L'histoire derrière le béton de l'ère spatiale et comment il peut réduire le poids du béton préfabriqué tout en produisant des produits à haute résistance.
C'est un concept simple, mais la réponse est complexe : réduire le poids du béton sans affecter sa résistance. Compliquons encore un facteur tout en résolvant les problèmes environnementaux : non seulement nous réduisons les émissions de carbone lors du processus de production, mais nous réduisons aussi les déchets jetés au bord des routes.
« C'était un pur hasard », a déclaré Bart Rockett, propriétaire du revêtement en béton poli et en verre Rockett de Philadelphie. Il a d'abord tenté de perfectionner son système de revêtement en béton poli, un sol utilisant des fragments de verre post-consommation 100 % recyclés pour créer un effet terrazzo. Selon certaines sources, ce système est 30 % moins cher et offre une garantie de 20 ans. Conçu pour un polissage ultra-précis, ce système coûte 8 dollars de moins par pied carré que le terrazzo traditionnel, ce qui permet à l'entrepreneur de réaliser des économies substantielles tout en produisant des sols de haute qualité.
Avant de se lancer dans le polissage, Rockett a débuté son expérience dans le béton après 25 ans de travail dans le béton de construction. Le verre recyclé « vert » l'a attiré vers l'industrie du béton poli, puis vers le revêtement en verre. Fort de plusieurs décennies d'expérience, ses réalisations en béton poli ont remporté de nombreux prix (en 2016, il a remporté le « Reader's Choice Award » de Concrete World et 22 autres prix au fil des ans). Son objectif est de prendre sa retraite. Tant de projets bien planifiés.
En se garant pour faire le plein, Archie Filshill a aperçu le camion de Rockett. Il utilisait du verre recyclé. À sa connaissance, Phil Hill était le seul à utiliser des matériaux. Filshill est le PDG et cofondateur d'AeroAggregates, un fabricant de granulats de verre cellulaire ultra-légers (FGA). Les fours de l'entreprise utilisent également du verre 100 % recyclé post-consommation, tout comme le plancher en verre de Rockett. Cependant, les granulats de construction produits sont légers, incombustibles, isolants, drainants, non absorbants et résistants aux produits chimiques, à la pourriture et aux acides. Cela fait du FGA une excellente alternative aux bâtiments, aux remblais légers, aux plateformes de répartition de charge et aux sous-sols isolés, ainsi que pour réduire les charges latérales derrière les murs et structures de soutènement.
En octobre 2020, « il est venu me voir pour savoir ce que je faisais », raconte Rockett. « Il m'a dit : "Si tu arrives à intégrer ces roches (son granulat) dans du béton, tu auras quelque chose de spécial." »
AeroAggregates est présent depuis environ 30 ans en Europe et 8 ans aux États-Unis. Selon Rockett, combiner la masse légère des granulats cellulaires à base de verre avec le ciment a toujours été un problème sans solution.
Parallèlement, Rockett a utilisé du ciment CSA blanc pour son sol afin de garantir l'esthétique et la performance souhaitées. Curieux du résultat, il a mélangé ce ciment avec des granulats légers. « Une fois le ciment ajouté, les granulats flotteront à la surface », explique Rockett. Si quelqu'un essaie de mélanger un lot de béton, ce n'est pas exactement ce qu'il recherche. Néanmoins, sa curiosité l'a poussé à poursuivre.
Le ciment CSA blanc provient de l'entreprise Caltra, située aux Pays-Bas. Rockett fait appel à Delta Performance, un distributeur spécialisé dans les adjuvants, les colorants et les effets spéciaux pour ciment. Shawn Hays, propriétaire et président de Delta Performance, explique que, bien que le béton soit généralement gris, la blancheur du ciment permet aux entrepreneurs de colorer presque toutes les couleurs – une capacité unique lorsque la couleur est importante.
« J’ai hâte de travailler avec Joe Ginsberg (un designer new-yorkais bien connu qui a également collaboré avec Rockett) pour créer quelque chose de vraiment unique », a déclaré Hayes.
Un autre avantage du ciment CSA est sa faible empreinte carbone. « En fait, le ciment CSA est un ciment à prise rapide, un substitut du ciment Portland », explique Hayes. « Le procédé de fabrication du ciment CSA est similaire à celui du ciment Portland, mais sa température de combustion est plus basse. Il est donc considéré, ou vendu, comme un ciment plus respectueux de l'environnement. »
Dans cette ère spatiale ConcreteGreen Global Concrete Technologies, vous pouvez voir le verre et la mousse mélangés dans le béton
Grâce à un procédé breveté, lui et un petit réseau d'experts du secteur ont produit un prototype de bloc dans lequel les fibres créaient un effet gabion, suspendant les granulats dans le béton au lieu de les faire flotter à la surface. « C'est le Saint Graal que tous les acteurs de notre secteur recherchent depuis 30 ans », a-t-il déclaré.
