La durée de vie des tunnels d'aujourd'hui est conçue pour durer au moins cent ans - dans le cas du tunnel de base du Brenner, elle est même de 200 ans. Le problème avec ceci:"La durée de vie est actuellement calculée sur la base de chiffres clés théoriques et de valeurs empiriques. Les conditions environnementales telles que les eaux souterraines chimiquement agressives, par exemple, peut éventuellement conduire à des mesures de maintenance coûteuses plus tôt que prévu, " dit Florian Mittermayr, chercheur à l'Institut de technologie et d'essai des matériaux de construction de l'Université de technologie de Graz.

Focus sur le nouveau, connaissances fondamentales sur le béton projeté

L'une des mesures de soutien les plus importantes dans la construction de tunnels est l'utilisation de béton projeté, également connu sous le nom de béton projeté. Dans cette application, le béton est appliqué via une buse et, selon les besoins, des adjuvants sont ajoutés. Les mix-designs pour le béton projeté ont jusqu'à présent été basés sur l'expérience et les connaissances pratiques. Les résultats du projet de recherche devraient maintenant fournir des données de base pour des mélanges durables précis et sur mesure.

Afin de découvrir comment différentes formulations de béton projeté interagissent avec l'environnement, quelles formulations sont les mieux adaptées à quelles influences environnementales et quels effets les additifs ont sur la durabilité et la maniabilité, Mittermayr a lancé le projet de recherche "Advanced and Sustainable Sprayed Concrete (ASSpC)" avec Wolfgang Kusterle du Laboratoire du béton de l'OTH Ratisbonne et de la Société autrichienne pour la technologie de la construction (ÖBV). "Pendant quatre ans, nous avons étudié le processus dans son intégralité dans de nombreux tests en laboratoire et à grande échelle et avons fourni un soutien scientifique sur divers chantiers de construction de tunnels, " explique Mittermayr. Les chercheurs ont pu découvrir comment le béton projeté devrait idéalement être traité et comment les liants doivent être constitués pour atteindre une durabilité particulièrement élevée.

Mix-design optimisé

L'une des principales conclusions est que le béton projeté peut être conçu de manière plus durable lorsque les ciments, matériaux cimentaires complémentaires, les adjuvants et les granulats sont mieux adaptés aux besoins. Même de petits écarts de quantité peuvent réduire l'effet souhaité.

Dans les enquêtes, il a été prouvé que le laitier granulé de haut fourneau - en combinaison avec d'autres matériaux cimentaires supplémentaires - est un moyen efficace d'augmenter la résistance contre l'attaque des sulfates. Les ions sulfates (N.B. généralement provoqués par la dissolution du gypse) peuvent être présents dans le sol ou les eaux souterraines et conduire à des déformations et par la suite à des fissures dans le béton. Des matériaux cimentaires supplémentaires tels que le métakaolin ou la sidérite de l'Erzberg styrien contribuent à réduire la contribution du béton projeté aux formations d'agglomération dans le système de drainage. Dans ce contexte, le frittage fait référence au processus de précipitation du carbonate de calcium dans les tuyaux de drainage des tunnels. Cela peut entraîner le colmatage du système de drainage et est donc une cause fréquente de fermeture de tunnels en raison de travaux d'entretien.

En outre, même une petite addition de poudre de calcaire ultrafine peut augmenter considérablement la résistance initiale du béton projeté. Cet effet permet d'utiliser des additifs tels que le laitier granulé de haut fourneau, métakaolin ou sidérite en plus grande quantité qu'il n'est actuellement possible, rendre le béton projeté non seulement plus durable, mais aussi plus durable.

Transfert de recherche et questions ouvertes

Les questions importantes pour le béton projeté durable et durable concernant les matériaux et mélanges constitutifs et leur interaction avec les médias environnants ont pu être clarifiées et décryptées, et les partenaires du projet préparent actuellement les résultats détaillés pour une application pratique. « Une autre étape importante en termes de durabilité; nous en sommes particulièrement satisfaits. La durée de vie prolongée signifie que les tunnels peuvent désormais être entretenus à des intervalles plus longs, l'effort de maintenance est réduit pour l'opérateur et pour les automobilistes, cela signifie moins d'encombrement. Aussi impressionnant est le zèle de recherche des universités, ce qui contribue à positionner de plus en plus notre matériau de construction comme un matériau respectueux de l'environnement avec des formulations précises et sur-mesure, " explique Sébastien Spaun, directeur général de l'Association de l'industrie autrichienne du ciment (VÖZ), un autre partenaire important du consortium.

Pour Michel Pauser, directeur général de la Société autrichienne pour la technologie de la construction (ÖBV), "Le projet de recherche ÖBV-FFG est une preuve de plus que ces formulations concrètes nouvellement étudiées et déjà testées dans la pratique apportent une contribution supplémentaire aux objectifs de protection du climat. La coopération entre les universités, les clients et l'industrie de la construction et des matériaux de construction veillent à ce que la recherche soit axée sur la pratique et que ses résultats soient intégrés dans la directive sur le béton projeté de la Société autrichienne pour la technologie de la construction, qui est connu au-delà des frontières de l'Autriche.

Une autre découverte importante du projet est également l'influence de la technologie d'application du béton projeté. Toutes les questions ouvertes et le potentiel d'amélioration associé à cela doivent être étudiés dans un nouveau projet de recherche et des suggestions d'amélioration correspondantes doivent être développées.

Coopération des acteurs clés

Le consortium scientifique comprenait des chercheurs des instituts TU Graz de géosciences appliquées et de technologie et d'essai des matériaux de construction, le Laboratoire du béton de l'OTH Ratisbonne et le groupe de travail sur la technologie des matériaux de l'Université d'Innsbruck. Les scientifiques ont été soutenus par « la compétence concentrée de l'Autriche en matière de béton projeté, " dit Kusterle.