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Évaluation de brasques traitées comme ajout cimentaire dans le béton

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Sacristan, Nancy (2019). Évaluation de brasques traitées comme ajout cimentaire dans le béton. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le ciment est le matériau le plus utilisé dans l’industrie de la fabrication du béton et de la construction. L’utilisation d’ajouts cimentaires devient plus importante, car il contribue à la réduction des émissions de CO2 en remplaçant le ciment à certains pourcentages. Plusieurs des ajouts utilisés aujourd’hui sont en fait des déchets provenant d’autres industries. Toutefois, ces déchets industriels n’ont pas une production infinie. Il est donc nécessaire de rechercher de nouveaux matériaux répondant aux exigences requises pour être utilisées comme ajouts cimentaires et en même temps réduire l'empreinte de carbone et les coûts de production dans l'industrie de la construction. Pour cette recherche, l’objectif de l’étude est centré sur la valorisation des brasques traitées par le procédé de lixiviation à bas caustique et ajout de chaux (BT-LCLL, en anglais spent pot lining by Leaching and Liming Low-Caustic process) (BTLCLL) de l’industrie de la production primaire de l’aluminium, comme ajout cimentaire, ce qui est une démonstration de l’économie circulaire. Ce matériau, issu d’un procédé créé par la société canadienne Rio Tinto Alcan, n’a pas fait l’objet de nombreuses études. En effet, plusieurs années de recherche ont été nécessaires pour réduire la teneur en fluorures et en cyanures et rendre le BT-LCLL acceptable pour son utilisation.

Dans le cadre, de ce mémoire, différentes échelles d’évaluation ont été établies pour l’analyse de ce matériau. Au niveau de la poudre, le matériau a été analysé par la diffraction de rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB), sa granulométrie et sa surface spécifique. Au niveau du mortier, l’activité pouzzolanique a été mesurée par l’indice de force d’activité. Les pâtes de ciment ont été préparées avec différents rapports eau / liant et des tests d’analyse thermogravimétrique (ATG), MEB et DRX ont été effectués aux différents jours. Les bétons ont été confectionnés et les résultats expérimentaux indiquent que les BT-LCLL constituent potentiellement un ajout cimentaire avec un taux de remplacement optimal du ciment de 10%.

La poursuite d’études approfondies sur ce produit de remplacement est nécessaire pour les futures recherches ce qui permettrait de mieux connaître le produit, afin de formuler des solutions efficaces aux problèmes liés à la production croissante de béton.

Titre traduit

Evaluation of treated spent pot lining (SPL) as suplementary cementitious material in concrete

Résumé traduit

Cement is the most used material in the concrete manufacturing and construction industries. The use of supplementary cementitious materials is becoming more important as it contributes to the reduction of CO2 emissions by replacing the cement in certain percentages. Many of the additions used today are waste from other industries. However, these industrial wastes do not have an infinite production. It is therefore necessary to search for new materials that meet the requirements for use as a supplementary cementitious material and at the same time obtain benefits in the reduction in the carbon footprint and in production costs in the construction industry. For this research, the objective of the study is focused on treated spent pot lining (SPL) by Low-Caustic Leaching and Liming process (BT-LCLL) from the primary aluminum industry, as supplementary cementitious materials, which is a demonstration of the circular economy. This material, derived from a process created by the Canadian company Rio Tinto Alcan, has not yet been studied extensively. Indeed, several years of research were needed to reduce the fluoride and cyanide content and make the BT-LCLL acceptable for its use.

Various scales of evaluation have been established for the analysis of this material. At the powder level, the material was analyzed by methods such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), particle size and surface area. At the mortar level, the pozzolanic activity test was measured by the strength activity index (SAI). The cement pastes were prepared with different water/binder ratios and thermogravimetric analysis (TGA), SEM and XRD tests were performed. Experimental results indicate that SPL is a potentially supplementary cementitious material with an optimal cement replacement rate of 10%.

The lack of information and previous studies make it necessary to continue the in-depth studies on this replacement product. Research in this direction would provide a better understanding of the product, to formulate effective solutions to problems related to the growing production of concrete.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la construction". Comprend des références bibliographiques (pages 129-136).
Mots-clés libres: ciment, brasques traitées, ajout cimentaire, béton, analyse thermogravimétrique
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Ouellet Plamondon, Claudiane
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 10 mai 2019 16:22
Dernière modification: 10 mai 2019 16:22
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2304

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