Des recherches à l'Université de Bath ont montré que les déchets plastiques étaient un remplacement partiel viable du sable dans le béton structurel, fournir une solution possible pour une future construction durable tout en s'attaquant aux pénuries de sable en Inde.

La recherche dirigée par Bath, en partenariat avec des collègues du Goa Engineering College, Inde – a montré comment le remplacement de 10 % du sable dans le béton par des déchets plastiques peut aider à réduire les grandes quantités de déchets plastiques dans les rues de l'Inde, et faire face à une pénurie nationale de sable.

Publié dans la revue Construction and Building Materials, la recherche montre comment l'équipe a étudié différents types de plastique pour voir s'ils pouvaient être broyés et utilisés pour remplacer le sable, qui représente généralement 30 pour cent d'un mélange de béton.

Le projet dirigé par l'Université de Bath a montré que le remplacement du sable par des particules de déchets plastiques de taille et de forme similaires provenant de bouteilles en plastique broyées, a donné un béton presque aussi résistant que les mélanges de béton conventionnels. En remplaçant 10 % de sable dans le béton, il est calculé que cette approche pourrait économiser 820 millions de tonnes de sable par an, et aider à réduire les niveaux de déchets plastiques.

Les chercheurs ont étudié cette approche en testant des cubes et des cylindres de béton. Cinq types de particules de plastique, y compris ceux issus de bouteilles en plastique recyclées et de sacs en plastique recyclés, ont été testés dans les mélanges dans une variété de tailles. Bouteilles en plastique recyclées, broyé et nivelé pour correspondre au sable à remplacer, se sont avérés les plus performants.

En tant que l'une des économies à la croissance la plus rapide au monde, un secteur de la construction en plein essor et une population urbaine en forte croissance, le coût et la demande de sable en Inde ont explosé avec 280 mégatonnes de ciment fabriqués rien qu'en 2014.

Cela a conduit à une extraction de sable non réglementée des lits des rivières; dans la mesure où une telle exploitation minière est désormais interdite dans de nombreux États indiens. Aussi, le niveau élevé d'extraction de sable peut entraîner d'autres problèmes tels que l'érosion côtière et une industrie de la pêche instable.

Le développement rapide du pays a également signifié que les déchets plastiques sont devenus un problème important en Inde avec 15, 000 tonnes de plastique déversées chaque jour dans les rues faute d'installations de recyclage adaptées. Des recherches antérieures ont étudié le potentiel de remplacer partiellement le sable dans le béton par des pneus de voiture concassés et d'autres matériaux similaires; Cela a conduit le Dr Orr et son équipe à étudier la viabilité de l'utilisation de déchets plastiques comme alternative possible au sable.

Cette recherche, qui aujourd'hui (jeudi 13 septembre 2018) a été sélectionnée par un comité scientifique international pour recevoir l'Atlas Award en reconnaissance de son impact sociétal potentiel à travers le monde, fournit la preuve de concept d'une approche qui pourrait résoudre de manière significative les problèmes de pénurie de déchets et de sable en Inde, tout en offrant une solution pour une future construction durable.

Chercheur principal et conférencier de l'Université de Cambridge en structures en béton, Le Dr John Orr – qui a terminé la recherche alors qu'il travaillait à l'Université de Bath – a commenté :

Typiquement, quand tu mets un inerte, matériau synthétique comme le plastique dans le béton, vous perdez un peu de force parce que la matière plastique ne se lie pas à la pâte de ciment dans le matériau de la même manière qu'une particule de sable le ferait.

Le principal défi ici était d'avoir une limite entre une petite réduction des forces, que nous avons atteint, et en utilisant une quantité appropriée de plastique pour que cela en vaille la peine. C'est vraiment un matériau viable pour une utilisation dans certains domaines de la construction qui pourrait nous aider à résoudre les problèmes de ne pas pouvoir recycler le plastique et de répondre à une demande de sable.

Co-chercheur et lecteur au département d'architecture et de génie civil de l'Université de Bath, Dr Richard Ball, mentionné:

Caractéristiques des déchets ajoutés au béton, tels que le type de plastique et la taille et la forme des particules peuvent tous avoir une influence sur les propriétés finales du béton. Même lorsque la réduction des performances interdit les applications structurelles, des utilisations moins technologiques telles que les dalles de pavage peuvent être viables.

Globalement, Le béton fait partie intégrante du secteur de la construction et représente environ 9 % du budget d'un nouveau bâtiment tout en étant responsable de près de la moitié des émissions de CO2 d'un bâtiment. Chaque année, 4,2 billions de kilogrammes de ciment sont fabriqués, résultant en environ 1,9 mètre cube de béton pour chaque personne sur la planète. Il est prévu que la construction continuera de s'accélérer avec une surface au sol équivalente à celle de Paris qui devrait être construite chaque semaine jusqu'en 2040.

Le papier, intitulé "Performance du béton structurel avec des déchets plastiques recyclés en remplacement partiel du sable, " est publié dans Matériaux de construction et de construction .