Comparaison performantielle à court et à long termes de mortiers légers à base de déchets de mousse de polyuréthane rigide et de billes de polystyrène expansé

Comparison of short and long-term performances of lightweight aggregate mortars made with polyurethane foam waste and expanded polystyrene beads

LUNAM Université, Université de Nantes – IUT Saint-Nazaire, GeM, CNRS UMR 6183, Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique, France

Résumé

Cet article s’intègre dans une étude menée sur la valorisation de déchets de mousse de polyuréthane rigide (PUR) pour l’élaboration de matériaux cimentaires légers. Dans ce but, des mortiers ont été fabriqués en remplaçant partiellement le sable par des particules fines de mousse PUR. Les taux de remplacement volumique considérés sont de 25 et 50%. Afin de comparer les bénéfices apportés par l’utilisation de mousse PUR par rapport à des granulats légers commerciaux, des mortiers légers à base de billes de polystyrène expansé (PSE) de diamètre compris entre 1,5 et 2,5 mm, ont également été fabriqués. L’ouvrabilité, la cinétique d’hydratation au jeune âge et les propriétés mécaniques (résistance à la compression et module d’Young dynamique), thermiques (conductivité thermique et capacité calorifique), le retrait de séchage et la perméabilité au gaz ont été mesurés sur les différents mortiers mis en oeuvre. Une analyse comparative de ces propriétés est alors proposée.

Abstract

This article is part of a study on the valorization of rigid polyurethane foam (PUR) waste for the development of lightweight cementitious materials. Mortars were made with volume replacement rates of sand with plastic lightweight aggregates equal to 25 and 50%. To compare the benefits of the use of PUR foam in comparison with commercial lightweight aggregates, two types of aggregates were considered: PUR foam particles and expanded polystyrene beads. The workability, early-age hydration rate, mechanical properties (compressive strength and dynamic Young’s modulus), thermophysical properties (thermal conductivity and specific heat), drying shrinkage and gas permeability were measured on the different mortars investigated. A comparative analysis of these properties was then proposed, which showed that it was possible to produce lightweight aggregate mortars for structural use using PUR foam waste and that PUR foam particles had a high potential for reducing the thermal conductivity mortars.