Connu sous le nom de béton de l'ère spatiale, il est transformé en produits préfabriqués. Renforcés par des barres d'acier renforcées de fibre de verre, beaucoup plus légères que l'acier (et apparemment cinq fois plus résistantes), les panneaux de béton seraient 50 % plus légers que le béton traditionnel et offrent des performances de résistance impressionnantes.
« Une fois notre cocktail spécial terminé, nous pesions 40 kg, contre 68 kg de béton ordinaire par pied cube », explique Rockett. « Non seulement le poids du béton est réduit, mais celui de la structure entière sera également considérablement allégé. Nous n'avons pas cherché à développer cela. Samedi soir, dans mon garage, j'ai eu un coup de chance. J'avais du ciment en trop et je ne voulais pas le gaspiller. C'est comme ça que tout a commencé. Si je n'avais pas touché au béton poli il y a 12 ans, il n'aurait jamais évolué vers un système de plancher, ni vers un ciment léger. »
Un mois plus tard, Green Global Concrete Technology Company (GGCT) a été créée, qui comprenait plusieurs partenaires spécifiques qui ont vu le potentiel des nouveaux produits préfabriqués de Rockett.
Poids : 1 190 kg. Béton ultra-résistant par mètre carré (le béton ordinaire pèse environ 1 840 kg par mètre carré).
L'essai PSI a été réalisé en janvier 2021 (nouvelles données reçues le 8 mars 2021). Selon Rockett, le béton de l'ère spatiale ne se fissurera pas, contrairement à ce que l'on pourrait attendre des essais de résistance à la compression. Au contraire, grâce à la grande quantité de fibres utilisées, il se dilatera plutôt que d'être cisaillé comme le béton traditionnel.
Il a créé deux versions différentes de béton spatial : un mélange infrastructurel gris béton standard et un mélange architectural blanc pour la coloration et le design. Le projet de validation de principe est déjà en cours d'élaboration. Les travaux initiaux comprenaient la construction d'une structure de démonstration de trois étages, comprenant un sous-sol et un toit, des passerelles piétonnes, des murs insonorisés, des logements/abris pour les sans-abri, des ponceaux, etc.
Le Heading GGCT a été conçu par Joe Ginsberg. Ginsberg a été classé 39e parmi les 100 meilleurs designers mondiaux par le magazine Inspiration et parmi les 25 meilleurs designers d'intérieur de New York par le magazine Covet House. Ginsberg a contacté Rockett lors de la restauration du hall d'entrée en raison de son sol vitré.
Actuellement, l'objectif est que la conception de tous les futurs projets soit centrée sur les yeux de Ginsberg. Au moins dans un premier temps, lui et son équipe prévoient de superviser et de diriger des projets utilisant des produits préfabriqués en béton de pointe afin de garantir une installation correcte et conforme aux normes.
Les travaux d'utilisation du béton spatial ont déjà commencé. Ginsberg prévoit de commencer les travaux en août. Il conçoit un immeuble de bureaux de 180 mètres carrés (2000 pieds carrés) : trois étages, un sous-sol et un toit. Chaque étage mesure environ 46 mètres carrés (500 pieds carrés). L'ensemble du bâtiment sera réalisé et chaque détail sera réalisé en s'appuyant sur les plans du cabinet d'architecture GGCT, de Rockett Glass Overlay et de Ginsberg.
Croquis d'un refuge/maison pour sans-abri construit avec des dalles légères en béton préfabriqué. Technologie mondiale du béton écologique.
Dave Montoya, de ClifRock et Lurncrete, collabore avec GGCT pour concevoir et construire un projet de logements rapides pour les sans-abri. Fort de plus de 25 ans d'expérience dans l'industrie du béton, il a développé un système que l'on pourrait qualifier de « mur invisible ». En termes simples, un adjuvant réducteur d'eau peut être ajouté au coulis pour permettre à l'entrepreneur de se tenir debout sans coffrage. L'entrepreneur pourra alors construire un mur de 1,80 m. Le mur est ensuite « sculpté » pour décorer le motif.
Il possède également une expérience dans l'utilisation de barres d'acier renforcées de fibres de verre dans des panneaux décoratifs et des ouvrages en béton résidentiel. Rockett l'a rapidement contacté, espérant faire progresser le béton spatial.
Avec l'arrivée de Montoya chez GGCT, l'équipe a rapidement trouvé une nouvelle orientation et une nouvelle vocation pour ses panneaux préfabriqués légers : fournir des abris et des mobil-homes aux sans-abri. Souvent, les abris plus traditionnels sont détruits par des activités criminelles telles que le décapage du cuivre ou les incendies criminels. « Quand je l'ai fait en béton », explique Montoya, « le problème, c'est qu'ils ne peuvent pas le casser. Ils ne peuvent pas le toucher. Ils ne peuvent pas l'endommager. » Ces panneaux sont résistants à la moisissure et au feu, et offrent une valeur R naturelle (ou isolation) pour une protection environnementale supplémentaire.
Selon certaines informations, des abris alimentés par des panneaux solaires pourraient être construits en une journée. Les équipements électriques et la plomberie seront intégrés aux panneaux de béton pour éviter tout dommage.
