Approche expérimentale de la résistance au feu de mortiers écologiques à base de sable de dune et de déchets de substitution

Abstract

Ce travail se concentre sur la valorisation et la réutilisation de matériaux locaux et de déchets industriels dans le domaine du génie civil afin de développer un nouveau mortier à base de sable de dunes de la région d’El-Oued et de déchets de céramique, dans une perspective de protection de l’environnement, de réduction des émissions de CO2 et de promouvoir le développement durable. Notre approche s’est articulée autour de deux axes : le premier consiste à remplacer totalement le sable d’oued par du sable de dunes renforcé par des déchets de céramique selon différentes teneurs, à savoir 0 % pour le mortier témoin (M0), 30 % sous forme grenue (MCG30), 15 % sous forme grenue + 15 % sous forme poudre (MCGP 15/15) et 30 % sous forme poudre (MCP30), par rapport à la masse du sable. La seconde étude utilise également du sable dunaire, mais se concentre sur la substitution partielle du ciment par ces mêmes déchets sous forme de poudre, à raison de 10 % (MCC10) et 20 % (MCC20) de la masse de ciment. Les performances physico-mécaniques et thermiques des mortiers ont été évaluées à l’état frais et durci après exposition à des températures de 80 °C, 250 °C, 500 °C et 750 °C. Les résultats ont montré une amélioration très significative des performances : à la température de séchage, la formulation MCGP 15/15 a enregistré un gain de 37.9 % en résistance à la flexion et de 88.6 % en résistance à la compression par rapport au mortier témoin M0. À 500 °C, le mortier MCP30 a développé une résistance à la compression remarquable de 54.9 MPa contre 11.2 MPa pour le M0, tandis que le mortier MCC20 a atteint 32.2 MPa, confirmant l’effet positif de la substitution du sable et du ciment, particulièrement aux températures élevées. Ces résultats prometteurs ouvrent la voie au développement de mortiers innovants à base de matériaux locaux et recyclés, capables de répondre aux exigences techniques, économiques et environnementales tout en offrant une bonne résistance au feu et une adaptation aux conditions climatiques extrêmes de la région. يركز هذا العمل على تثمين وإعادة استخدام المواد المحلية والنفايات الصناعية في مجال الهندسة المدنية بهدف تطوير ملاط جديد قائم على رمل الكثبان المجلوب من منطقة الوادي ونفايات السيراميك، وذلك لحماية البيئة، والحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وتعزيز التنمية المستدامة. وقد استند نهجنا إلى محورين: الأول يتمثل في إستعمال رمل الكثبان بديلا لرمل الوديان، مع تدعيم رمل الكثبان بنفايات السيراميك بنسب مختلفة، وهي: %0للملاط الشاهد (،)M0 و %30على شكل حبيبي ( ،)MCG30و %15حبيبي + %15مسحوق ( ،)MCGP 15/15و %30على شكل مسحوق ( ،)MCP30وذلك من كتلة الرمل الكثباني. أما الدراسة الثانية، فقد استعملنا فيها كذلك رمل الكثبان، لكن ركزت على الاستبدال الجزئي للأسمنت بنفس النفايات على شكل مسحوق بنسب )MCC10( %10و%20 ( )MCC20من كتلة الأسمنت. تم تقييم الأداء الفيزيائي والميكانيكي والحراري للملاط في حالته الطازجة وبعد تصلبه عند درجات حرارة C° 80و C°250و C° 500و .C°750وأظهرت النتائج تحسنا ملحوظا في الأداء، عند درجة حرارة التجفيف، أظهرت تركيبة MCGP 15/15زيادة بنسبة %37.9في مقاومة الانحناء وزيادة بنسبة %88.6في مقاومة الضغط مقارنة بالملاط المرجعي .M0عند ،C° 500حقق ملاط MCP30مقاومة ضغط جيدة بلغت 54.9 MPaمقارنة بـ MPa 11.2للملاط ،M0بينما وصل ملاط MCC20إلى ،MPa 32.2مما يؤكد التأثير الإيجابي لاستبدال الرمل والأسمنت، لا سيما عند درجات الحرارة العالية. تمهد هذه النتائج الواعدة الطريق لتطوير أنواع مبتكرة من الملاط تعتمد على مواد محلية ومواد معاد تدويرها، قادرة على تلبية المتطلبات التقنية والاقتصادية والبيئية، مع توفير مقاومة جيدة للحرائق وقدرة على التكيف مع الظروف المناخية القاسية للمنطقة