporant des cendres volantes de biomasse, présentent les résistances mécaniques correspondantes à la norme NF EN 14-227-5 sur les mélanges granulaires traités aux liants hydrauliques routiers, avec une classe de performance T2, T3 ou T4 à 360 jours en fonction du pourcentage en poids dudit liant hydraulique.
Procédé de fabrication du matériau traité
Procédé de fabrication du matériau traité
L’invention concerne également un procédé de fabrication dudit matériau traité comprenant une étape de mélange à froid, avantageusement entre 10°C et 40°C de ladite composition de liant hydraulique routier selon l’invention et des granulats et sable naturels et/ou recyclés.
On entend par « à froid » le fait de ne pas apporter d’énergie calorifique, en d’autres termes, un procédé à froid est un procédé réalisé à la température ambiante du lieu de sa mise en œuvre.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l’invention est réalisé en centrale de malaxage. En d’autres termes, le mélange à froid de ladite composition de liant et des granulats est effectué en usine. Le matériau obtenu est ensuite acheminé jusqu’au chantier auquel celui-ci est destiné.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé selon l’invention est réalisé directement sur site, lors du retraitement des matériaux de chaussée avec un atelier dédié, comprenant l’épandage de ladite composition de liant hydraulique routier selon l’invention, le fraisage des matériaux de chaussée, le malaxage, l’ajout éventuel d’eau et le compactage du matériau traité. En particulier, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre avec les procédés ARC®700 et ARC®1000 (Atelier de Retraitement de Chaussée 700 et 1000 Cv) d’EIFFAGE Route.
Utilisation de la composition de liant pour le traitement de sol
Utilisation de la composition de liant pour le traitement de sol
L’invention concerne également l’utilisation de ladite composition de liant hydraulique routier selon l’invention dans un procédé de traitement d’un sol pour la réalisation de travaux de terrassement.
L’implantation d’une construction, en particulier un ouvrage routier, nécessite que le sol porteur de cette construction présente des caractéristiques techniques adaptées à ladite construction. Pour ce faire, lors de l’étape de terrassement, le sol est généralement traité pour lui conférer les spécificités techniques nécessaires.
Ainsi, dans le cadre de l’invention, l’utilisation de la composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut, par exemple, être faite dans le cadre d’un procédé de terrassement d’un sol comprenant les étapes successives suivantes :
- Foisonnement dudit sol pour le rendre meuble et permettre son traitement,
- Homogénéisation du sol meuble obtenu en étape 1,
- Ajustement de l’état hydrique du sol meuble suite à l’homogénéisation en étape 2,
- Epandage de ladite composition de liant hydraulique routier suite à l’ajustement hydrique de l’étape 3,
- Malaxage dudit sol suite à l’épandage de l’étape 4,
- Nivellement suite au malaxage de l’étape 5,
- Compactage suite au nivellement de l’étape 6.
L’étape d’ajustement de l’état hydrique (étape 3) peut consister à mélanger le sol meuble soit avec de l’eau s’il n’est pas assez humide, soit avec de la chaux vive s’il est trop humide.
Utilisation des cendres de biomasse
Utilisation des cendres de biomasse
L’invention concerne également l’utilisation de cendres volantes de biomasse dans des compositions de liants hydrauliques routiers.
Exemples
Exemple 1 : Prise hydraulique de compositions de liant hydraulique routier selon l’invention
Quatre compositions de liant hydraulique routier selon l’invention ont été préparées en mélangeant les différents composants. Le détail de ces quatre compositions de liant hydraulique routier selon l’invention est indiqué dans le tableau 1 suivant, dans lequel les quantités des différents composants sont en pourcentage massique par rapport à la masse totale de ladite composition de liant hydraulique routier.
LHF : Laitier de haut-fourneau granulé et moulu
CEM I : Ciment Portland
CEM I : Ciment Portland
Des tests de réactivité hydraulique ont été réalisés sur des pâtes pures de liant (composition de liant hydraulique routier seule en mélange avec de l’eau). Des éprouvettes cylindriques d’un diamètre de 4 cm et d’une hauteur de 8 cm ont été confectionnées avec les compositions LHR 1, LHR 2, LHR 3 et LHR 4 en y ajoutant respectivement 65 %, 55 %, 55 % et 50 % en poids d’eau, pour atteindre une consistance similaire. Ces éprouvettes ont été conservées dans des étuis fermés à 20 °C et 90 % d’hygrométrie. Après des temps de cure de 14, 28 et 56 jours, elles ont été soumises à un écrasement en compression simple suivant la norme NF EN 13286-41. Comme illustré à la Figure 1, des résistances mécaniques de plusieurs MegaPascals ont été mesurées pour toutes les compositions, témoignant d’une hydraulicité des cendres de biomasse en mélange avec de la chaux éteinte, du désulfogypse, des cendres de papeterie, du LHF ou du CEM I, seuls ou en mélange.
