Dans le domaine de la valorisation des déchets de construction, le recyclage des blocs de ciment et du gravier est devenu un élément clé de l'économie circulaire. Ses applications couvrent, entre autres, la construction routière, la production de béton et les matériaux de construction. Le choix des machines et le contrôle qualité ont un impact direct sur les performances et les avantages économiques des matériaux recyclés. L'analyse systématique suivante se concentre sur trois dimensions : le choix de l'équipement de concassage, la valeur ajoutée du recyclage et le contrôle qualité.
I. Stratégie de sélection des équipements de concassage
1. Scénarios adaptés aux équipements de concassage conventionnels
Concasseur à mâchoires : Équipement essentiel de la phase de concassage primaire, il offre un rapport de concassage de 1:6 à 1:8 et peut concasser des blocs de ciment de 1,2 m x 1,5 m en particules inférieures à 60 cm. Par exemple, dans le cadre d'un projet de reconstruction d'autoroute, un seul concasseur à mâchoires PE900 x 1200 a atteint une capacité de traitement quotidienne de 800 tonnes, avec une consommation de seulement 18 kWh/t. Son ouverture de décharge réglable hydrauliquement (de 50 à 250 mm) permet un contrôle précis de la granulométrie, minimisant ainsi le surbroyage. Concasseur à percussion : Le concassage fin est obtenu par l'impact des marteaux et la collision avec les plaques d'impact. Le produit fini est cubique et contient moins de 10 % de paillettes. Dans une centrale à béton commerciale, la pierre concassée de 5 à 25 mm produite par un concasseur à percussion PF-1315 a augmenté la résistance à la compression du béton C30 de 8 % après 28 jours. Son rotor de 1 320 mm de diamètre et sa vitesse de rotation de 750 tr/min garantissent un compromis entre efficacité de concassage et faible consommation d'énergie.
2. Avantages innovants des équipements de concassage mobiles
Les stations de concassage mobiles intègrent l'alimentation, le concassage, le criblage et le transport. Leur châssis à chenilles (capacité de montée ≥ 30°) permet un transport rapide vers les chantiers de démolition. Par exemple, le système de double entraînement diesel-électrique du Keestrack R6e réduit la consommation d'énergie de 35 % et maintient les émissions de poussières sous les 10 mg/m³. Dans le cadre d'un projet de défrichage dans la nouvelle zone de Xiongan, la station de concassage mobile a mis en œuvre un fonctionnement en boucle fermée : concassage sur site, criblage immédiat, réutilisation directe, réduisant ainsi les coûts de transport de 60 %.
II. Étude de la valeur applicative des matériaux recyclés
1. Spécifications techniques pour la préparation du béton
Les granulats recyclés concassés doivent être conformes aux normes GB/T 25177-2010 :
Contrôle granulométrique : Utiliser une granulométrie continue de 5 à 31,5 mm, 5 à 10 mm représentant 30 %, 10 à 20 mm 50 % et 20 à 31,5 mm 20 %. Des essais menés en institut de recherche ont montré que cette granulométrie améliore l'ouvrabilité du béton de 15 %, atteignant 98 % de la résistance nominale à 28 jours.
Contrôle de la teneur en boues : Un processus de nettoyage en trois étapes (prélavage, récurage et rinçage) permet de réduire la teneur en boues de 3,2 % à 0,8 %. Dans un projet de très grande hauteur à Shenzhen, le béton pompable C50 préparé avec des granulats recyclés nettoyés a permis d'obtenir un taux de perte d'affaissement inférieur de 40 % à celui des granulats naturels.
2. Normes d'application de l'ingénierie routière
Matériau de base : Les pierres concassées de 20 à 40 mm doivent présenter une valeur CBR ≥ 80 % et une valeur d'écrasement ≤ 25 %. Dans le cadre du projet de rénovation et d'extension de l'autoroute Pékin-Shanghai, une couche de base composée à 30 % de pierres concassées recyclées a été utilisée, permettant d'obtenir une résistance à la compression libre à 7 jours de 4,2 MPa, soit une réduction de 18 % du coût par rapport aux matériaux traditionnels.
