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19 Juin, 2018

Des carottes et des betteraves utilisées pour renforcer le béton

Des carottes et des betteraves utilisées pour renforcer le béton

C’est en avril dernier que nous avons appris que des scientifiques avaient rendu le béton plus solide et plus respectueux de l’environnement en y ajoutant du graphène. Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de Lancaster, en Grande-Bretagne, rapportent qu’ils ont obtenu des résultats encore meilleurs en utilisant des «nano-plaquettes» moins chères dérivées de fibres végétales de racines.

L’étude de preuve de concept est dirigée par le professeur Mohamed Saafi. Il dit que les plaquettes à base de cellulose (qui ont été produites en collaboration avec la société écossaise CelluComp) sont essentiellement des «nano feuilles synthétisées à partir de carottes et de racines de betteraves à sucre». Ces légumes ont été obtenus en tant que déchets de l’industrie alimentaire.

Lorsqu’elles sont ajoutés à un mélange de béton traditionnel (ciment, agrégat et eau), les plaquettes augmentent la quantité d’hydrate de silicate de calcium – c’est le principal produit de l’hydratation du ciment Portland (1) largement utilisé et sont principalement responsables de la résistance du béton.

Dans les essais en laboratoire, l’ajout de plaquettes a rendu le béton beaucoup plus solide, au point que 40 kg de moins de ciment Portland par mètre cube de béton étaient nécessaires pour obtenir la même résistance que celle qui aurait été possible autrement. Cela signifie que moins de béton devrait être utilisé dans une structure donnée, ce qui est important pour l’environnement, car la production de ciment est une source importante d’émissions de dioxyde de carbone d’origine anthropique.

De plus, on a constaté que l’ajout des plaquettes augmentait la densité de la microstructure du béton, ce qui permettrait aux structures de durer plus longtemps en étant plus résistantes à la corrosion. Par conséquent, ces structures n’auraient pas besoin d’être remplacées aussi souvent, ce qui réduirait davantage la quantité de ciment requise par l’industrie de la construction.

«Les composites sont non seulement supérieurs aux produits de ciment actuels en termes de propriétés mécaniques et de microstructure, mais ils utilisent également de plus petites quantités de ciment», explique Mohamed Saafi. « Cela réduit considérablement la consommation d’énergie et les émissions de CO2 associées à la fabrication du ciment. »

Les scientifiques étudient également la possibilité de créer de fines feuilles à base de nanoparticules, qui seraient appliquées à l’extérieur des structures existantes en béton traditionnel. Les feuilles pourraient augmenter la durée de vie de ces structures, en fournissant une résistance supplémentaire.

  1. Les ciments Portland sont des liants hydrauliques composés principalement de silicates de calcium hydrauliques qui font prise et durcissent en vertu d’une réaction chimique à l’eau appelée hydratation. Lorsqu’on ajoute la pâte (ciment, air et eau) aux granulats (sable et gravier, pierre concassée ou autre matériau granulaire), elle agit comme une colle et lie ensemble les granulats pour former une masse semblable à de la pierre, le béton, le matériau artificiel le plus polyvalent et le plus répandu qui existe. 

http://www.lancaster.ac.uk/news/vegetables-could-hold-the-key-to-stronger-buildings-and-bridges