Exemple 2 : performances mécaniques de liants à base de cendres de biomasse sur mortiers normalisés
Exemple 2 : performances mécaniques de liants à base de cendres de biomasse sur mortiers normalisés
Deux compositions de liants hydrauliques routiers selon l’invention supplémentaires ont été préparées en mélangeant les différents composants. Le détail de ces deux compositions est indiqué dans le tableau 2 suivant, dans lequel les quantités des différents composants sont en pourcentage massique par rapport à la masse totale de ladite composition de liant hydraulique routier. Le détail de la composition LHR 4 est rappelé dans le tableau 2.
LHF : Laitier de haut-fourneau granulé et moulu
CEM I : Ciment Portland
CEM I : Ciment Portland
Des essais de résistance mécanique ont été réalisés en mortiers normalisés, suivant la norme NF EN 196-1, avec les compositions LHR 4, LHR 5 et LHR 6 selon l’invention. La Figure 2 illustre les résultats de résistance en compression simple obtenus après 56 jours de cure sur les compositions LHR 4, LHR 5 et LHR 6. Ces trois compositions présentent un niveau de performance mécanique conforme à la norme NF EN 13282-2, avec une classe de résistance N2 à 56 jours (≥ 12,5 MPa et ≤ 32,5 MPa).
Exemple 3 : matériau pour assise de chaussée traité au liant hydraulique à base de cendres de biomasse
Exemple 3 : matériau pour assise de chaussée traité au liant hydraulique à base de cendres de biomasse
Des agrégats d’enrobé recyclé à 100 %, sans sable correcteur ont été traités avec 4% en poids ou 6% en poids de la composition LHR 5 conduisant à un premier matériau pour assise de chaussée comportant 96% en poids d’agrégats d’enrobé recyclé à 100 % et 4 % en poids de LHR 5 et à un deuxième matériau pour assise de chaussée comportant 94% en poids d’agrégats d’enrobé recyclé à 100 % et 6 % en poids de LHR 5.
Des éprouvettes de ces deux matériaux ont été confectionnées en respectant les références de compactage Optimum Proctor Modifié à 5 % de liant suivant la norme NF EN 13286-2 afin de pouvoir les caractériser avec les tests normalisés suivants :
- Résistance en compression simple (Rc) à 3, 7, 14 et 28 jours suivant la norme NF EN 13286-41 sur des éprouvettes d’un diamètre de 10 cm et une hauteur de 20 cm confectionnées par vibro-compression suivant la norme NF EN 13286-52.
- Résistance en traction directe (Rt) et module d’élasticité (E) à 28, 60 et 360 jours suivant les normes NF EN 13286-40 et NF EN 13286-43 sur des éprouvettes d’un diamètre de 16 cm et d’une hauteur de 32 cm confectionnées par vibro-compression suivant la norme NF EN 13286-52.
- Résistance en compression simple (Rc) à 3, 7, 14 et 28 jours suivant la norme NF EN 13286-41 sur des éprouvettes d’un diamètre de 10 cm et une hauteur de 20 cm confectionnées par vibro-compression suivant la norme NF EN 13286-52.
- Résistance en traction directe (Rt) et module d’élasticité (E) à 28, 60 et 360 jours suivant les normes NF EN 13286-40 et NF EN 13286-43 sur des éprouvettes d’un diamètre de 16 cm et d’une hauteur de 32 cm confectionnées par vibro-compression suivant la norme NF EN 13286-52.
Les résultats de résistance en compression simple présentés sur la Figure 3 montrent que les matériaux pour assise de chaussée selon l’invention présentent de bonnes résistances mécaniques. Le seuil de 1 MPa est atteint à 3 jours à 6 % de liant et à 4 jours à 4 % de liant, dans les conditions de laboratoire. Cette limite minimale de résistance correspond au délai de cure minimal à respecter avant d’autoriser la circulation de chantier sur la couche mise en œuvre, et à fortiori la mise en œuvre de la couche supérieure.
Les matériaux pour assise de chaussée selon l’invention, aux dosages en liant hydraulique appliqués, appartiennent à la classe de performance mécanique T3 dès 60 jours de cure. Les modules d’élasticité obtenus sont inférieurs à 10 GPa. Ils sont intermédiaires entre un enrobé bitumineux et une grave ciment, rendant le matériau traité beaucoup moins sensible à la fissuration transversale, et offrant une excellente durabilité dans le temps.
Exemple 4 : sol pour couche de forme de chaussée traité au liant à base de cendres de biomasse
Exemple 4 : sol pour couche de forme de chaussée traité au liant à base de cendres de biomasse
Cet exemple illustre le traitement d’un sol naturel classé B5 d’après la norme NF P 11-300 avec le liant LHR 4 à 6 % en poids, sans prétraitement à la chaux vive.
