Elaboration et étude des bétons à base de granulats d’argile

Abstract

ملخص: يقارن هذا العمل التجريبي ثالثة أنواع من الخرسانة: خرسانة مرجعية تحتوي على ركام طبيعي مسحوق، وخرسانة تحتوي على ركام طيني م وسع كروي الشكل، وخرسانة تحتوي على ركام طيني ممدد مسحوق. بعد قياس نسب امتصاص الماء للركام، تم تصميم الخلطات الخرسانية باستخدام طريقة درو غوريس. في الحالة الطرية، تم قياس قابلية التشغيل باستخدام مخروط Abrams، وكذلك كمية الهواء المحبوس في الخرسانة المصنعة. وفي الحالة الصلبة، وفي أعمار 2 و 7 و 14 و 28 يو ًما، تم قياس مقاومة االنضغاط على عينات مكعبة بأبعاد 15×15×15 سم،³ ومقاومة الشد على عينات مكعبة بأبعاد 7×7× 28 سم³ )اختبار االنحناء بثالث نقاط(. كما تم تقييم الكث افة الحجمية وفقدان الكتلة. أظهرت النتائج أن الخرسانة المحتوية على الطين الممدد )الكروي والمسحوق( تتمتع بمقاومة مكافئة أو أعلى من الخرسانة المرجعية، مع كثافة حجمية أقل )بنسبة 20– %30( وفقدان كتلة منخفض . حقق ركام الطين الممدد المسحوق أفضل أداء، وذلك بسبب التصاقه األفضل بعجينة اإلسمنت. تؤكد هذه النتائج أن الطين الممدد يسمح بتخفيف وزن الخرسانة مع الحفاظ على أدائها الميكانيكي وثباتها الكتلي أو حتى تحسينهما، مما يجعله مادة واعدة للهياكل خفيفة الوزن في المناطق الزلزالية. الكلمات المفتاحية :طين ممدد، خرسانة خفيفة الوزن، ركام مسحوق، مقاومة االنضغاط، مقاومة الشد، كثافة حجمية، فقدان الكتلة، طريقة درو غوريس، امتصاص الماء. 5 Abstract: This experimental work compares three concretes: a control concrete made with crushed natural aggregates, a concrete with nodular expanded clay aggregates (round shape), and a concrete with crushed expanded clay aggregates. After measuring the water absorption rates of the aggregates, the concretes were formulated using the Dreux Gorisse method. In the fresh state, workability using the Abrams cone and occluded air content were measured on the produced concretes. In the hardened state, at 2, 7, 14, and 28 days, compressive strength was measured on 15×15×15 cm³ cube specimens, and tensile strength was measured on 7×7×28 cm³ prismatic specimens (three-point bending test). Densities and mass losses were also evaluated. The results show that concretes with expanded clay (both nodular and crushed) exhibit equivalent or higher strengths than the control concrete, with lower densities (20–30% reduction) and reduced mass loss. Crushed expanded clay gives the best performance, due to better adhesion with the cement paste. These results confirm that expanded clay makes it possible to lighten concrete while maintaining or even improving its mechanical performance and mass stability, making it a promising material for lightweight structures in seismic zones. Keywords: expanded clay, lightweight concrete, crushed aggregates, compressive strength, tensile strength, density, mass loss, Dreux Gorisse method, water absorption. 6 Résumé : Ce travail expérimental compare trois bétons : un témoin à base de granulats naturels concassés, un béton à granulats d’argile expansée nodulaires (forme ronde) et un béton à granulats d’argile expansée concassés. Après mesure des taux d’absorption d’eau des granulats, les bétons ont été formulés par la méthode Dreux-Gorisse. A l’état frais l’ouvrabilité au cône d’Abrahms et l’air occlus ont été mesurés sur les bétons confectionnés. A l’état durci et à 2, 7, 14 et 28 jours, la résistance à la compression a été mesurée sur des éprouvettes cubes 15×15×15 cm3 , et la résistance à la traction sur des éprouvettes prismatiques 7×7×28 cm3 (essai de flexion par trois points). On a aussi évalué les masses volumiques et les pertes de masse. Les résultats montrent que les bétons à argile expansée (nodulaires et concassés) présentent des résistances équivalentes ou supérieures à celles du témoin, avec des masses volumiques plus faibles (réduction de 20 à 30 %) et des pertes de masse réduites. L’argile expansée concassée donne les meilleures performances, en raison d’une meilleure adhérence avec la pâte de ciment. Ces résultats confirment que l’argile expansée permet d’alléger le béton tout en maintenant, voire en améliorant, ses performances mécaniques et sa stabilité massique, ce qui en fait un matériau prometteur pour les structures légères en zone sismique. Mots-clés : argile expansée, béton léger, granulats concassés, résistance à la compression, résistance à la traction, masse volumique, perte de masse, méthode Dreux-Gorisse, absorption d’eau.