Étude expérimentale sur des mélanges de laitier de haut fourneau-poudre de verre et filler de calcaire activés par solution alcaline.

Abstract

On vit aujourd'hui une hausse énorme des travaux de bétonnage journalier pour satisfaire les besoins globaux en ouvrages d’habitation et infrastructure. Plus particulièrement, le ciment Portland (CP) a été considéré comme le principal responsable des émissions du dioxyde de carbone (CO2) durant le processus de production de clinker. De nombreux travaux étaient consacrés à la diminution de ces impacts négatifs en substituant partiellement ou totalement le CP. Le travail mené dans cette thèse se focalise sur l'élaboration d'un matériau activé chimiquement qui peux éventuellement remplacer les liants classiques, et avantageux en termes de coût, de consommation d'énergie et d'impact environnemental. Cependant, pour atteindre ce but, le choix de la nature des précurseurs, leur proportion et le type d'activateur doivent être bien optimisé. Le long de cette investigation, trois précurseurs ont été utilisé: laitier de haut fourneau, poudre de verre et filler calcaire afin de préparer trois mélanges à l'activation alcaline LHF, LHF-PV, LHF-PV-FC à l’échelle de la pâte et mortier et les comparer à ceux de CP. L'objectif est d’étudier leur effet à l’état frais et durci (le temps de prise, la maniabilité, la cinétique de réaction, la résistance mécanique, porosité accessible à l'eau et la densité …). Les résultats obtenus montrent que malgré que l'incorporation de FC améliore les valeurs d'étalement, les MAAs révèlent une faible ouvrabilité par rapport au CP. Le mélange binaire (80%LHF-20%PV) a montré une meilleure cinétique de réaction et une plus grande résistance à la compression Rc (68 MPa) à 91 jours. L'incorporation de 10% de FC dans le mélange ternaire MLHF-PV-FC a donné une Rc (62.90 MPa) meilleur que le MCP. Les tests de caractérisation ont permis d'identifier que le principal produit de réaction de tous les MAAs est le gel C-S-H. L'analyse au MEB montre que les mélanges contenant du FC ont une structure hétérogène, moins compacte et ayant ainsi plus de microfissures. Les résultats atteints par cette étude, montrent qu’il est possible de produire localement des liants et mortiers activés à base de LHF résistants, économiques et respectueux à environnement.