Environ 13 millions de tonnes

d’émissions de CO2 évitées l’année dernière (réducteurs d’eau et accélérateurs)*

 

Le rôle des adjuvants Réducteurs d’eau dans le béton

Les plastifiants et superplastifiants sont les adjuvants les plus populaires. Ils défloculent les particules de ciment de manière plus uniforme, ce qui rend le béton plus facile à mettre en place et à travailler. Avec ces qualités, moins d’eau est nécessaire, le béton est donc moins poreux et capable de supporter des charges plus importantes. Moins de ciment est nécessaire pour obtenir une résistance donnée, ce qui réduit l’empreinte carbone du béton. Les superplastifiants modernes peuvent permettre de réduire la quantité d’eau jusqu’à 40 % et une substitution de liant (ciment) jusqu’à 50 % sans perte de résistance.

Découvrez les adjuvants, les fibres et les technologies GCP qui peuvent soutenir vos efforts de développement durable.

*Selon une estimation réalisée en interne par GCP

Découvrez comment GCP peut vous aider à améliorer la durabilité de vos activités. 

En savoir plus

Adjuvants pour béton

Les produits chimiques sont typiquement ajoutés à un taux de 0,01 à 1 % de la masse du ciment pour permettre aux producteurs de ciment et de béton de réduire l’utilisation d’énergie, d’eau et de matériaux à forte contribution aux émissions de carbone. Les économies peuvent représenter jusqu’à 30 % de chaque catégorie. Cette quantité est équivalente à l’ajout de 1 à 2 litres de produit à un volume de béton de la taille d’un réfrigérateur (0,5 m3), ou une part d’additif pour 250 et 500 parts de béton.

Gamme complète d’adjuvants réducteurs d’eau GCP

1.    Superplastifiants Haut Réducteur d’Eau ADVA® :
a.    Ils libèrent l’eau qui serait autrement piégée dans les grains de ciment, augmentant ainsi la maniabilité du béton sans avoir besoin d’eau supplémentaire.
b.    Ils augmentent la maniabilité sans avoir besoin d’eau supplémentaire.
c.    Ils augmentent la résistance du béton en réduisant le rapport eau/ciment.
d.    La résistance est maintenue tout en réduisant la teneur en eau et en ciment.

2.    Plastifiants Réducteurs d’Eau MIRA® :
a.    Ils permettent une finition plus facile des mélanges de béton. La finition peut être complétée avec moins de passages de la truelle.
b.    Ils offrent une réduction d’eau optimale, une résistance à la compression, des temps de prise et une finition améliorés lorsqu’ils sont utilisés dans des mélanges plus maigres ou des mélanges contenant une teneur élevée en pouzzolane.

3.    Réducteurs d’eau ZYLA® :
a.    Fonctionnent en synergie avec d’autres réducteurs d’eau de milieu et haut de gamme à base de polycarboxylate, permettant une réduction supplémentaire de la teneur en ciment du béton.
b.    Ils favorisent une hydratation plus complète du ciment Portland.

4.    Béton à Consistance Contrôlée CONCERA® :
a.    Les adjuvants CONCERA® permettent de créer un béton à consistance contrôlée ; un béton résistant à la ségrégation qui est facile à mettre en place et à lisser. Son excellente fluidité réduit considérablement les coûts de main-d’œuvre et l’usure de l’équipement. Le béton à consistance contrôlée peut être utilisé pour les terrasses surélevées, les poutres au sol, les tapis de fondation, les pilotis, les murs, les colonnes et les planchers. 

Étude de cas. Utilisation de superplastifiants dans les bétons à additions

Les superplastifiants peuvent être utilisés pour réduire la quantité d’eau dans un mélange, abaissant ainsi le rapport eau/ciment efficace. La loi d’Abrams permettra le remplacement du ciment par des additions, comme les laitiers et les cendres volantes, tout en maintenant des résistances équivalentes. Par exemple, un béton de référence contenant 350 kg/m3 de ciment et 200 kg/m3 d’eau (rapport eau/ciment de 0,57) peut être adjuvanté avec un superplastifiant. La teneur en eau du béton peut être réduite à 160 kg/m3, pour une réduction d’eau de 20 %.

Cette réduction d’eau permet de supprimer 70 kg/m3 de ciment et de le remplacer par 84 kg/m3 de cendres volantes, créant un rapport eau/ciment de 0,445. Un peu de sable peut également être ajouté au mélange pour maintenir un rendement équivalent.

