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Rechercher Contacter l'auteur Envoyer à un ami Tweet Se connecter Créer un blog materiaux materiaux > materiaux de construction > FABRICATION DU CIMENT BLANC 12 décembre 2006 FABRICATION DU CIMENT BLANC ASPECTS PHYSICO- CHIMIQUES DU CIMENT BLANC Par A.CHAREF Ingénieur -Expert en matériaux de construction 1. INTRODUCTION: Le ciment blanc est un ciment Portland, il est fabriqué à partir des matières premières brutes particulièrement choisies qui sont généralement la craie pure et l'argile blanc (kaolin) contenant de très petites quantités d'oxydes de fer et d'oxydes de manganèse. Le ciment blanc est fréquemment choisi par les architectes pour son utilisation dans la fabrication du béton blanc, blanc cassé ou coloré, qui sera exposé, à l’intérieur ou à l’extérieur des édifices, au regard du public. Il est bien connu que la fabrication du ciment blanc exige un contrôle rigoureux et précis durant l’ensemble des étapes du processus technologique afin d'empêcher la contamination du produit avec du fer, le manganèse, et le titane. Le ciment blanc se caractérise par une teneur extrêmement basse de C4AF (moins de 1,5%) et une teneur élevée de C3S et de C2S. La composition chimique du clinker de ciment Portland blanc en comparaison à celle du clinker du J’aime 1 Les cookies nous permettent de personnaliser le contenu et les annonces, d'offrir des fonctionnalités relatives aux médias sociaux et d'analyser notre trafic. Nous partageons également des informations sur l'utilisation de notre site avec nos partenaires de médias sociaux, de publicité et d'analyse. En savoir plus sur les cookies X FABRICATION DU CIMENT BLANC - materiaux http://charef.canalblog.com/archives/2006/12/12/3412851.html 1 sur 12 16/05/2018 à 13:58 TABLEAU N°1.COMPOSITION CHIMIQUE DU CLINKER DU CIMENTPORTLAND BLANC ET GRIS Clinker ciment portland ........................................ Gris ......................................... blanc (Normal) ......................................... blanc(Minéralisé) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO F K2O Na2O SO3 L.O.I ..................................................................................................... 20.8 5.5 3.61 65.6 2.13 - 0.91 0.19 0.87 0.24 ..................................................................................................... 23.1 6.2 0.28 67.8 0.83 0.24 0.14 0.05 0.89 0.50 ..................................................................................................... 23.8 2.3 0.27 68.0 0.48 0.85 0.12 0.04 0.65 0.90 Le processus de fabrication du ciment blanc est tout à fait semblable à celui du ciment portland gris. Le processus inclut le choix des matières premières, la préparation du mélange cru, la cuisson du clinker, le blanchiment et le refroidissement et le broyage. La production se fait selon des conditions précises, qui sont contrôlées à toutes les étapes, afin d'éviter les contaminations possibles et les changements peu désirés. Cependant, la principale différence technologique réside dans la combinaison du refroidissement et du blanchiment, nécessaires pour améliorer la blancheur du ciment et garantir l’homogénéité de la couleur. Le ciment Portland blanc a donc essentiellement les mêmes propriétés que le ciment gris, excepté la couleur. La blancheur du ciment blanc est une des caractéristiques les plus importantes. Les spécifications de la blancheur font ressortir les grades suivants : 1 er Grade : blancheur > 80% 2 eme Grade : blancheur de 75à 80% 3 eme Grade : blancheur de 68à 75% 2. CHOIX DES MATIÈRES PREMIÈRES: Puisque la composition chimique du ciment blanc exige l’absence de C4AF, la pureté des sources d’approvisionnement de Si -, Ca – et d'Al est une exigence essentielle pour fabriquer du ciment blanc de haute qualité. Pour le grade élevé du ciment blanc, le calcaire doit contenir moins de 0,15% de Fe2O3 et moins de 0,015% de MnO; l'argile (kaolin) doit contenir 65-80% de SiO2, pas plus de 1,0% Fe2O3, moins de 0,8% de TiO2 et seulement des traces de MnO. Généralement, le kaolin approprié contient 70-73% de SiO2, 18-20% de l'Al2O3, 0,4-1% de Fe2O3, et 0 0,8% de TiO2 et sans aucune trace de MnO. Le sable de quartz doit contenir au moins 96% de SiO2, et au plus 0,2% de Fe2O3. La proportion de chacun de ces composants doit également répondre aux exigences du processus de cuisson, en tenant compte du fait que même les minéraux purs (tels que C3S et C2S), synthétisés et contrôlés dans des conditions précises du laboratoire, pourraient avoir une couleur différente du blanc. La composition du mélange du cru visée fait ressortir (en poids) 20% de SiO2, jusqu'à 5% de l'Al2O3 et 75 - 85% de CaCO3. D’une façon générale, la Les cookies nous permettent de personnaliser le contenu et les annonces, d'offrir des fonctionnalités relatives aux médias sociaux et d'analyser notre trafic. Nous partageons également des informations sur l'utilisation de notre site avec nos partenaires de médias sociaux, de publicité et d'analyse. En savoir plus sur les cookies X FABRICATION DU CIMENT BLANC - materiaux