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Présenté par: Encadré par: Mr: Mr: BELLACHE Ferhat BELLACHE Ferhat Mme S. ATTIL Mme S. ATTIL Mr: Mr: OUARTI Adel OUARTI Adel Mme N. BOUZIDIMme N. BOUZIDIJury : Mr: MERABET DjoudiMr: MERABET DjoudiMr: TAHAKOURT AbdelkaderMr: TAHAKOURT Abdelkader
Promotion 2010/2011
Université Abderrahmane Mira de BejaiaUniversité Abderrahmane Mira de BejaiaFaculté de la TechnologieFaculté de la Technologie
Département de Génie civilDépartement de Génie civil
Plan de travail
IntroductionIntroduction
Origine des rejets quartzeux (Sables)Origine des rejets quartzeux (Sables)
Identification des granulats et cimentsIdentification des granulats et ciments
Valorisation dans les mortiersValorisation dans les mortiers
Valorisation dans les bétonsValorisation dans les bétons Conclusion & perspectivesConclusion & perspectives
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Introduction
Problématique et pénurie des sables en Algérie
Rejets quartzeux: une des solutions alternatives
Origine des rejets quartzeux (Sables)
La concentration de la matière du gisement de kaolin de Tamazert donne des rejets composés de sables quartzeux, nommés en fonction de la grosseur de leurs grains, allant du gros grains (GOO) au moyen (GO) au fin (GW1), au plus fin (GW2).
Jusqu’ à nos jours aucune application industrielle de grande envergure n’a été envisagée pour ces sous-produits dans de la fabrication des bétons, d’ou l’importance de les valoriser. On s’intéressera dans notre étude aux sables de gros grains (GOO) et de grains moyens (GO).
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Quantité(t/an) % Pondéral
Kaolin traité (F1+F2+F3) 50 000 21,70
Fraction grossière G0 58 300 25,30
Fraction grossière G00 21 000 9,10
Fraction fines GW1+GW2 101 000 43,90
Total kaolin TV 230 300 100,00
Identification des granulats et ciments Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
1. Analyse granulométrique (NF P 18-560):
Courbe d’analyse granulométrique du sable 0/3 de la carrière ENOF A/O
MF = 3
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Tamisât cumulé
Refus cumulé
2. Mesure du coefficient d’aplatissement des granulats (NF P 18-561):
Grilles à fentes
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
3.Calcul de la teneur en impuretés Détermination de la propreté superficielle (NF P 18- 591):
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Mesure de l’équivalent de sable
Détermination de la propreté de sable :
«Equivalent de Sable » (NF P 18-598)
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Essai au bleu de méthylène (NF P 18-592):
Appareil nécessaire de l’essai au bleu
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
4. Détermination des masses volumiques absolues et apparentes des granulats:Masses volumiques absolues (NF P 18-554):
Masse volumique absolue
Matériau ρsmoy (g/cm3)
Gravier 15/25 2.69
Gravier 8/15 2.68
Sable 0/3 2.66
Sable GO 2.60
Sable GOO 2.47
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Détermination de la masse volumique apparente (NF P 18-555)
Mesure de la massevolumique apparente
Masse volumique apparente
Matériauρpmoy
(g/cm3)Gravier 15/25 1.36Gravier 8/15 1.35
Sable 0/3 1.5Sable GO 1.37
Sable GOO 1.24
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
5. Essai de résistance à l’usure (Essai Micro – Deval) (NF P 18-572):
Machine Micro – Deval
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
6. Essai de résistance au choc (Essai Los Angeles) (NF P 18-573):
Machine Los Angeles
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
7.Analyse chimique des sables
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
8. Analyse minéralogique des sous produits (GO, GOO)GO 100-500 µm
Lin
(Cou
nts)
0
10000
2-Theta - Scale
7 10 20 30 40 50 60
K
Mu
Mu
Mu
K
Q
QQ Q Q
AbAb K
Mi
MiG
Q: Quartz Mu : Muscovite K : Kaolinite Ab : Albite G : Goethite Mi: Microcline
Diagramme DRX du sous produit GO
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
9. Observations microscopiques des sous-produits (GO, GOO)
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat et ciments
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
10.Essais sur le ciment1. Masse volumique apparente
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Valorisation dans les mortiers
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
3.Essais sur la pâte de ciment A-Essai de prise EN 196-3
Valorisation dans les mortiers
Composition des mortiers:• Dans le but de connaitre les retraits des mortiers,nous avons réalisé 3
séries d’éprouvettes de mortiers, une série témoin avec sable 0/3 de la carrière ENOF A/O, et deux autres séries avec les sous-produits (sables quartzeux) GO, GOO.