Enfin, les structures mobiles sont conçues pour être portables et modulaires, ce qui peut permettre aux municipalités de réaliser des économies substantielles par rapport aux bâtiments non durables. Bien que modulaire, l'abri actuel mesure 2,4 x 3 mètres (environ 7,5 mètres carrés). Le GGCT est en contact avec certains États et collectivités locales concernant des zones spécifiques de bâtiments. Las Vegas et la Louisiane ont déjà manifesté leur intérêt.
Montoya s'est associé à son autre entreprise, Equip-Core, pour utiliser le même système de panneaux dans l'armée pour certaines structures d'entraînement tactique. Le béton est durable et résistant, et les impacts de balles réelles peuvent être traités manuellement en mélangeant le même béton. La réparation durcira en 15 à 20 minutes.
GGCT exploite le potentiel du béton de l'ère spatiale grâce à sa légèreté et sa résistance. L'entreprise vise à utiliser le béton préfabriqué pour des bâtiments et des bâtiments autres que des abris. Parmi les produits potentiels figurent des murs insonorisants légers, des marches et des passerelles piétonnes. Elle a créé un panneau de simulation de mur insonorisant de 1,2 m x 2,4 m, dont le design rappelle celui d'un mur de pierre. Le plan prévoit cinq modèles différents.
En fin de compte, l'objectif de l'équipe GGCT est d'améliorer les capacités des entrepreneurs grâce au programme de licences, notamment de le diffuser dans le monde entier et de créer des emplois. « Nous souhaitons que les gens adhèrent à nos programmes et achètent nos licences », a déclaré Rockett. « Notre mission est de développer ces technologies pour les utiliser immédiatement… Nous nous adressons aux meilleurs talents mondiaux, nous agissons maintenant. Ceux qui souhaitent construire des usines, concrétiser leurs projets… Les membres de l'équipe… Nous voulons construire des infrastructures vertes, nous en avons. Nous avons besoin de personnes pour les construire dès maintenant. Nous les développerons, nous leur montrerons comment les construire avec nos matériaux, et ils les accepteront. »
« L'enfoncement des infrastructures nationales est désormais un problème majeur », a déclaré Rockett. « Fuites importantes, bâtiments vieux de 50 à 60 ans, affaissements, fissures, surpoids… Or, pour construire des bâtiments de cette façon et économiser des milliards de dollars, il faut utiliser des matériaux légers. Il n'est pas nécessaire de sur-concevoir une voiture et de la faire rouler une journée [en référence au potentiel d'application du béton de l'ère spatiale dans la construction de ponts]. Jusqu'à ce que je commence à utiliser AeroAggregates et que j'écoute ce qu'ils faisaient à toutes les infrastructures et à leur légèreté, j'ai vraiment compris tout cela. Il s'agit vraiment d'aller de l'avant. Utilisez-les pour construire. »
Une fois que vous considérez les composants du béton de l'ère spatiale ensemble, le carbone diminuera également. Le ciment CSA a une faible empreinte carbone, nécessite des températures de four plus basses, utilise de la mousse et des agrégats de verre recyclé et des barres d'acier renforcées de fibres de verre, chacun jouant un rôle dans la partie « verte » du GGCT.
Par exemple, grâce au poids plus léger de l'AeroAggregate, les entrepreneurs peuvent transporter 91 mètres cubes de matériaux à la fois, contre 18 mètres cubes avec un camion classique à trois essieux. De ce point de vue, un récent projet utilisant l'aéroport d'AeroAggregate comme agrégat a permis à l'entrepreneur d'économiser environ 6 000 déplacements.
En plus de contribuer à la restauration de nos infrastructures, Rockett contribue également au développement durable grâce à des programmes de recyclage. Pour les municipalités et les centres de recyclage, l'élimination du verre recyclé représente un défi coûteux. Son projet, baptisé « le deuxième plus grand conteneur bleu », concerne le verre collecté auprès des municipalités et des communes. Ce concept vise à donner un objectif clair au recyclage : permettre aux citoyens de mieux comprendre le résultat final du recyclage dans leur quartier. Le projet consiste à créer un grand conteneur de stockage distinct (le deuxième conteneur bleu) pour la collecte du verre à l'échelle municipale, plutôt que la poubelle que l'on dépose au bord de la route.
GGCT est en cours d'implantation au complexe AeroAggregate d'Eddystone, en Pennsylvanie. Technologies mondiales du béton vert
« Maintenant, tous les déchets sont contaminés », a-t-il déclaré. « Si nous parvenons à trier le verre, les consommateurs économiseront des millions de dollars en coûts de construction d'infrastructures nationales, car l'argent économisé pourra être reversé aux autorités municipales. Nous avons un produit qui permet de jeter le verre jeté à la poubelle sur la route, sur le sol de l'école, sur le pont ou sur les rochers sous l'I-95… Au moins, on sait que jeter quelque chose a une utilité. C'est l'initiative. »
Date de publication : 03/09/2021