! "       !

                              ! "       ! "  # !  $    $ %  " ! $ &  $ '  % (  "   #   " ) ! (  *   + $  !    ,   (  -   ! $ .  $  Études et Recherches FJ 3704BV008/liants environnementaux 428.E par François Jacquemot Patrick Rougeau Bétons bas carbone Focus sur les nouveaux liants  Études et Recherches Avant-propos Ce rapport est articulé en deux parties : • la première partie est destinée au lecteur qui souhaite apprécier très rapidement si l'étude évoquée le concerne, et donc si les méthodes proposées ou si les résultats indiqués sont directement utilisables pour son entreprise ; • la deuxième partie de ce document est plus technique ; on y trouvera donc tout ce qui intéresse directement les techniciens de notre industrie. © 2018 CERIB – CS 10010 – 28233 Epernon Cedex ISSN 0249-6224 - EAN 9782857553120 428.E – mars 2020 Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés réservés pour tous pays. Le Code de la propriété intellectuelle n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de son article L. 122-5, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective » et, d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite » (article L. 122-4). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon exposant son auteur à des poursuites en dommages et intérêts ainsi qu’aux sanctions pénales prévues à l’article L. 335-2 du Code de la propriété intellectuelle.  Études et Recherches Sommaire 1. Synthèse générale de l’étude _____________________________________ 5 1.1. Contexte ___________________________________________________________________ 5 1.2. Les ciments et liants d’intérêt __________________________________________________ 5 1.3. Intérêts et conséquences ______________________________________________________ 6 2. Dossier de l’étude ______________________________________________ 7 2.1. Introduction _________________________________________________________________ 7 2.2. Les ciments CEM II/C-M et CEM VI ______________________________________________ 7 2.3. Les liants ternaires à faible teneur en clinker activés chimiquement ou thermiquement – R & D réalisée par le Cerib ______________________________________ 9 2.4. Ciments sulfoalumineux ______________________________________________________ 10 2.4.1. Types de ciment sulfoalumineux _______________________________________ 10 2.4.2. Fabrication du ciment sulfoalumineux bélitique ___________________________ 11 2.4.3. Hydratation du ciment sulfoalumineux bélitique ___________________________ 12 2.4.4. Impact environnemental ______________________________________________ 13 2.4.5. Propriétés et applications _____________________________________________ 13 2.4.6. Disponibilité ________________________________________________________ 14 2.4.7. Eco-binder _________________________________________________________ 17 2.5. Liants obtenus par activation alcaline ___________________________________________ 18 2.5.1. Les géopolymères ___________________________________________________ 18 2.5.2. Ciments Hoffmann Green Cement Technologies __________________________ 19 2.5.3. L’activation alcaline du laitier de haut fourneau – R & D réalisée par le Cerib ______________________________________________________________ 21 2.6. Solidia Technologies® _______________________________________________________ 24 2.6.1. Fabrication et mécanismes de durcissement _____________________________ 24 2.6.2. Impact environnemental ______________________________________________ 24 2.6.3. Propriétés __________________________________________________________ 25 2.6.4. Disponibilité ________________________________________________________ 25 2.6.5. Essais réalisés au Cerib ______________________________________________ 25 2.7. Liants à base d’oxyde de magnésium ___________________________________________ 26 2.7.1. Novacem __________________________________________________________ 26 2.7.2. TecEco ____________________________________________________________ 27 2.7.3. Calix ______________________________________________________________ 27 2.8. Liant d’hydrosilicate de calcium _______________________________________________ 28 2.9. Le ciment sursulfaté _________________________________________________________ 29 2.9.1. Composition ________________________________________________________ 29 2.9.2. Contexte normatif ___________________________________________________ 29 2.9.3. Hydratation _________________________________________________________ 29 2.9.4. Propriétés et applications _____________________________________________ 29 2.9.5. Disponibilité en France _______________________________________________ 30  Études et Recherches 2.10. Conclusion _________________________________________________________________ 31 Annexes _________________________________________________________ 33 Annexe 1 – Fiche technique Alpenat R2 ______________________________________________ 33 Annexe 2 – Poster Solidia Cement ___________________________________________________ 34 Annexe 3 – Poster Ciment sursulfaté ________________________________________________ 35  Études et Recherches 5 1. Synthèse générale de l’étude 1.1. Contexte Le contexte actuel du réchauffement climatique et de ses effets génère une prise de conscience croissante de nos sociétés. La COP 21 a fixé un objectif de maintenir le réchauffement mondial en deçà de 2 °C. Toutes les activités humaines sont concernées par cet objectif, et notamment le domaine de la construction, bâtiment et travaux publics. Le béton, premier matériau de construction utilisé au monde, est donc comme tous les matériaux concerné par la diminution de l’impact environnemental et plus précisément des émissions de gaz à effet de serre. L’enjeu est d’actualité, les émissions de CO2 sont directement prises en compte dans le label E+C- préfigurant la future règlementation énergétique et environnementale s’appliquant aux bâtiments. Dans le but de répondre à ces besoins, les acteurs de la filière béton travaillent depuis plusieurs années sur des solutions à faibles impacts environnementaux. Ainsi, de nouveaux liants à la chimie différente de celle du ciment Portland traditionnel existent. Ces nouveaux liants peuvent présenter un intérêt pour l’Industrie du Béton. 