• Dans le cas de la préparation d’une série d'éprouvettes (40×40×160) mm, les quantités sont respectivement les suivantes :
- Sable 1350 ± 5g.
- Ciment 450 ± 2g.
- Eau 225 ± 1g.
Le rapport E/C d’un tel mortier est donc 0,5.
Introduction
Conclusion & perspectives
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Valorisation dans les mortiers
Valorisation dans les bétons
Essai de retrait:L’essai de retrait consiste à mesurer, en fonction du temps, la variation de longueur que provoque le ciment utilisé sur des éprouvettes prismatiques de mortier conservée dans l’air.
Etalonnage de l’appareil Mesure du retrait des éprouvettes
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Identification des granulat
Valorisation dans les mortiers
Variation des masses des mortiers:Les résultats obtenus sont schématisés par les courbes suivantes :
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Identification des granulat
Valorisation dans les mortiers
Composition des bétonsDans notre cas, on a travaillé avec la méthode de DREUX- GORISSE car c’est la plus récente et la plus utilisée.
Valorisation dans les bétonsIntroduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Identification des granulat
Valorisation dans les mortiers
Composition du béton avec sable 0/3 de la carrière ENOF A/O
Dosage des bétons enDosage des bétons en Kg/m3Kg/m3
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Valorisation dans les mortiers
Essais sur béton fraisEssai d’affaissement au cône d’Abrams (NF P 18-451): Il s’agit de constater l’affaissement d’un cône de béton sous l’effet de son poids propre. Plus cet affaissement sera grand, plus le béton sera fluide.
Cône d’AbramsCône d’Abrams
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Valorisation dans les mortiers
Essai de la teneur en air du béton [l’Aéromètre] (NF P 18-443) :
AéromètreAéromètre
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Valorisation dans les mortiers
Essais sur béton durci :Mesure des masses volumiques (NF P 18-435):
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Valorisation dans les mortiers
Essai destructif (essai de compression) (NF P 18-406):L'essai a pour but de connaître la résistance à la compression du béton, qui est mesurée en laboratoire sur des éprouvettes.
Presse de compression Ruptures des éprouvettesPresse de compression Ruptures des éprouvettes
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Valorisation dans les mortiers
• Cette étude est consacrée à la valorisation des sables quartzeux, matériau issu de traitement du kaolin de gisement de Tamazert qui forme de grands dépôts constituant une gêne environnementale ; et jusqu’à maintenant non valorisé dans la fabrication des bétons.
• Les sables de valorisation (GO, GOO) ont été caractérisés par leur finesse, leur masse volumique, leur composition chimique, et leur nature minéralogique.
• L’analyse granulométrique a montré que le sable GO est fin. Par contre l’analyse dimensionnelle du sable GOO nous renseigne qu’il est grossier. Concernant le sable témoin d’ENOF A/O, l’analyse a montré qu’il est d’une granulométrie moyenne.
• L’analyse chimique du sable témoins A/O montre qu’il s’agit de sable calcaire.
• L’analyse chimique des deux sous- produit a fait apparaitre des teneurs élevées en silice (SiO2).
ConclusionIntroduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Valorisation dans les mortiers
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Valorisation dans les mortiers
Les résultats de l’analyse par diffraction X nous ont permis de déceler l’existence en teneurs importantes et majoritaire en quartz.Ces résultats nous amène à dire que ces sous-produits peuvent être destinés à une utilisation comme sable de construction. L’essai au bleu de méthylène effectué sur les fines inférieures à 100 µm issus des rejets quartzeux met en évidence leur nature argileuse.
Les résultats des retraits obtenus des mortiers GOO et GO montrent qu’ils sont légèrement plus élevés que ceux du mortier témoin A/O. Dans tous les cas, les valeurs obtenues sont très faibles, donc des retraits acceptables. Concernant la résistance à la compression, les résultats obtenus des bétons GO et GOO avoisinent les 24 MPa légèrement inférieurs à celui du béton témoin A/O (27,9 MPa) et ceci est dû au manque de fines des sable GO et GOO qui diminue la compacité du béton et la résistance.
Ainsi, en résultat de ce travail, on peut dire que l’utilisation de ces sous-produits comme sable à béton est très envisageable.
Introduction
Origine des rejets quartzeux (Sable)
Identification des granulat
Conclusion & perspectives
Valorisation dans les bétons
Valorisation dans les mortiers
Pour améliorer la résistance mécanique, nous recommandons:
D’utiliser des sables GO et GOO avec un ajout de fines calcaire ou siliceuses (en variant les pourcentages de ces fines) pour les bétons de structures.
De mélanger entre les deux fractions GO et GOO de manière à avoir une granulométrie continue et moyenne avec an ajout de fines.
Recommandations et perspectives