http://charef.canalblog.com/archives/2006/12/12/3412851.html 2 sur 12 16/05/2018 à 13:58 Une solution intéressante pour améliorer la blancheur du ciment consiste à minéraliser les clinkers. De tels clinkers minéralisés sont produits grâce à l’utilisation d’adjuvants ou de minéralisateurs dans des proportions relativement faibles (2 - 3 %, et 0,1% s’est avéré efficace dans certains cas). Il est bien connu que les minéralisateurs sont des fondants comme F, SiF (NaSiF), CaS, les résidus phosphoriques et les chlorures sous différentes formes. L’utilisation des chlorures est très efficace dans le cas de proportion élevée de Fe dans le mélange cru, mais elle doit être limitée en raison de la corrosion des aciers. L'application du gypse comme composant du clinker s’est avérée également efficace puisqu’elle permet de réduire la consommation d'énergie et d’augmenter les résistances. Lorsqu’ils sont utilisés dans la composition du clinker, les minéralisateurs fournissent non seulement l'agglomération à de basses températures, mais permettent de changer également et de manière significative les caractéristiques optiques du ciment en tant que produit fini. 3. PRÉPARATION ET TRAITEMENT DU MÉLANGE CRU: Dans le processus de broyage du mélange cru, une attention particulière doit être consentie au choix des équipements de concassage et de broyage (l'acier Cr-Ni est recommandé), afin d'éviter la contamination du mélange cru avec du fer. L’utilisation des équipements traditionnels de broyage ajoute environ 0,1% de fer au mélange cru, ce qui conduit à une augmentation de 0,2% de la teneur de fer après cuisson. Aussi bien que l’emploi des aciers spéciaux dans la fabrication des parties essentielles des équipements, les solutions possibles pour améliorer la blancheur incluent le contrôle de l'humidité du mélange cru et la réduction du temps de broyage en utilisant des agents de mouture (la facilité de broyage dépend de la qualité effective des produis commercialisés ) .Dans certains cas, l’installation des équipements de granulation est recommandée dans la préparation du mélange de cru et plus particulièrement lorsque le four à lit fluidisé est utilisé pour la cuisson. 4. CUISSON ET CLINKERISATION: Pour offrir les meilleures conditions pour la formation de clinker, la température de cuisson du mélange cru préalablement préparé doit être précise et maintenue entre 1873 et 1973 K selon la composition du mélange cru et la composition désirée du produit fini. L'utilisation de minéralisateurs permet la réduction de la température à 1553K. À ce stade le choix de carburants sans cendres et de réfractaires à base de talc-magnésite (ou autre magnésite -base) avec un liant spinelle est indispensable pour éviter la contamination de clinker. L'injection du carburant additionnel au préchauffeur ou avant la décharge semble être efficace pour entretenir les conditions nécessaires à la clinkérisation dans un four rotatif. L’installation d'équipement spécial tel que celle d’un four à lit fluidisé est vivement recommandé pour l’obtention d’un clinker de haute qualité permettant la production du ciment blanc. 5. BLANCHIMENT ET REFROIDISSEMENT: La majorité des documents bibliographique traitant du ciment blanc soulignent l'importance du refroidissement pour l’obtention d’un niveau satisfaisant de blancheur du clinker. Une atmosphère non oxydante ( absence d'oxygène ) dans la première étape du blanchiment et le refroidissement rapide par jet d'eau ont été utilisés pour l'amélioration de la qualité de clinker. Un mélange gazeux Les cookies nous permettent de personnaliser le contenu et les annonces, d'offrir des fonctionnalités relatives aux médias sociaux et d'analyser notre trafic. Nous partageons également des informations sur l'utilisation de notre site avec nos partenaires de médias sociaux, de publicité et d'analyse. En savoir plus sur les cookies X FABRICATION DU CIMENT BLANC - materiaux http://charef.canalblog.com/archives/2006/12/12/3412851.html 3 sur 12 16/05/2018 à 13:58 jusqu'en FeO et la réduction de MnO. Une température inférieure à 200°C doit être maintenue dans la sortie de l'appareil de refroidissement. Une autre possibilité consiste au refroidissement préliminaire du clinker en utilisant un gaz de convertisseur (pendant 1-2 minutes à 1000-1400°C et davantage de refroidissement dans un bassin d'eau. Le gaz de convertisseur peut être produit par une combinaison de gaz naturel et de vapeur d'eau à 1173-1273K selon la réaction suivante: CH4 +H2O = CO+3H2 Le CO et le H2 résultants sont très actifs dans la conversion des oxydes de Fe et de manganèse. Le refroidissement rapide (extinction) du clinker dans l'eau (contenant un peu de HCl, de H2SO4 ou d'autres acides) fournit une amélioration significative de la blancheur. 6. BROYAGE OU MOUTURE: Le broyage final est une des étapes les plus essentielles dans le processus de fabrication du ciment blanc. Le choix approprié de gypse ayant une grande pureté est également important à ce stade. Les précautions traditionnelles concernant les moyens de broyages doivent être observées. L'utilisation d'un uploads/Industriel/ ciment-blanc.pdf