La méthodologie des études de formulation en laboratoire a été appliquée suivant la norme NF P 94-102-2. Des éprouvettes de ce sol traité ont été confectionnées en respectant les références de compactage Optimum Proctor Normal suivant la norme NF P 94-093 afin de pouvoir le caractériser avec les tests normalisés suivants :
- Essais d’évaluation de l’aptitude au traitement suivant la norme NF P 94-100,
- Résistance en compression simple (Rc) à 3, 7, 28 et 60 jours ainsi qu’à 60 jours immersion (28 jours de conservation dans l’air + 32 jours de conservation dans l’eau) suivant la norme NF EN 13286-41 sur de éprouvettes d’un diamètre de 5 cm et d’une hauteur de 10 cm confectionnées par compression axiale suivant la norme NF EN 13286-53,
- Résistance en traction indirecte Rit (ou Rtb) et module d’élasticité (E) à 90 jours suivant les normes NF EN 13286-42 et NF EN 13286-43 sur des éprouvettes d’un diamètre de 5 cm et d’une hauteur de 5 cm confectionnées par compression axiale suivant la norme NF EN 13286-53. Le calcul de la Rt à partir de la Rit s’obtient par la relation Rt = 0,8*Rit.
- Essais d’évaluation de l’aptitude au traitement suivant la norme NF P 94-100,
- Résistance en compression simple (Rc) à 3, 7, 28 et 60 jours ainsi qu’à 60 jours immersion (28 jours de conservation dans l’air + 32 jours de conservation dans l’eau) suivant la norme NF EN 13286-41 sur de éprouvettes d’un diamètre de 5 cm et d’une hauteur de 10 cm confectionnées par compression axiale suivant la norme NF EN 13286-53,
- Résistance en traction indirecte Rit (ou Rtb) et module d’élasticité (E) à 90 jours suivant les normes NF EN 13286-42 et NF EN 13286-43 sur des éprouvettes d’un diamètre de 5 cm et d’une hauteur de 5 cm confectionnées par compression axiale suivant la norme NF EN 13286-53. Le calcul de la Rt à partir de la Rit s’obtient par la relation Rt = 0,8*Rit.
Les résultats d’essais d’aptitude au traitement sont présentés dans le Tableau 3. Ils montrent que le sol B5 traité à 6 % de LHR 4 est adapté au traitement.
Les résultats de résistance en compression simple présentés sur la Figure 4 montrent que le sol B5 traité à 6 % de liant LHR 4 présente de bonnes résistances mécaniques. Le seuil de 1 MPa est atteint à 3 jours, dans les conditions de laboratoire. Cette limite minimale de résistance correspond au délai de cure minimal à respecter avant d’autoriser la circulation de chantier sur la couche mise en œuvre, et à fortiori la mise en œuvre de la couche supérieure. La résistance à l’immersion à 60 jours (Rci/Rc) est de 0,7. Elle est conforme à la norme NF P 94-102-1. Une résistance en compression de 2,5 MPa est atteinte à 60 jours de cure, ce qui laisse présager que la couche traitée sera résistante au gel après ce temps de cure.
Les résultats de résistance en traction directe Rt (calculés à partir de la Rit) et de module d’élasticité (E) montrent que le sol traité à 6% de liant LHR 4 appartient à la zone mécanique 4 à 90 jours de cure.
Claims (14)
- Composition de liant hydraulique routier comprenant au moins 10% en poids de cendres volantes de biomasse et au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange.
- Composition de liant hydraulique routier selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins 50% en poids de cendres volantes de biomasse, avantageusement entre 60% et 85% en poids et plus avantageusement entre 65% et 80% en poids.
- Composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend jusqu’à 20% en poids de chaux éteinte, avantageusement entre 5% et 20% en poids, plus avantageusement entre 10% et 15% en poids.
- Composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend jusqu’à 15% en poids de gypse et/ou de désulfogypse, avantageusement entre 2% et 15% en poids, plus avantageusement entre 5% et 10% en poids.
- Composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend jusqu’à 35% en poids de laitier de haut fourneau granulé et moulu, avantageusement entre 5% et 35% en poids plus avantageusement entre 10% et 30% en poids
- Composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte en outre un ou plusieurs des composants secondaires tels que définis dans les normes NF P 15-108, NF EN 13282-1 et NF EN 13282-2.
- Matériau traité pour assise de chaussée comprenant de la composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 et un mélange de granulats et sable, naturels et/ou recyclés.
- Matériau traité pour assise de chaussée selon la revendication 7, caractérisé en ce que les granulats et sable sont constitués d’au moins 80% en poids d’enrobés recyclés, avantageusement de 100% en poids.
- Procédé de fabrication du matériau traité selon l’une quelconque des revendications 7 à 8 comprenant une étape de mélange à froid, entre 10°C et 40°C, de la composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 et des granulats et sable naturels et/ou recyclés.
- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il est réalisé en centrale de malaxage.
- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il est réalisé directement sur site, lors du retraitement des matériaux de chaussée avec un atelier dédié, comprenant l’épandage de ladite composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, le fraisage des matériaux de chaussée, le malaxage, l’ajout éventuel d’eau et le compactage du matériau traité.
- Utilisation de la composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans un procédé de traitement d’un sol pour la réalisation de travaux de terrassement.
- Utilisation de cendres volantes de biomasse dans des compositions de liants hydrauliques routiers.
- Procédé de fabrication de la composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconques des revendications 1 à 6, comprenant une étape de mélange des cendres de biomasse et dudit au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange, avantageusement mise en œuvre avec une unité de production de produits composés, U.P.P.C N°1 – N°2 – N°3.
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