1.2. Les ciments et liants d’intérêt Ce document présente de manière synthétique différents ciments et liants environnementaux : • Ciments ternaires à faible teneur en clinker : Il s’agit notamment de nouveaux ciments ternaires possédant une teneur en clinker réduite (CEM II/C-M et CEM VI). Les deux autres constituants sont choisis parmi le calcaire, le laitier, les cendres volantes ou d’autres pouzzolanes. • Liants ternaires constitués d’un ciment (généralement du CEM I, CEM II A/S ou CEM II A/L auxquels des additions sont ajoutées (laitiers, métakaolins, calcaires…). Des travaux du Cerib (Bétons à faible impact environnemental pour l’Industrie du Béton : Accélération du durcissement des bétons à base de liants ternaires - Marjorie Petitpain - Thèse de doctorat des Mines de Douai et l’université Lille 1 - 2017) ont permis d’identifier des solutions (activation chimique ou thermique) pour pouvoir utiliser ces liants ternaires dans les produits en béton. • Ciments sulfoalumineux : Il s’agit d’une famille de liants hydrauliques à base de sulfoaluminate de calcium. Le ciment sulfoalumineux bélitique est disponible est France. Les produits principaux d’hydratation sont l’ettringite et les C-S-H. Grâce à son processus de fabrication qui nécessite moins d’énergie, ce ciment sulfoalumineux présente un impact CO2 réduit de 25 à 30 % par rapport au ciment Portland. Son durcissement rapide le rend compatible avec les besoins de l’industrie du béton. • Liants obtenus par activation alcaline : Les géopolymères : Ces liants sont généralement obtenus par l’activation de cendres volantes ou de métakaolins par la soude ou le silicate de sodium. L’hydratation de ces liants correspond à une réaction de polymérisation entre des silicates et des complexes dissous d’aluminium et de silicium, formant un gel du type N-A-S-H. Les propriétés de ces liants qui présentent le plus gros intérêt sont leur excellente performance face aux attaques acides ainsi que leurs bons comportements aux hautes températures. Les ciments produits par Hoffmann Cement Technologies reposent sur des principes inspirés des géopolymères.  Études et Recherches 6 Les laitiers activés : L’activateur du laitier le plus répertorié dans la littérature est le silicate de sodium en mélange avec de la soude. Le béton qui en résulte présente des propriétés mécaniques pouvant être supérieures à celles du ciment Portland. Dans cette synthèse, l’activation alcaline du laitier par le carbonate de sodium est également considérée. Cette solution, particulièrement sensible à la température de cure, présente un intérêt multiple des points de vue des résistances à jeune âge, coût et impact carbone. • Solidia Technologies® : C’est une nouvelle génération de ciment destinée à une utilisation dans l’Industrie du Béton, développée par la start-up américaine Solidia Technologies® à partir de matériaux identiques à ceux utilisés pour fabriquer un ciment Portland ordinaire dans des proportions différentes. Il s’agit d’un liant non hydraulique dont le durcissement est basé sur l’absorption et la conversion de dioxyde de carbone en carbonate de calcium (carbonatation). Le ciment Solidia se caractérise par un durcissement rapide et une cure au CO2 réalisée dans des chambres de cure adaptées. • Le ciment sursulfaté : C’est un ciment normalisé composé de laitier de haut fourneau et de sulfate de calcium, dont les produits d’hydratation sont l’ettringite et les C-S-H. Il est connu pour ses bonnes propriétés face aux agents agressifs et son durcissement assez lent en conditions ambiantes. Il présente un impact carbone très avantageux puisque ce dernier est réduit d’à peu près 90 % par rapport au CEM I. • D’autres liants sont présentés tels que les liants à base d’oxyde de magnésium et les liants à base d’hydrosilicate de calcium. 1.3. Intérêts et conséquences Cette synthèse bibliographique met en avant des solutions de ciments et liants environnementaux utilisables à l’échelle industrielle. L’intérêt de ces différents liants est évalué sur la base de cinq critères : disponibilité, impact CO2, coût, facilité d’application normative et résistance à court terme. Certains liants tels que les liants ternaires à faible teneur en clinker sont particulièrement pertinents dans la mesure où leurs performances à jeune âge peuvent être significativement améliorées par les process propres à l’Industrie du Béton. Ainsi, l’industrie du béton dispose de solutions pour s’adapter et répondre aux uploads/Industriel/ bv008-fj-428-e-complet.pdf

Tags
Industrielciment liants sulfoalumineux ciments recherches
Documents similaires
  • 12
  • 0
  • 0
Afficher les détails des licences
Licence et utilisation
Gratuit pour un usage personnel Attribution requise
Partager