Étude du potentiel de ségrégation du granulat de verre postconsommation et son application comme barrière thermique et capillaire

Picard, Laurence (2018). Étude du potentiel de ségrégation du granulat de verre postconsommation et son application comme barrière thermique et capillaire. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Au Québec, la situation de la valorisation du verre postconsommation (VPC) issu de la collecte municipale est en déclin. Depuis 2012, une augmentation de 14% de cette matière est entreposée dans des lieux d’enfouissement pour des fins de recouvrement granulaire. L’une des principales avenues de valorisation du granulat de VPC est le domaine de la construction. Le Laboratoire sur les chaussées et matériaux bitumineux (LCMB) de l’ÉTS étudie les avenues pour l’incorporation du granulat de VPC à différents niveaux de la composition d’une structure de chaussée. Les performances mécaniques et hydrauliques du granulat de VPC sont bien documentées, tandis que le comportement en condition de gel est peu étudié.

L’incorporation du verre postconsommation (VPC) dans les structures de chaussée situées dans des régions nordiques requiert une analyse de la réponse au gel de ce matériau. Ce projet de recherche a pour objectif de comparer le comportement sous les effets du gel du granulat de VPC et de la pierre calcaire pour des applications comme couche de fondation et comme système de protection au gel. Cette comparaison se fait par le biais d’essais expérimentaux basé sur le principe du potentiel de ségrégation pour la caractérisation au gel des matériaux granulaires que l’on retrouve dans une structure de chaussée et des sols naturels. L’évaluation de la sensibilité au gel des matériaux à l’étude est déterminée dans un état saturé ce qui reflète la condition la plus critique en condition de gel. Les matériaux granulaires grossiers étudiés sont la fraction passant le tamis 5mm. Les résultats expérimentaux montrent la diminution de la sensibilité au gel en fonction de l’augmentation de la porosité des granulats. Les systèmes de protection au gel étudiés sont la barrière thermique et la barrière capillaire où est étudiée l’influence de la nature granulaire. Les résultats expérimentaux montrent que malgré la faible influence de la barrière thermique le gel, le VPC performe mieux à réduire les effets du gel. La barrière capillaire de VPC demeure la configuration offrant la meilleur protection contre le gel. L’analyse s’est principalement concentrée sur les critères de performance au gel reliés au potentiel de ségrégation tels que le soulèvement au gel, le gradient thermique, la succion moyenne de la frange gelée et le profil de teneur en eau en fin d’essai. La tendance observe indique que le granulat de VPC est plus stable en condition de gel que le granulat de pierre calcaire.

Titre traduit

Study of the potential of segregation of post-consumption glass aggregate and its application as a thermal and capillary barrier

Résumé traduit

In Quebec, the status of the post-consumption glass valorization, coming from the municipal collection, is in decline. Since 2012, an increase of 14 % of this material is going to waste disposal site and use as backfill. One of the main avenue for post-consumption glass valorization is in the construction industry. The LCMB at ÉTS is studying possible avenues for the incorporation of the recycled glass aggregate at various levels in the composition of road structure. The mechanical and hydraulic performances of the post-consumption glass aggregate are well documented, whereas its behavior in frost conditions has been the object of few studies.

The incorporation of post-consumption glass in road structure, located in cold region, requires an analysis of the frost heave response. The main objective of this research project is to compare the behavior of post-consumption glass and limestone under the effects of frost as a base course and as frost protection applications. This comparison is made by means of experimental tests based on the principle of the segregation potential for the frost heave characterization of the granular materials found in road structure and natural soils. The evaluation of the frost heave sensitivity of the granular materials in this study is determined in a saturated state witch reflects the most critical conditions in frost condition. The coarse granular material used in this studied is the fraction passing the 5mm sieve. The experimental results show the decrease of the sensibility of the frost heave according to the increase of the porosity of the granular material. The frost protection systems studied are the thermal barrier and the capillary barrier where is studied the influence of the granular nature. The experimental results show that in spite of the low influence of the thermal barrier the frost, the VPC performs better to reduce the effects of the frost heave. The capillary barrier of VPC remains the configuration offering the best protection against frost heave. The analysis is mainly concentrated on frost susceptibility criteria connected to the segregation potential such as frost heave, the thermal gradient, the average suction of freezing fringe and the moisture content profile. The observed tendency indicates that the post-consumption glass aggregate performs better in freezing conditions than limestone aggregate.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de la construction". Comprend des références bibliographiques (pages 192-197).
Mots-clés libres:	verre postconsommation, potentiel de ségrégation, matériau de fondation, barrière capillaire, isolant thermique, structure de chaussée
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Vaillancourt, Michel
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt:	05 févr. 2019 18:40
Dernière modification:	05 févr. 2019 18:40
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2194

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