Même sans tenir compte de la chaîne d’approvisionnement et des avantages résultant d’une mise en œuvre plus facile et d’une durée de vie plus longue de la structure, la somme de ces changements donne un béton avec 19 % d’émissions de CO2 en moins. Étant donné que la réduction de la quantité d’eau nécessaire à la production des matériaux de construction est également un objectif clé de durabilité, ce processus offre une opportunité importante aux fabricants d’apporter des améliorations significatives dans ce domaine.

Adjuvants pour améliorer la qualité et les performances du béton

Les accélérateurs DARASET® et POLARSET® catalysent l’hydratation du ciment, accélérant ainsi le temps de prise.

Ils permettent une meilleure intégration des additions, comme le laitier ou les cendres volantes, en compensant l’effet négatif de ces matériaux sur le développement précoce de la résistance.

Ils accélèrent l’hydratation du ciment, ce qui permet de raccourcir les temps de prise et d’augmenter les résistances à jeune âge à la compression et à la flexion.

Ils permettent une utilisation élargie d’additions comme les pouzzolanes naturelles, le laitier ou les cendres volantes tout en maintenant les propriétés de prise et de résistance initiale.

Pour chaque tonne de clinker remplacée par du laitier ou des cendres volantes, les émissions de CO2 intrinsèque diminuent de 0,60 à 0,90 tonnes.

Étude de cas. Utilisation de superplastifiants et d’accélérateurs de prise dans des bétons avec additions

En suivant des méthodes similaires à celle utilisée ci-dessus, nous pouvons illustrer comment la combinaison de l’utilisation de superplastifiants avec des accélérateurs de prise peut réduire encore plus les émissions de CO2 du béton, tout en surmontant partiellement les résistances initiales inférieures qui ont été associées à des niveaux de remplacement du ciment plus élevés. En utilisant une dose similaire de superplastifiant, nous pouvons réduire la teneur en eau du mélange à 169 kg/m3 et la teneur en ciment à 175 kg/m3. Le ciment retiré est ensuite remplacé par 210 kg/m3 de cendres volantes, ce qui donne un rapport eau/ciment de 0,44.

Cependant, cette fois, nous utilisons un accélérateur de prise pour surmonter partiellement les résistances initiales inférieures associées à ce niveau élevé de remplacement du ciment. (La résistance à un âge avancé n’est généralement pas un problème pour les mélanges de cendres volantes.) L’association de ces deux adjuvants permet d’atteindre une réduction de 34 % des émissions de CO2 du béton. Si un développement de résistance plus lent était acceptable, permettant ainsi une utilisation moindre de l’accélérateur, les émissions de CO2 seraient encore plus réduites.

Entraîneurs d’air, DAREX®

Les entraîneurs d’air DAREX® sont exigés par les normes de construction dans de nombreuses régions sujettes au gel et au dégel. Ils piègent les petites bulles d’air dans le béton pour soulager la pression lorsque l’eau se dilate dans les pores capillaires pendant le gel, prolongeant ainsi la durée de vie du béton. Ces bulles d’air ont également un effet lubrifiant, améliorant la maniabilité du béton, ce qui peut entraîner une réduction supplémentaire de 2 à 5 % de la teneur en eau. Pour les applications de mortier, qui représentent environ un tiers de l’utilisation mondiale de ciment, l’entraînement d’air peut permettre une réduction de la teneur en ciment sans perte d’ouvrabilité. Sur les marchés en développement, où les applications de mortier sont courantes, cela peut réduire considérablement l’empreinte carbone de l’industrie.

Étude de cas. Utilisation d’entraîneurs d’air

Les entraîneurs d’air sont des agents tensioactifs qui agissent en stabilisant les petites bulles d’air dans le béton. Cela permet de soulager la pression lorsque l’eau entraînée se dilate pendant le gel. Pour cette raison, les entraîneurs d’air sont requis par les normes du bâtiment dans de nombreuses régions du monde sensibles au gel et au dégel.

Les entraîneurs d’air sont également utiles pour conférer une maniabilité aux bétons maigres à faible résistance. En raison du faible volume de pâte dans ces bétons, le frottement entre les agrégats est un obstacle majeur à la maniabilité et à l’affaissement du béton. Lorsque l’entraînement d’air est augmenté de quelques points de pourcentage, la maniabilité souhaitée peut être obtenue avec de légères réductions des teneurs en ciment et en eau, entraînant des réductions modestes (~ 3 %) des émissions de CO2. Cependant, lorsque des facteurs tels qu’une durabilité améliorée (en raison d’un ressuage réduit et d’un meilleur compactage) sont pris en compte, l’impact environnemental sur le cycle de vie du béton peut être considérable.