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Potentiel de valorisation des cendres de lignite dans les matériaux cimentaires : influence sur la microstructure et la résistance en compression
Mada-Hary, volume 14, 2024, pp. 202-212Auteurs : Andriamiharivola J.T., Ravoninjatovo A.O., Andrianaivo L., Ali-Nordine Leklou , Ranaivomanana H.
Auteur correspondant : Andriamiharivola J.T. (andriamiharivolajessica@gmail.com)
Mots clés : CENDRES DE LIGNITE/VALORISATION/CIMENT/DISTILLATION A VOIE SECHE/SUBSTITUTION PARTIELLE/HYDRATATION/STRUCTURATION
[ FR ] Les cendres de lignite obtenus par distillation à voie sèche à 600-700°C sont habituellement valorisées en tant que matériaux de combustion sous forme de briquettes. Dans la présente étude, une nouvelle voie de valorisation en tant qu’addition minérale dans les matériaux à matrice cimentaire est explorée. Pour ce faire, deux formulations respectives de pâte de ciment (notées P) et de mortier (notées M) à base de ciment CEMI uniquement d’une part (formulations de référence notées P0 et M0) et contenant un taux de substitution massique du ciment à hauteur de 10% d’autre part (notées P10 et M10). Pour toutes les formulations testées, un même rapport massique eau/liant de 0,5 est mis en œuvre tandis que le rapport massique sable/ciment des mortiers est de 3, ces valeurs correspondent à celles d’un mortier normalisé. En termes d’hydratation et de structuration, les deux formulations se comportent différemment, la présence de cendres constitue une source d’ions carbonates qui conduit à la formation de phases carbonatées telles que la calcite, le monocarboaluminate ou encore le hémicarboaluminate mises en évidence par la technique de la diffraction aux rayons X. Même si les performances mécaniques de la formulation M10 sont plus faibles que celles du M0, on reste tout de même sur des gammes de résistance tout à fait correctes à 28 jours, avoisinant 30 MPa. Il s’agit d’un résultat très prometteur qu’il faudra confirmer ultérieurement par la mesure d’indicateurs de durabilité et d’impact environnemental ainsi que par l’étude de l’influence du taux de substitution en cendres plus élevés.
[ EN ] Lignite ashes obtained by dry distillation at 600-700°C are usually used as combustion materials in the form of briquettes. In the present study, a new valorization as a mineral addition in cementitious matrix materials is explored. To do this, two respective formulations of cement paste (noted P) and mortar (noted M) based on CEMI cement only on the one hand (formulations of reference denoted P0 and M0) and containing a cement mass substitution rate of 10% on the other hand (denoted M10 and P10). For all the formulations tested, the same water/binder mass ratio of 0.5 is used while the sand/cement mass ratio of the mortars is 3, these values corresponding to those of a standardized mortar. In terms of hydration and structuring, the two formulations behave differently, the presence of ashes constitutes a source of carbonate ions which leads to the formation of carbonate phases such as calcite, monocarboaluminate or even hemicarboaluminate highlighted by the X-ray diffraction technique. Even if the mechanical performances of the M10 formulation are for sure lower than those of M0, we still have completely correct resistance ranges at 28 days, around 30 MPa. However, the presence of these phases makes it possible to stabilize the ettringite which influences the mechanical resistance and explaining the obtained mechanical performances. This is a very promising result which will need to be confirmed later by measuring sustainability indicators and environmental impact as well as by studying the influence of the higher ash substitution rate.
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