Couche de base perméable : Le mélange de pierres concassées de 10 à 20 mm avec des granulats fins de 5 à 10 mm dans un rapport de 7:3 permet d'obtenir un coefficient de perméabilité à l'eau de 2,5 × 10⁻² cm/s, répondant ainsi aux exigences de la construction de villes éponges. 3. Optimisation des performances des matériaux de construction
Briques perméables : Lors de l’utilisation de granulats recyclés comme matière première, le rapport eau/ciment doit être maintenu entre 0,32 et 0,35, et la pression de moulage doit être de 15 MPa. Des essais ont montré que lorsque le taux de remplacement des granulats recyclés atteint 60 %, le coefficient de perméabilité à l’eau reste à 1,8 mm/s et la résistance à la flexion atteint 4,5 MPa. Production de blocs : Grâce à la technologie de moulage par pression et vibration, lorsque la teneur en granulats recyclés est de 50 %, le retrait au séchage des blocs est de 0,45 mm/m, ce qui est conforme à la norme GB/T 11968-2020.
III. Principaux indicateurs de contrôle qualité
1. Granulométrie et propriétés géométriques
Limite granulométrique maximale : Conformément à la norme JGJ 52-2006, pour les composants de poutres, la granulométrie maximale des granulats recyclés ne doit pas dépasser 1/4 de la hauteur de la poutre et être ≤ 25 mm ; Pour les éléments de dalle, elle ne doit pas dépasser 1/3 de l'épaisseur de la dalle et être ≤ 15 mm.
Optimisation de la granulométrie : D'après les calculs de la courbe de Fuller, la maniabilité du béton est optimale lorsque le module de finesse est contrôlé entre 3,0 et 3,5. Une application de projet a démontré qu'une granulométrie optimisée améliorait la cohésion du béton et réduisait la ségrégation de 70 %.
2. Contrôle des substances dangereuses
Teneur en paillettes d'aiguilles : L'analyse d'images indique que lorsque la teneur dépasse 15 %, la fluidité du béton diminue de 20 %. Un concassage secondaire (concasseur à mâchoires + concasseur à cône) peut réduire la teneur en paillettes d'aiguilles de 25 % à 12 %.
Indice de broyabilité : Pour un béton inférieur à C60, la broyabilité du calcaire doit être ≤ 12 % et celle du granit ≤ 10 %. Un projet de centrale nucléaire a utilisé des granulats de granit recyclés avec une valeur d'écrasement de 8 %, produisant du béton C60 avec une résistance à 28 jours de 68 MPa.
3. Compatibilité avec les types de roches
Avantages du calcaire : Son pH (7,2-7,8) est hautement compatible avec les produits d’hydratation du ciment, et son taux d’expansion de réaction alcaline-granulat est inférieur à 0,05 %. Lors de la préfabrication des tubes immergés du pont Hong Kong-Zhuhai-Macao, le béton marin C50, produit à partir de granulats de calcaire recyclé, a atteint une résistance à la perméabilité aux ions chlorure de 1,2 × 10⁻¹²m²/s.
Propriétés du granit : Sa dureté Mohs est de 6-7, ce qui le rend idéal pour les bétons à très haute résistance. Lors des travaux de fondation de la tour de Shanghai, le béton C80, produit à partir de granulats de granit recyclé, a atteint un module d’élasticité de 38 GPa, soit une augmentation de 5 % par rapport aux granulats naturels. IV. Analyse technico-économique
Prenons l'exemple d'une ligne de production de granulats recyclés d'une production annuelle de 500 000 tonnes :
Investissement en équipements : Une ligne de concassage fixe (concasseur à mâchoires + concasseur à cône + criblage) coûte environ 8 millions de yuans, tandis qu'une station de concassage mobile combinée coûte environ 12 millions de yuans. Cependant, le système mobile permet d'économiser 2 millions de yuans sur les coûts de préparation du site et 3 millions de yuans sur les coûts de transport par an.
Coûts d'exploitation : Le coût de production des granulats recyclés est de 28 yuans par tonne (concassage, criblage et nettoyage inclus), soit 15 yuans de moins que celui des granulats naturels. En supposant une économie de taxe sur les ressources de 3 yuans par tonne de granulats recyclés remplaçant les granulats naturels, l'économie de taxe annuelle est de 1,5 million de yuans.
Avantages environnementaux : Chaque tranche de 10 000 tonnes de déchets de construction traités réduit les émissions de CO₂ de 120 tonnes et permet d'économiser 50 tonnes de charbon standard. Après sa mise en œuvre, un projet de parc industriel a reçu la certification de bâtiment écologique trois étoiles et a généré 800 000 yuans de revenus annuels provenant du commerce de quotas de carbone.
